Natuurlijke watervoorraden tot op de bodem onderzocht

Stormvloedkeringen, afwateringssystemen, dijken en dammen. Nederland blinkt de afgelopen eeuwen uit in het ontwerpen van slimme technologische oplossingen voor het afvoeren en bergen van water. Maar er wordt steeds meer gezocht naar dit soort oplossingen waarbij het natuurlijke systeem leidend is: oplossingen gebaseerd op de natuur. Voorbeelden hiervan zijn het verbreden van beken of rivieren en deze vrij te laten slingeren om de buffer- en afvoercapaciteit te vergroten. Een ander voorbeeld is de aanleg van duurzame stedelijke afwateringssystemen in stedelijke gebieden, in Nederland ook wel ‘wadi’s’ genoemd. Deze groene sloten in woonwijken of stadsparken zorgen ervoor dat water tijdelijk kan blijven staan ​​en de tijd krijgt om in de bodem te infiltreren.

Veerkrachtiger en duurzamer

Volgens hydroloog Thom Bogaard hebben natuurlijke oplossingen een aantal belangrijke voordelen. “Ze zijn resistent en duurzaam. Door met en vanuit de natuur te werken ontstaan ​​meerdere ecosysteemdiensten: een natuurgebaseerde oplossing zorgt niet alleen voor de opslag of afvoer van water, maar bijvoorbeeld ook voor een toename van de biodiversiteit, het afvangen van deeltjes uit de omgeving en een lagere omgevingstemperatuur. temperatuur. Bovendien hebben dit soort natuurlijke oplossingen een grote esthetische waarde en zullen ze minder snel bederven. En als er schade is, bijvoorbeeld door een storm, is reparatie nauwelijks nodig, maar het systeem herstelt zichzelf grotendeels.”

Weinig langetermijnonderzoek

Op de natuur gebaseerde oplossingen hebben echter ook een nadeel: de ontwikkeling op lange termijn is moeilijk te voorspellen. Bogaard: “We weten dat een betonconstructie tussen de 50 en 100 jaar meegaat en we kunnen redelijk inschatten hoe deze zich zal gedragen. In een natuurlijk systeem is dit veel moeilijker. De ontwikkeling ervan is veel dynamischer. Invloeden als droogte en extreme regenval kunnen ondanks veerkracht voor drastische veranderingen zorgen. De langetermijnontwikkeling van een op de natuur gebaseerde oplossing is nauwelijks onderzocht. “We weten daarom niet hoe de bodem en het bodemleven zich zullen ontwikkelen en of de aannames over drainage en buffercapaciteit over zo’n dertig jaar nog steeds kloppen.”

Robuustere ontwerpen zonder rug

Omdat we in stedelijke gebieden niet van onzekerheden houden, kiezen natuuroplossingen vaak voor een back-up, zegt Bogaard. “Bijvoorbeeld een afvoerbuis onder een wadi. Hoewel dit soms best logisch is, gebeurt het ook op plekken waar het minder nodig is. Dit veroorzaakt onnodige kosten. Wat is er mis met een grote plas water aan de rand van een park gedurende een paar dagen of weken? Het is echter noodzakelijk om te weten wat de effecten hiervan zijn. Deze plaatsen met water kunnen bijvoorbeeld muggen aantrekken en bij warmer weer het risico op verspreiding van ziekten vergroten. Samen met collega’s uit Leiden en Rotterdam doen we daar multidisciplinair onderzoek naar.”

Grote overstromingsbestendige testfaciliteit in Nederland

Om te onderzoeken hoe natuuroplossingen over langere tijd presteren, heeft Bogaard bij Flood Proof Holland, een proeftuin voor overstromingsonderzoek, twee betonnen dozen van 7,5 bij 3,5 meter en een paar meter hoog laten plaatsen. Bogaard: “Beide tanks zijn verdeeld in drie aangrenzende stroken en zijn opgebouwd uit een laag grind, zand en een laag begroeide grond. Deze lagen zijn voorzien van sensoren, zodat we alle ontwikkelingen kunnen meten en monitoren. Het grote verschil tussen de containers is dat de ene een kantelhoek van 17 graden heeft en de andere niet. “In de hellende container gaan we onderzoeken hoe we de geërodeerde hellingen kunnen stabiliseren met wilgentakken.”

De hellingloze tank is bedoeld voor wadi-onderzoek, vervolgt Bogaard. “Op de toplaag planten we verschillende grassoorten en maken een geul. Eén van de drie stroken laten we intact, als referentie. In deze strook observeren we bijvoorbeeld hoe snel het water in de grond zakt of hoe lang het daar blijft. We observeren de gevolgen voor de biodiversiteit en ook voor de muggenpopulaties. In de andere twee gaan we experimenten doen met de verspreiding van verontreinigende stoffen, zoals rubberen nanodeeltjes of microplastics.”

Langdurig gecontroleerd praktijkonderzoek.

Bogaard beschouwt onderzoek in betonnen containers als een mix tussen veldonderzoek en laboratoriumwerk. De testfaciliteit wordt blootgesteld aan wind en wordt dus beïnvloed door regen en andere natuurelementen. “Praktijkonderzoek is realistisch, maar ook heel locatiegebonden. Het laboratorium is een gecontroleerde omgeving, maar mist daardoor bepaalde invloeden uit de praktijk. Met onze opzet kunnen wij de praktijk nauwkeurig nabootsen en langdurig gecontroleerd procesonderzoek uitvoeren. Er is een groot gebrek aan deze tussenliggende schaal in de wetenschap. Al kan deze schaalgrootte van groot belang zijn voor onderzoek met veel onzekerheden. En daar komen er steeds meer van binnen ons vakgebied, vooral als gevolg van de klimaatverandering. Daarom ben ik een groot voorstander van dit soort openluchtlaboratoria.”

Meer dan een plek voor onderzoek

Volgens Bogaard is de proeffaciliteit bij Flood Proof Holland meer dan alleen een plek waar hij en zijn collega-onderzoekers antwoorden hopen te krijgen op allerlei vragen. “Het is ook een middel om studenten bewust te maken van het belang van langetermijnonderzoek naar natuurgebaseerde oplossingen en ze enthousiast te maken. Wat ik ook erg leuk vind, is dat Bouwkundestudenten die zich bezighouden met waterberging in de stedenbouw ook geïnteresseerd zijn in wat we hier gaan doen. Voor hen kunnen de bevindingen uit hydrologisch onderzoek zeer relevant zijn bij het maken van een ontwerp. “Ik kijk enorm uit naar dit soort multidisciplinaire kruisbestuiving.”

Gepubliceerd: februari 2024