Golfomstandigheden kunnen uitermate nauwkeurig worden nagebootst, van korte golfslag tot superstormen. Een representatief stuk dijk of damwand wordt op schaal nagebouwd aan één kant van de goot. Een computergestuurde stalen wand van 10 meter hoog beweegt aan de andere kant heen en weer en maakt precies de golven die in een bepaald gebied voorkomen. Op de dijk reflecterende golven worden door het golfschot geabsorbeerd. De Deltagoot bij Deltares is een van de strategische onderzoeksfaciliteiten in Nederland en is mede door het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat gefinancierd.

Kan de natuur helpen om negatieve gevolgen van extreme gebeurtenissen als stormen, tsunami’s en tyfoons te verminderen? Natuurlijke oplossingen voor waterveiligheid zijn niet alleen fraaier, maar vormen ook natuurlijke habitats voor dieren en planten en zijn potentiële recreatiegebieden voor mensen. Ook kan het kosten schelen in de aanleg van waterkeringen omdat er minder grondstoffen nodig zijn.

De effectiviteit van bomen bij golfreductie onder extreme omstandigheden is nooit op ware schaal onderzocht. Een consortium van Deltares, Rijkswaterstaat, Van Oord en Boskalis nam de proef op de som door veertig meter wilgenbos met in totaal 32 bomen aan te leggen als natuurlijke bescherming tegen overstromingen in de Deltagoot en er hoge golven op af te sturen. Ook de TU Delft, NIOZ, VP Delta, Wereld Natuurfonds en STOWA waren bij dit Joint Industry Project betrokken.

In totaal hebben 42 proeven de effecten van verschillende vegetatiekarakteristieken in kaart gebracht: enkel de stammen, met bladeren, zonder bladeren, een uitgedunde kruin en zonder bomen ter referentie. Dit om de invloed van blad, takken en de boom apart van elkaar en in combinatie met elkaar te kunnen kwantificeren. De takken zijn behangen met kleine gekleurde kaartjes, die bewegen op de golfslag. Alle bewegingen worden door camera’s geregistreerd om zo de interactie tussen water en vegetatie in beeld te krijgen. Op diverse plaatsen in het bos staan stromingssensoren en golfhoogtemeters.

Een voorland met vegetatie kan de golfhoogte aan de teen van de dijk behoorlijk reduceren. Onder de geteste omstandigheden levert het wilgenbos van 40 meter tot maximaal 22% reductie in golfhoogte op. Dit percentage is afhankelijk van de eigenschappen van het wilgenbos en van de golfhoogtes en waterstanden. Meer boomoppervlakte leidt tot grotere demping. Deze uitkomsten zijn voor Nederland zeer relevant. De meetgegevens worden gebruikt om (numerieke) simulatiemodellen te verbeteren. Uiteindelijk moet dit leiden tot de inbedding van natuurlijke oplossingen in beleid, ontwerp en periodieke beoordeling van waterkeringen. Inmiddels is er in de Noordwaard (in de buurt van de Biesbos) een golvenremmend bos aangeplant.

Niet alleen in Nederland biedt het bouwen met de natuur kansen. Vooral in gebieden waar er minder middelen beschikbaar zijn kunnen natuurlijke oplossingen uitkomst bieden. Deltares, Van Oord, Boskalis, Wetlands International, TU Delft en NIOZ willen daarom ook onderzoek doen naar mangroves. Mangrovebossen komen wereldwijd veel voor langs kustgebieden. De onderzoekers willen deze bomen gebruiken om te kijken of de waarnemingen uit de wilgenproef breder toepasbaar zijn. Omdat mangroves alleen onder tropische omstandigheden groeien staan er op het terrein van Deltares kassen met mangroves klaar. Om het experiment daadwerkelijk te kunnen realiseren heeft het consortium meer partners nodig. Daarnaast zijn er twee promotietrajecten gestart met TU Delft en NIOZ waarin de effecten van vegetatie verder worden onderzocht.

Dijkbekleding van Noorse steen bestaat uit ronde zwerfkeien van tussen de 50 en 200 kilo en werd vroeger op Nederlandse dijken aangelegd. Een aantal dijken is nog steeds bekleed met Noorse steen. Hoe stabiel is die dijkbekleding echt? Deze vraag staat centraal in de projectoverstijgende verkenning waarbij de waterschappen in de Noord-Nederland kijken naar hoe zij de Waddenzeedijk op een aantal afgekeurde trajecten kunnen versterken. Volgens de theorie moet de huidige dijkbekleding worden vervangen, een kostbaar en tijdrovend proces. Noodzakelijk, of toch niet? Testen in de Deltagoot bieden uitsluitsel.

Deltares bouwde hiertoe drie keer een dijkconstructie na, waarop tussen 2016 en eind 2019 twaalf proeven zijn gedaan. Twee in Nederland veelgebruikte typen Noorse steenzetting zijn getest op stabiliteit: met beton ingegoten en niet met beton ingegoten steen.

De uitkomsten

De steenzetting van met beton ingegoten Noorse steen was boven verwachting sterk (proef 2016). Dit resultaat bespaart alleen bij het dijktraject Eemshaven-Delfzijl al € 25 miljoen. Nu blijkt dat vervanging of versterking van deze steen niet nodig is, bespaart dit mogelijk ook bij andere dijkherstelprojecten veel geld. Plus een CO₂ reductie én minder overlast door transport voor het verwijderen en vervangen van de Noorse steen.

Uit de onderzoeken met niet ingegoten Noorse steen is gebleken dat de formule waarmee de stabiliteit van de steen wordt berekend niet klopt. Deltares heeft een gereviseerde versie opgesteld waarmee de berekeningen kunnen worden overgedaan.

Meer weten over de stand van zaken en het toekomstperspectief van de deltagoot van Deltares?