Met de grootste kunstmatige golven test Deltares hoe gras zich houdt in een superstorm. Hoe is de waterveiligheid erbij gebaat?
Soms komt technologische vooruitgang in de gedaante van quantumcomputers, supergeleiders en nanochips. Maar hij kan ook de vorm hebben van een betonnen bak gevuld met zand, gras en 9 miljoen liter klotsend water.
De Deltagoot, een reusachtig golfslagbad op het terrein van het Delftse kennisinstituut Deltares, is een van de pijlers onder een toekomst waarin Nederland droge voeten houdt.
Deltares pionier in waterveiligheid
Delft heeft een rijke geschiedenis op het gebied van grote waterbouwkundige laboratoria. Bijna een eeuw geleden bouwde het Waterloopkundig Laboratorium er een windgolfgoot om theorieën over waterwerken op schaal te kunnen testen.
De Deltagoot, aangelegd in 2016, is hiervan de verre opvolger en is door zijn enorme afmetingen (300 meter lang, 5 meter breed en bijna 10 meter diep) een wetenschappelijk eldorado voor ingenieurs die werken aan een bestendige kustverdediging van Nederland.
Wat oogt als een rechttoe-rechtaan-klotsbak, blijkt bij nadere inspectie een hightech-meetinstrument dat is volgehangen met sensoren en camera’s. Aan een van de uiteindes bevindt zich de krachtigste kunstmatige golfopwekker op aarde: met een hoogte van 4,7 meter is Deltares wereldrecordhouder golven maken. Het andere uiteinde van de goot loopt schuin omhoog, als een dijktalud waar golven tegenaan spoelen.
Waterveiligheid gebaat bij kwelders
Aan de rand van het bassin geeft waterbouwkundige Bas Borsje (40) van de Universiteit Twente uitleg over het experiment waarmee recent werd begonnen.
De test is onderdeel van het project Levende Dijken, waarin wetenschappers uit diverse disciplines zoeken naar methoden waarbij de natuur kan bijdragen aan het versterken of ontlasten van dijken. Onder leiding van Borsje beoogt het team onder meer kwelders en schorren – ‘levende dijken’ – in te passen in het dijksysteem.
Een kwelder is een strook moerasland tussen zeedijk en zee, zoals je dat aantreft in het noorden van Groningen en Friesland, en heeft allerlei interessante eigenschappen.
De in waterbouwkundig opzicht relevantste ligt in het feit dat golven veel kracht en hoogte verliezen als ze over zo’n kwelder stromen. En hoe minder golfdruk op de dijk achter die kwelder, des te minder vaak ophoging en verbreding van die dijken nodig zijn. ‘Enkele centimeters golfreductie vertaalt zich in miljoenen euro’s besparing bij dijkversterking,’ zegt Borsje.
Nagebouwd kwelder
Dijken moeten voldoen aan strenge veiligheidstoetsen, die onder meer worden uitgedrukt in overstromingskansen. Zo schrijft de ‘toelaatbare inundatiekans’ voor hoe groot elk jaar de kans mag zijn dat een gebied overstroomt.
Voor de ene plek wordt een kans in een gegeven jaar van 1 op de 300 acceptabel geacht, in een ander gebied mag de kans niet groter zijn dan 1 op de 100.000.
Wil je de kwelders inderdaad ‘meenemen’ in die veiligheidstoets, dan is het van belang te weten hoe ze precies fungeren als buitendijkse verdedigingslinie. Dus bouwden de universiteiten van Twente en Delft samen met het Wetterskip Fryslân zo’n kwelder op ware grootte na in de Deltagoot.
Natuurlijke veerkracht inzetten voor waterveiligheid
Ze staken 66 grote blokken grond uit de Friese kust, laadden die op vrachtwagens en schoven ze in de Delft weer netjes naast elkaar. Vervolgens lieten ze de golfmachine op volle toeren draaien, waarna bijna honderd meetinstrumenten registreerden hoe de vegetatie zich hield, en welke effecten het gras heeft op onder meer golfdruk, -snelheid en -overslag.
De uitkomsten leidden tot groot enthousiasme.
Borsje: ‘De kracht van het gras verraste ons echt. We bootsten een storm na die maar eens in de duizend of tienduizend jaar voorkomt, echt heftig. De golven sloegen de GoPro-camera onder water kapot, geen mens zou zich staande houden. Maar het gras overleeft!’
Hij wijst op de geringe hoeveelheid afgebroken vegetatie die in het water drijft.
‘De veerkracht van de natuur blijkt weer eens groter dan we dachten.’ Natuurlijk, zegt hij, die plantjes groeien niet voor niets in de kwelders. ‘Maar met zulke extreme omstandigheden is het kweldergras ook niet bekend.’
Levende in plaatsen van harde dijken
Dat het gras zelfs zware stormen overleeft, maakt het extra betrouwbaar, en het ligt voor de hand dat de vegetatie op steeds meer plekken onderdeel wordt van het dijkensysteem.
Het liefst, zegt Borsje, zou je ook op die manier plekken beschermen waar nu nog geen kwelders zijn. ‘Maar de natuurlijke vorming duurt al gauw tientallen jaren, dus moeten we soms de natuur een handje helpen.’
Dit soort ‘levende dijken’ bieden grote voordelen ten opzichte van ‘harde dijken’, zegt Borsje. Door afzetting van zand en slib groeien de kwelders namelijk vanzelf mee met de zeespiegel, en zijn in staat grote hoeveelheden CO2 op te slaan.
Deltagoot is uniek testinstrument voor waterveiligheid
Het is hét adagium van de pleitbezorgers als Borsje: klassieke dijken moet je voortdurend onderhouden en versterken, terwijl op de natuur gebaseerde vormen van kustverdediging een blijvende oplossing zijn.
De Deltagoot is een indrukwekkend staaltje wetenschap op ware grootte. Drie pompstations kunnen 1.000 liter water per seconde verpompen tussen de goot en het ondergrondse reservoir.
De diepte van 9,5 meter is nodig om golven van ruim 4,5 meter hoog te kunnen maken met een enorm hydraulisch golfschot van Amerikaanse makelij. De Deltagoot is niet alleen handig bij onderzoek naar dijken, maar ook voor commerciële klanten die bijvoorbeeld willen testen hoe golven windturbines, olieplatforms, kabels en pijpleidingen belasten.
Schrijf u in voor onze ochtendnieuwsbrief
Abonneer u op de gratis nieuwsbrief EW Ochtend en start de dag scherp met de belangrijkste artikelen over politiek, economie en buitenland.
