Onderzoeker Bram van Prooijen en professor Zheng Bing Wang, beiden verbonden aan de afdeling Hydraulic Engineering, kregen afgelopen september groen licht om te starten met het onderzoeksproject SEAWAD. Het project hoopt de belangrijke vraag te beantwoorden of de kustlijn langs de Waddeneilanden in de toekomst beschermd kan worden met hulp van een soort zandmotor, op dezelfde wijze waarop dat nu al voor de Zuid-Hollandse kust gebeurt. Vier jaar lang zullen onderzoekers, verbonden aan drie verschillende universiteiten, zich op het onderwerp storten.

De zandmotor, de kunstmatig aangelegde zandvlakte voor de kust van Zuid-Holland, is bedacht om de Nederlandse kustlijn tegen erosie te beschermen door gebruik te maken van natuurlijke zee stromingen. Voor de aanleg van de zandmotor werd ieder jaar zo’n twaalf miljoen kubieke meters aan zandsuppleties langs de Nederlandse kust gestort, vertelt Zheng Bing Wang, professor Morfodynamica van lagunes en estuaria. “Het idee achter de zandmotor was juist om in een keer een heel grote zandsuppletie, twintig miljoen kubieke meters zand, op een hoop voor de kust aan te leggen. De gedachte is dat ieder jaar een miljoen kuub van de zand motor zich langs de Hollandse kust verspreidt, waar door de komende jaren minder of geen zandsuppleties meer nodig zijn. Na twintig jaar moet de zandmotor ook helemaal zijn verdwenen, het is juist de bedoeling dat het wegspoelt! Het belangrijkste voordeel van de zandmotor is namelijk dat je de natuur het werk laat doen om zand te verspreiden.”

Een ander voordeel van het aanleggen van zo’n megasuppletie is dat de natuur op slechts één locatie een keer wordt verstoord en daarna jarenlang niet meer. Alhoewel de resultaten van de zandmotor officieel nog niet binnen zijn, wordt er nu al hard nagedacht of hetzelfde principe ook voor een gebied als de Waddenzee geschikt zou zijn om de Waddeneilanden te beschermen tegen de constante erosie van de zee en de stijgende zeespiegel.

“Dat idee vormt de basis van het onderzoeksproject SEAWAD,” vertelt universitair docent Bram van Prooijen. “Wanneer je in het Waddengebied de natuur haar gang laat gaan, zie je dat na verloop van tijd de kust voor de eilanden afneemt en dat het zand in de Waddenzee belandt. Het is ook de reden waarom voor de Waddeneilanden regelmatig zandsuppleties worden aan gebracht. De vraag is nu of je met een enorme zand suppletie, die je aan de zee zijde van de eilanden aan zou neerleggen, hetzelfde resultaat kunt boeken.”

Dynamisch

Het onderzoek is zo interessant om dat het Waddengebied een veel dynamischer gebied is dan de Hollandse kustlijn, vindt Van Prooijen. “Er spelen veel meer processen een rol in de verspreiding van sediment. Bij de zandmotor is de invloed van golven het belangrijkst. In de Waddenzee komt daar ook de rol van getijden stroming nog eens bij. Juist die combinatie kan leiden tot andere effecten van de verplaatsing van sediment. Het is bijvoorbeeld heel belangrijk om te weten te komen hoeveel zand van een zandsuppletie uiteindelijk in de Waddenzee terecht komt.”
Tegelijkertijd ligt het onderwerp ook een tikje gevoelig, merkt Wang op. “Als we zulke suppleties toch moeten aanbrengen, dan zou het beter zijn om het zand te verdelen door gebruik te maken van de natuurlijk aanwezige dynamiek. Aan de andere kant ligt het gebruik van een grote zandsuppletie gevoelig voor een kwetsbaar gebied als de Waddenzee dat door UNESCO is erkend als werelderfgoed.” 

Nauw betrokken

Het is de reden dat de komende vier jaar de gevolgen van een grootschalige zand suppletie in de Waddenzee op opvallend uiteenlopende onder werpen in kaart worden gebracht. Een van de mooie aspecten van het SEAWAD-onder zoek is dat er drie universiteiten en veel verschillende partijen nauw bij het project zijn betrokken, vinden Van Prooijen en Wang. Zo is het onderzoeksgeld mede door financiële bijdragen van Rijkswaterstaat, Deltares, ingenieursbureaus en baggerbedrijven bij elkaar gebracht. Van Prooijen:  “Ieder een die zich in Nederland met dit onderwerp bezig houdt kent elkaar goed. Er is daarom ook besloten om niet met elkaar te gaan concurreren, maar om dit onderzoek gezamenlijk uit te voeren en kennis met elkaar te delen.”

Door het onderzoeksgeld kunnen vanaf volgend jaar vier PhD-studenten verspreid over de verschillende universiteiten aan de slag. Wang zal het geheel als projectleider overzien, terwijl Van Prooijen de dagelijkse coördinatie tussen de onderzoeksgroepen op zich neemt. “In Delft zullen twee promovendi aan de slag gaan. Een onderzoeker gaat op kleine schaal de interactie-processen tussen golven en sediment onderzoeken, de ander zal vooral kijken naar de grootschalige transport-patronen van sediment,” vertelt Van Prooijen. “Verder gaat in Utrecht een onderzoeker het verplaatsen van geulen tussen de eilanden bestuderen, terwijl de ecologische effecten van een mega-suppletie op regionale schaal door een onderzoeker in Twente worden onderzocht.”

Golfboeien

In Delft zal onder leiding van professor Ad Reniers bijvoorbeeld veel aandacht zijn voor het effect dat golven hebben op het verplaatsen van sediment. Daarvoor willen de onderzoekers speciale golfboeien gaan gebruiken die met de getijdenstromingen meedrijven. Van Prooijen: “Zo vormen zij ook direct een meetinstrument voor de stroming. Maar ondertussen meten ze ook golfhoogtes en verzamelen ze meer precieze meetgegevens over de asymmetrie van verschillende golven. Voor berekeningen wordt daar nu een gemiddelde voor gebruikt, wij willen straks in onze simulaties met een hogere nauwkeurigheid werken. Zo krijgen we beter grip op processen die op deze kleine schaal een rol spelen en kunnen we de onzekerheden in ons model verkleinen.”

De onderzoekers zullen ook hun handen echt vuil moeten maken met veldwerk-onderzoek door op verschillende plekken in het gebied de korrel  groottes en de samen  stelling van het aanwezige sediment te meten. “Daarna zal met hulp van computer modellen berekend worden wat er gebeurt als een mega-suppletie op een bepaalde locatie buiten de Waddeneilanden wordt aangelegd,” vervolgt Van Prooijen. “Waar komt dat zand uiteindelijk terecht, en krijg je andere resultaten als je een zandsuppletie aanlegt met een iets grovere korrel? Dat zijn ook typisch vragen waar Rijkswaterstaat, die verantwoordelijk is voor het aanleggen van zandsuppleties, bijzonder in is geïnteresseerd.”

Computermodellen

Een van de computermodellen die voor het onderzoek zal worden gebruikt is Delft3D, een gratis beschikbaar programma ontwikkeld door Deltares. Van Prooijen: “Het is momenteel het beste programma voor het modelleren van stromingen en sedimenttransport in verschillende kustgebieden. Het programma wordt over de hele wereld gebruikt. Omdat Deltares de software voor iedereen toegankelijk heeft gemaakt, kunnen wij onze simulaties er gemakkelijk inpassen. Het Waddengebied is zo’n complex gebied, als wij dat met onze nieuwe data en simulaties beter weten te modelleren, dan kan Delft3D straks nog beter worden toegepast op veel meer plekken waar soortgelijke problemen spelen.”

Wang onderstreept daarnaast ook het belang dat SEAWAD in de toekomst zal hebben op de aanpak van de kustafslag in het Waddengebied. “De kennis die we door SEAWAD zullen opdoen, zal uiteindelijk bepalen of Rijkswaterstaat een pilot begint voor het aanleggen van een megasuppletie bij de Waddeneilanden. Voor onze technische innovaties winnen we waarschijnlijk geen Nobelprijs. Maar voor de toekomst van het gebied, dat ook onderhevig is aan de gevolgen van zeespiegelstijging, zijn de uitkomsten essentieel.”

Gepubliceerd: maart 2016

/* */