De TU Delft onderzoekt de langetermijneffecten van op de natuur gebaseerde oplossingen

Voor waterberging of drainagemaatregelen wordt steeds vaker gekozen voor natuurgerichte oplossingen. Maar hoe zo’n natuurlijke oplossing zich over een langere periode ontwikkelt, is nog grotendeels onbekend. Met twee proeffaciliteiten in Flood Proof Holland gaat de TU Delft minimaal tien jaar onderzoek doen naar de langetermijneffecten van nature based solutions. Naast een plek voor langdurig buitenonderzoek moeten testfaciliteiten ook een broedplaats worden voor multidisciplinaire kruisbestuiving.

Bij waterwinning en -berging kijken we niet langer alleen naar stormvloedkeringen, drainagesystemen, dijken en dammen. Voor dit soort opgaven worden steeds meer oplossingen gezocht waarbij het natuurlijke systeem het voortouw neemt: 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 andere oplossing is de aanleg van duurzame stedelijke afwateringssystemen in stedelijke gebieden, in Nederland ook wel ‘wadi’s’ genoemd. Hierdoor krijgt het water de tijd om via groene sloten of stadsparken in de bodem te infiltreren.

Voordelen van op de natuur gebaseerde oplossingen

Volgens hydroloog Thom Bogaard van de Technische Universiteit Delft is het succes van natuurlijke oplossingen ondubbelzinnig. “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 lagere omgevingstemperaturen . 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.”

Nadeel: lange termijn onbekend

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 dus niet hoe de bodem en het bodemleven zich zullen ontwikkelen en of de aannames over drainage en buffercapaciteit over zo’n dertig jaar nog kloppen.”

Grote overstromingsbestendige testfaciliteit in Nederland

Om te onderzoeken hoe natuuroplossingen over langere tijd presteren, heeft Bogaard twee betonnen containers van 7,5 bij 3,5 meter en een paar meter hoog op het proefveld van Flood Proof Holland 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.”

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.”

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.”