Moeilijk erodeerbare lagen in de Waddenzee en Westerschelde
De kust en zeebodem bestaan uit allerlei verschillende grondlagen. De ene harder – en daarmee moeilijker weg te spoelen – dan de andere. Beheer en Onderhoud Kust onderzocht de afgelopen jaren welk effect deze hardere en zachtere grondlagen hebben op de ontwikkeling van het Nederlandse kustsysteem. Dit jaar is gekeken naar de effecten op geulontwikkelingen in de Waddenzee en Westerschelde. Adviseur Hoogwaterveiligheid Rena Hoogland geeft duiding bij de onderzoeksresultaten.
De ondergrond van de Noordzee bestaat uit sediment dat door rivieren, gletsjers en wind is afgezet. In de bodem bevinden zich daardoor verschillende sedimentlagen zoals zand, klei, grind en keileem. Hierdoor verandert de bodem niet overal op dezelfde manier. Zand erodeert namelijk sneller dan klei. In het rapport Moeilijk erodeerbare lagen in de Waddenzee en Westerschelde heeft Deltares in kaart gebracht hoe de geulontwikkelingen worden gestuurd door de ondergrond.
Ondergrond stuurt kustonwikkeling
‘De kustlijn heeft niet altijd gelegen waar hij nu ligt’, legt Rena uit. ‘Heel lang geleden kon je gewoon naar Engeland lopen. De Noordzee was een groene vallei omdat veel water in grote gletsjers zat. In tienduizenden jaren is de kustlijn uiteindelijk teruggetrokken. Die verandering van de bodem en de processen die daarbij een rol spelen noemen we geomorfologie.’
Gedrag van Geulen
Met name in de Waddenzee en in de Westerschelde liggen veel geulen voor de kust. Die geulen verplaatsen zich en kunnen daardoor gevaarlijk worden voor het kustbeheer. ‘We proberen daarom de geulontwikkelingen te voorspellen. Blijven ze op hun plek liggen of bewegen ze juist sneller naar de kust?’, legt Rena uit. ‘Dit doen we vaak doormiddel van morfologische modellen. Veel morfologische modellen gaan er nu nog vanuit dat de ondergrond alleen uit zand bestaat, maar dat is niet zo. Het onderzoek van Deltares naar moeilijk erodeerbare lagen leverde verhelderende inzichten op. Rena: ‘Klei erodeert in eerste instantie heel langzaam, maar kan er ook voor zorgen dat bepaalde delen van een geul zich juist sneller gaan bewegen’.
Welke grondlaag ligt waar?
Om te bepalen uit welke lagen de ondergrond bestaat heb je boorgegevens of seismische gegevens nodig, maar die zijn er vaak niet. Daarom zoekt Deltares uit of ze op basis van het gedrag van geulen kunnen aantonen waar hardere lagen in de ondergrond zitten. Deltares analyseerde de ontwikkeling van geulen aan de hand van bodemhoogtedata die in de afgelopen 100 jaar werd ingewonnen door Rijkswaterstaat. Door te kijken naar het profiel van de geul identificeerden ze mogelijke plekken met harde lagen in de ondergrond.
‘Je ziet dat er trapvorming ontstaat op plekken waar hardere grondlagen zitten. Of juist hele steile wanden of een zeer vlakke geulbodem’, legt Rena uit. ‘Door de ontwikkeling van die plekken nader te bekijken zagen we hoe de ondergrond de ontwikkeling van een geul beïnvloedt. En dat was leerzaam.’
Plek van de minste weerstand
‘We dachten altijd dat minder erosieve lagen zorgden voor tragere geulbeweging’, zegt Rena. ‘Maar dankzij dit onderzoek weten we dat deze theorie niet altijd opgaat. Er zijn ook locaties waar het tegenovergestelde is waargenomen. Een voorbeeld hiervan is de locatie West Meep in de Waddenzee. Een geul zoekt de plek van de minste weerstand. Dat betekent dat erosie ineens enorm kan versnellen en wanneer een geul zich bijvoorbeeld voor een waterkering bevindt kan dat gevaarlijk zijn.’
‘Komend jaar kijken we door middel van een nieuwe methode ook naar waar de ontwikkeling van de Noordzeekust en zeegaten worden gestuurd door harde lagen in de ondergrond’, vertelt Rena. En wordt er meer onderzoek gedaan naar de erosieresistente eigenschappen van materialen in de ondergrond. We blijven deze effecten integreren in de huidige morfologische modellen. Er valt dus nog heel veel te leren.’