Een stukje Waal in Wageningen

In januari 2012 gaf Staatssecretaris Atsma van Infrastructuur en Milieu zijn goedkeuring aan een proef met twee langsdammen in de Waal. Dit zijn dammen die parallel lopen aan de stroomrichting van de rivier, en het water sneller door laten stromen. Een nieuw fenomeen in Nederland – maar in het laboratorium van Wageningen is de langsdam al een tijdje in bedrijf.

door

Waarom de dijken verhogen als je ook het waterpeil kan laten zakken? Dat is de gedachtegang die tot het besluit heeft geleid om langsdammen aan te gaan leggen in de Waal . In de loop van dit jaar zullen de eerste twee worden aangelegd, in de binnenbocht van de rivier tussen Wamel en Ophemert.

Langsdaminwaal

Voorbeeld van een langsdamontwerp (niet op de hierboven genoemde lokatie). De langsdam zal op 30 meter afstand van de huidige kribkoppen worden geplaatst. De kribben zelf worden verwijderd Rijkswaterstaat

Langsdammen zijn dammen die in de rivier liggen, en parallel met de oever lopen. Ze zorgen ervoor dat het snelstromende water in het midden van rivier blijft, om deze goed bevaarbaar te houden. Op dit moment wordt dit werk nog gedaan door kribben. Bij hoog water verhinderen de kribben echter een goede doorstroming. Hierdoor ontstaat stuwing en stijgt het waterpeil.

Schutting

De langsdam moet soelaas bieden. De dam fungeert als een soort schutting in de rivier, met aan de ene kant de vaargeul, en aan de andere kant een nieuwe oevergeul. De doorgang naar de oevergeul is voorzien van een drempel, waardoor deze bij laag water min of meer is afgesloten. Het resultaat is dat de rivier bij laag water versmald wordt waardoor de vaargeul diep genoeg blijft, terwijl bij hoogwater de oevergeul meewerkt om het water versneld naar zee te laten stromen.

Woestijnen

Ook ecologisch gezien is de langsdam een verbetering, verwachten wetenschappers. “De kribben veroorzaken mooie strandjes”, zegt Ton Hoitink, onderzoeker vloeistofmechanica aan de Universiteit van Wageningen, “en daar is het ’s zomers goed toeven. Maar ecologisch gezien zijn het eigenlijk woestijnen.” Achter de langsdam zal een zone ontstaan met relatief rustig water waar waterplanten, vissen en andere dieren zich thuis voelen. “Tenminste, als de inlaat van de oevergeul zo wordt ontworpen dat er ook bij laagwater nog doorstroming optreedt”, zegt Tom Buijse, ecoloog bij onderzoeksinstituut Deltares. Achter de langsdam zal de verstoring van het water door de langsvarende schepen niet meer voelbaar zijn. De steile oevers zullen hierdoor in brede flauwe hellingen veranderen, en er zal een brede dynamische overgangszone tussen land en water ontstaan, denkt Buijse. Het ondiepe en dus warme, langzaam stromende water vormt daarbij ook nog eens een perfecte kraamkamer voor vissen. “Voor sportvissers verdwijnen er dus enkele kribben waar meestal wel wat te vangen valt – maar de visstand in dit deel van de Waal zou wel eens flink toe kunnen nemen”, vertelt hij. Een paar kribjes opschuiven voor een grotere oogst – het zou te doen moeten zijn.

Schaalmodel

De langsdam wordt weliswaar gepresenteerd als iets nieuws voor Nederland, maar in Wageningen is hij al ruim een jaar in werking. Op schaal, wel te verstaan.

Langsdam

De meetopstelling in het Kraijenhof van der Leur Laboratoriumin Wageningen M.P. Boersema, Universiteit Wageningen

In het Kraijenhof van de Leur Laboratorium voor Onderzoek naar Water en Sediment Dynamica staat een verkleinde versie van het ontwerp. Samen met zijn collega Matthijs Boersema test Hoitink hier de effecten van de langsdam op de bodemprocessen in de rivier. De onderzoekers kijken vooral naar het effect van het ontwerp van de inlaat: de toegangspoort voor het water in de oevergeul. “Kunnen we volstaan met een simpele, rechte, en dus goedkope variant, of moeten we toch werken met de meer geleidelijk aflopende, geavanceerder en dus duurdere versie? Dat is één van de vragen die we proberen te beantwoorden”, vertelt Hoitink, als hij me ontvangt op het laboratorium.

Zwembad

Het schaalmodel blijkt nog verrassend groot te zijn – met zijn 12,6 meter heeft het de lengte van een fors uitgevallen zwembad in de tuin van een vakantiewoning.

Langsdam-bodem

De meetopstelling zonder bodembedekking. Enkele tientallen meters nabij de oever worden gesimuleerd, met het begin van de langsdam, de inlaat, en enkele kribben. M.P. Boersema, Universiteit Wageningen

De schaal is 1 op 60, de waterbak stelt dus 756 meter van de Waal voor. De bodemprocessen die tijdens het laatste experiment zijn opgetreden zijn nog zichtbaar.
“Je ziet duidelijk dat er aan de uiteinden van de kribben kuilen zijn in het zand zijn ontstaan”, wijst Hoitink, “en dat dat bij de inlaat van de nevengeul veel minder blijkt te zijn.” Het zijn dit soort effecten die de onderzoekers in kaart willen brengen: Wat doet de langsdam met de bodemprocessen? Ontstaan er geen kuilen waar je ze niet wil hebben, en waar slaat het zand dan neer dat met het water mee wordt gevoerd? “Je kunt het met computermodellen simuleren”, legt Hoitink uit,”maar dan moet je alles wel erg schematiseren. Onze schaalmodellen zijn een belangrijke toevoeging. Wij kunnen de verschillende parameters die invloed kunnen hebben minder makkelijk variëren, maar bij ons kunnen onverwachte effecten aan het licht komen die in het computermodel misschien niet zijn ingebouwd.”

Polystyreen

Het schalen van het model was nog een kunst op zich. Anders dan in Madurodam, waar alleen het formaat van de bouwwerken verkleind moet worden, gaat het hier vooral om het schalen van dynamische processen. “Behalve de lengte, breedte en diepte van de Waal zou je bijvoorbeeld ook de grootte van de zandkorrels, de vloeibaarheid van het water, en de grootte van de zwaartekracht moeten kunnen veranderen”, legt Hoitink uit. Gelukkig kan je de wiskundige vergelijkingen die de waterstroming beschrijven zo opschrijven dat de meeste van deze eigenschappen in 1 parameter samenkomen. Hoitink: “Door het juiste bodemmateriaal te kiezen kan het hele systeem zich dan toch min of meer als de echte Waal gaan gedragen.” Polystyreen was uiteindelijk het materiaal dat het beste aan de voorwaarden voldeed.

Ldboven

Met een scanner wordt de hoogte van de bodem nauwkeurig in beeld gebracht na afloop van het experiment – in dit geval na een flinke hoogwaterstand. M.P. Boersema, Universiteit Wageningen

Pilot

Vooralsnog wijst het schaalmodel uit dat het wel mee valt met de verstoring van bodemprocessen door de langsdam. “We hebben tot nu toe alleen de simpele, dus goedkope variant van de dam getest”, vertelt Hoitink, “en die laat maar weinig verstorende effecten zien.” Voor Rijkswaterstaat is het voldoende om het pilot-project alvast op te starten.

Nieuw?

Hoewel een langsdam van dit formaat nieuw is in Nederland, is er in Duitsland al enige ervaring mee opgedaan. In de Duitse Niederrhein zijn in de jaren ´80 “parallelwerken” gebouwd. In dit geval ging het echter puur om bescherming van de oever, terwijl de nieuwe langsdam tussen Wamel en Ophemert de toekomstige veranderingen in het gedrag van de rivier moet zien op te vangen.
“De klimaatscenario’s voor de toekomst laten hogere piekafvoeren en lagere laagwaterafvoeren zien”, zegt Arjan Sieben, senior adviseur bij Rijkswaterstaat. Door de langsdam 30 meter van de oever te plaatsen neemt de breedte van de rivier bij laagwater ongeveer 12 % af. Hierdoor blijft de vaardiepte ook bij de verwachte droge zomers met lagere laagwaterafvoeren op niveau. Sieben: “De parallelwerken in de Niederrhein dateren van voor de bewustwording van klimaatsveranderingen binnen het rivierbeheer. Die houden hier dus helemaal geen rekening mee.”

800px-2007-03-08_15.00_ochten__zicht_op_de_waal_foto2

Hoog water in de Waal Michiel Verbeek, via Wikimedia Commons

Bronnen:

  • Boersema en Hoitink Schaalexperimenten langsdammen in de Waal- tussenrapportage (2010)
  • Hydrology and Quantitative Water Management Group River scale model of a training dam using lightweight granulates, River Waal, the Netherlands (2012)
  • Langsdammen en lagere kribben zijn goed voor waterveiligheid Waal (artikel op website Ruimte voor de Rivier)

Zie ook:

Leuk én veilig aan de rivier wonen (Kennislinkartikel)
Dijkontwerpen beproeven op ware grootte (Kennislinkartikel)
Hoosbuiten en hittegolven (artikel uit ¨Gewoon Bijzonder¨)