Dempen de kwelders de golven?

vrijdag 20 januari 2012

Door Tim van Oijen

 


Kwelders spelen een rol in de kustverdediging in het waddengebied. Ze verminderen namelijk de golfslag waardoor de dijken het minder zwaar te verduren krijgen. Of dit ook betekent dat de dijken lager mogen zijn als er een kwelder voor ligt, hangt af van hoe de kwelders zich houden onder extreme weersomstandigheden.

De zeespiegel zal volgens de voorspellingen de komende eeuw met tientallen centimeters stijgen. Verder is er voorspeld dat de extreme weersomstandigheden met hevige neerslag vaker zullen optreden. De Nederlandse overheid zal hier bij het onderhoud van de kustverdediging rekening mee houden. Het ligt voor de hand dat de eisen waaraan de dijken moeten voldoen zullen worden aangescherpt. Daarnaast worden alternatieve innovaties ontwikkeld onder de termen dynamische kustverdediging en natuurlijke klimaatbuffers (zie Wadweten Natuurlijke kusten). Hierbij wordt gebruik gemaakt van de fysische processen die van nature al plaats vinden. Een van de veelgenoemde manieren van dynamisch kustbeheer is de aanleg of het behoud van kwelders.


Normale omstandigheden

De manier waarop kwelders een bijdrage leveren aan kustveiligheid is eenvoudig. Ze zijn begroeid en bezitten hierdoor een natuurlijk vermogen om sediment in te vangen. Hierdoor hogen de kwelders op en volgen ze de zeespiegelstijging (zie WadWeten Rijsdammen doen vastelandskwelders herrijzen). Bij een gemiddelde overstroming is een ondiepe waterlaag op de kwelders aanwezig en wordt de (maximale) hoogte van de golven gedempt. Door de wrijving met de bodem wordt namelijk energie uit de golven gehaald. Tegen de tijd dat de golven het land bereiken, is veel energie dus al afgegeven. De golven zijn minder krachtig geworden en beuken daarom minder tegen de dijken. Hierdoor neemt de slijtage af en komt de kustveiligheid minder in gevaar.

 

In Duitsland is in de jaren zeventig al op elegante wijze onderzoek gedaan naar de golfdempende werking van kwelders. Wetenschappers bekeken hoe hoog de veekrand lag op dijken met en zonder kwelders ervoor. De veekrand is de strook met aangespoelde rommel, zoals plantenresten en plastic. Deze rand geeft een goede indicatie van hoe hoog de golven zijn gekomen bij hoogwater. Deze veekrand bleek lager te liggen wanneer er een kwelder voor de dijk lag. In het Duitse waddengebied wordt de golfdempende werking van de kwelders meegenomen in de eisen die worden gesteld aan de dijkhoogte en -constructie. Die eisen zijn daardoor soepeler dan in het Nederlandse deel.


Ook recente studies ondersteunen de golfdempende werking van kwelders onder normale weersomstandigheden. Het hangt wel enigszins af van welke soorten planten er op de kwelder groeien hoe effectief de golfdemping is. Hier wordt actief onderzoek naar gedaan, zowel met modellen als met experimenten.


Extreme omstandigheden

Maar wat gebeurt er nu onder de zogeheten maatgevende condities, de zeer extreme weersomstandigheden met hoge waterstanden waarvan de Nederlandse overheid heeft vastgelegd dat de kustverdediging er tegen bestand moet zijn? Onder deze condities is de waterlaag boven de kwelder veel hoger dan onder normale omstandigheden. De bodemwrijving zal hierdoor minder invloed hebben op de golfhoogte. Kortom: minder demping. De voorlopige conclusie van onder meer de Waterschappen is daarom dat bij extreme waterstanden, wanneer het er echt toe doet, de kwelders geen enkele rol meer spelen voor de veiligheid.


Een kanttekening hierbij is dat hoge waterstanden vaak gepaard gaan met hogere golven en dus ook diepere golfdalen. De verhouding tussen de golfhoogte en de waterdiepte verandert relatief weinig. Modelberekeningen suggereren dat bij deze extremere omstandigheden de kwelders daarom nog steeds een golfdempende werking hebben. De effectiviteit van de demping wordt nu verder onderzocht.


Er bestaat ook onzekerheid over hoe de kwelders zich gedragen bij zwaar weer. Een kwelder zou tijdens een stormvloed voor een deel kunnen worden weggeslagen. Als dit gebeurt dan kan dit grote consequenties hebben wanneer er kort erna opnieuw noodweer volgt. De dijken worden dan immers aan hogere golven blootgesteld. Het gedrag van de kwelders is echter moeilijk in te schatten omdat de kreken en prielen en de hoger gelegen delen verschillend zullen reageren.

 

Bronnen

Den Heijer, F., J. Noort, H. Peters, P. de Grave, A. Oost en M. Verlaan (2007). Allerheiligenvloed 2006. Rapport Rijkswaterstaat.
Erchinger, H.F. (1974). Wellenauflauf ab Seedeichen – Naturmessungen an der ostfriesischen Küste. Mitteilungen Heft 41/1974. Leichtweiss-institut für Wasserbau der Technischen Universität Braunschweig.
Woensdag 18 januari 2012 organiseerde het Deltaprogramma Wadden een oogstdag in Leeuwarden. Deze WadWeten is deels gebaseerd op persoonlijke communicatie met wetenschappers tijdens deze dag.



Artikel WadWeten

Het wekelijkse artikel WadWeten verschijnt in de digitale nieuwsbrief en op de websites van de Waddenvereniging en Waddenacademie. In deze serie artikelen wordt het waddengebied beschreven vanuit verschillende onderzoeksdisciplines, zoals de biologie, de geologie en de cultuurhistorie. Een wetenschappelijke benadering in heldere taal. De berichten worden beurtelings geschreven door wetenschappers van Ecomare, de Waddenacademie en de Waddenvereniging.

In 2010 werden een aantal WadWeten artikelen gebundeld in het boekje Waddenwijsheid (ISBN 9789087410230). Begin 2015 kwam er een vervolg: Meer Waddenwijsheid. Het rijk geïllustreerde boek geeft antwoorden op vragen als: welke beestjes krioelen er in het zand, welke wadvogels werden gegeten in de terpentijd, hoe oud wordt een zwaardschede, welke stormen zijn gevaarlijk voor de Wadden. Dit prachtige boek boordevol Waddenkennis is verkrijgbaar bij de boekhandel voor € 12,90 (ISBN 9789087410322).

Ecomare Waddenacademie Waddenvereniging