Over de hele wereld komen muien voor in de ondiepe delen van de kust. Waar en wanneer een mui zich exact ontwikkelt is lastig te voorspellen – desondanks is het een bekend en veel bestudeerd natuurlijk fenomeen onder kustwaterbouwers, met name in relatie tot het recreatieve gebruik van het strand. Veel strandgebruikers zijn echter niet goed op de hoogte van wat een mui is, hoe een muit ontstaat en hoe groot de risico’s zijn, wat in sommige gevallen tot onnodige slachtoffers heeft geleid. Het ontwikkelen van een muienradar zou daarom een nieuwe stap kunnen zijn om de veiligheid op stranden te vergroten. Onderstaand stuk, geschreven door Roderik Hoekstra van Deltares, is uitgekozen als uitgelicht artikel van Geo.brief 2021-3 (gratis voor leden van het KNGMG). Wilt u lid worden van het KNGMG, dat kan via deze link.
Druk zomerstrand bij Scheveningen, Den
Haag. Een muienradar kan helpen de
veiligheid voor strandbezoekers te verhogen. Foto: Flickr / Aram Zucker-Scharff
Ondanks hun verraderlijke karakter zijn muien (‘rip currents’ in het Engels) slechts een lokaal, natuurlijk fenomeen van zeewaarts gerichte stromingen die plaatsvinden in het ondiepe deel van de kust. Over het algemeen worden muien aangedreven door het breken van golven, maar ze vinden plaats op plekken waar golven juist niet breken. Ogenschijnlijk lijken dit dus veilige plekken om het zeewater te betreden, maar vervolgens raken veel zwemmers verrast wanneer ze merken dat ze de open zee op drijven. Er kan een negatieve spiraal ontstaan wanneer ze tevergeefs tegen de sterke stroming in proberen te zwemmen: ze raken uitgeput en komen daardoor in de problemen. In veel van deze gevallen kunnen reddingsbrigades op tijd uitrukken – maar niet altijd. In Nederland werken de reddingsbrigades veelal op vrijwillige basis en zijn dus niet permanent op stranden aanwezig.
Een duidelijk recept wanneer muien ontstaan is er niet, maar vaak heeft het te maken met een combinatie van verschillende processen, zoals de wind, het getij en de golven. Bij het breken van golven over ondiep gelegen zandbanken vindt er transport van water richting het land plaats. Het water zoekt vervolgens een weg terug naar de zee. Vaak vindt dit plaats bij dieper gelegen geulen tussen de ondiepe zandbanken, waar geen golven breken (zie figuur 1). Een aflandige wind en/of een ebstroming – de getijfase tussen hoog en laag water – kan dit effect verder versterken. De werking van muien is echter slechts lokaal: zodra je als zwemmer de virtuele lijn passeert waar golven breken, neemt een mui snel in kracht af. In dat geval volstaat het om in een zijwaartse richting te zwemmen en je door de brekende golven terug naar het strand te laten brengen.
Figuur 1. Hoe als zwemmer te ontsnappen uit een mui.
Illustratie: Reddingsbrigade Egmond
Extreem drukke stranden / In de warme zomer van 2020 werd er massaal gebruik gemaakt van de recreatiemogelijkheden aan de Nederlandse kust. Deels werd dit gedreven door de warme temperaturen, maar ook door de reisbeperkingen vanwege de coronapandemie, waardoor veel Nederlanders de zomervakantie in eigen land vierden. Het leidde er toe dat stranden extreem druk waren. Met de enorme toeloop van strandgebruikers neemt de kans op ongelukken bij gevaarlijke omstandigheden in zee, zoals bijvoorbeeld muien, toe. Reddingsbrigades hebben afgelopen zomer een recordaantal reddingsacties uitgevoerd. Vaak heeft dit er toe geleid dat zwemmers gered konden worden, maar er zijn helaas ook slachtoffers te betreuren. Dit heeft geleid tot een nieuwe discussie om meer te doen aan preventie en beheersing van de gevolgen van gevaarlijke situaties aan de kust.
De vrijwilligers van de reddingsbrigades zijn ervaren mensen die vaak al hun hele leven in de buurt van de zee hebben gewoond. Ze kennen de gevaren van de zee en zijn in staat om gevaarlijke situaties te signaleren en waarschuwingen te plaatsen. Muien passen zich echter niet aan het werkschema van een reddingsbrigade aan en zijn voor het ongeoefend oog van de gemiddelde strandgebruiker moeilijk waarneembaar. Een risico op ongelukken blijft.
Muien voorspellen / Met computermodellen is het mogelijk om stromingen in de zee te simuleren en voorspellen, mits daarvoor de juiste gegevens ter beschikking zijn. Zulke voorspellingen kunnen een effectief middel zijn voor bijvoorbeeld Reddingsbrigade Nederland om beter in te kunnen schatten waar en wanneer er een mui plaatsvindt. Omdat de ligging van de zeebodem in hoge mate bepaalt waar een mui zich vormt, is een correcte schematisatie van de zeebodem van cruciaal belang voor een model. Echter, het ondiepe deel van de zeebodem is continu aan verandering onderhevig door golven en getij, terwijl het inmeten van de ligging van de zeebodem met een boot of jetski arbeidsintensief en duur is.
In 2012 is er nabij Egmond een onderzoek uitgevoerd waarbij op experimentele wijze is geprobeerd om bodemgegevens af te leiden uit camerabeelden met behulp van algoritmes. De camerabeelden werden gemaakt door een serie camera’s die voor onderzoeksdoeleinden aan de kust van Egmond waren geïnstalleerd. Het voordeel van deze techniek is dat het veel minder arbeidsintensief is dan periodiek uitvaren om metingen te doen: de camera’s doen in feite het werk. Deze afgeleide bodemgegevens werden in een model ingevoegd, zodat muien konden worden voorspeld. De resultaten werden getoond in een muienradar.
Deze toepassing werkt, maar is destijds niet verder ontwikkeld. De toepassing bleek moeilijk schaalbaar en de resultaten waren niet altijd consistent. Daarnaast werkt het camerasysteem slechts lokaal en is het onderhoudsgevoelig. Opschaling naar andere kustgebieden zou een forse investering betekenen.
Figuur 2. Een voorbeeld van de Muienradar 2.0.
Illustratie: Deltares
Nieuwe technieken / De incidenten in 2020 hebben voor een nieuw momentum gezorgd om de strandveiligheid verder te verbeteren. Deze wens valt samen met een actuele trend waarbij we steeds beter in staat zijn om gegevens af te leiden uit satellietbeelden. Deze beelden worden continu verzameld door satellieten en onder andere door Google gratis ter beschikking gesteld voor onderzoek. Bij Deltares zijn wij op dit moment bezig met het ontwikkelen van algoritmes om bodemgegevens uit satellietbeelden af te leiden. Satellietbeelden bieden een groot voordeel: ze worden regelmatig en over de hele wereld verzameld, waardoor de schaalbaarheid groot is. Ondanks dat er nog stappen moeten worden gezet om accurate bodemgegevens uit satellietbeelden af te leiden, die we vervolgens in een model zouden kunnen toepassen, levert deze techniek mooie kansen op. Onze ambitie is dat we een systeem ontwikkelen dat 24/7 muien voorspelt voor de Nederlandse kust; een Muienradar 2.0 (zie figuur 2). Met de Muienradar 2.0 kunnen strandwachten beter inschatten waar en wanneer muien optreden. Het voorspellingssysteem is verder ook interessant voor zwemmers, surfers en badgasten zodat zij zelf ook een betere inschatting kunnen maken om wel of niet de zee in te gaan.
In het aanstaande zomerseizoen willen we een pilot starten om potentiële eindgebruikers van de muienradar te laten kennismaken met deze nieuwe informatievoorziening. Wij staan open voor suggesties om dit project mogelijk te maken, zodat we het gebruik van onze kust weer een stukje veiliger kunnen maken!