Bij maatregelen voor waterberging of -afvoer wordt steeds vaker gekozen voor nature based solutions. Maar hoe zo’n natuurlijke oplossing zich over langere tijd ontwikkelt, is nog grotendeels onbekend. Met twee proefopstellingen in Flood Proof Holland gaat TU Delft ten minste tien jaar onderzoek doen naar langetermijneffecten van nature based solutions. Behalve een plek voor langdurig onderzoek in de buitenlucht, moeten de proefopstellingen ook een broedplaats worden voor multidisciplinaire kruisbestuivingen.
Voor het afvoeren en bergen van water wordt niet meer alleen gedacht aan stormvloedkeringen, drainagesystemen, dijken en dammen. Steeds vaker wordt bij dit soort opgaven gezocht naar oplossingen waarbij het natuurlijke systeem leidend is: nature based solutions. Voorbeelden hiervan zijn het verbreden en vrij laten meanderen van beken of rivieren om de buffer- en afvoercapaciteit te vergroten. Of het aanleggen van sustainable urban drainage systemen in stedelijk gebied is een andere oplossing, die in Nederland ook wel bekend zijn als ‘wadi’s’. Het water krijgt zo via groene greppels of in stadsparken de tijd om in de bodem te infiltreren.
Voordelen nature based solutions
Volgens hydroloog Thom Bogaard van de TU Delft is het succes van natuurlijke oplossingen eenduidig. “Ze zijn veerkrachtig en duurzaam. Door te werken met en vanuit de natuur creëer je meerdere ecosystem services: een nature based solution zorgt niet alleen voor waterberging of -afvoer, maar bijvoorbeeld ook voor een toename van biodiversiteit, het afvangen van fijnstof uit de omgeving en voor lagere omgevingstemperaturen. Daarnaast hebben dit soort natuurlijke oplossingen een grote esthetische waarde en gaan ze minder snel kapot. En als er wat schade is, bijvoorbeeld door een storm, hoef je die amper te repareren, maar herstelt het systeem zich grotendeels zelf weer.”
Nadeel: lange termijn onbekend
Toch hebben nature based solutions ook een nadeel: de ontwikkeling over langere tijd is lastig te voorspellen. Bogaard: “Van een betonnen bouwwerk weten we dat het 50 tot 100 jaar meegaat en kunnen we redelijk inschatten hoe het zich zal gedragen. Bij een natuurlijk systeem is dat een stuk moeilijker. De ontwikkeling daarvan is veel dynamischer. Invloeden zoals droogte en extreme regenval kunnen ondanks de veerkracht zorgen voor ingrijpende veranderingen. Naar de ontwikkeling over de lange termijn van een nature based solution wordt nog nauwelijks onderzoek gedaan. Daardoor weten we niet hoe de bodem en het bodemleven zich ontwikkelen en of de aannames over de afvoer- en buffercapaciteit over pakweg 30 jaar nog wel kloppen.”
Grote proefopstellingen in Flood Proof Holland
Om te onderzoeken hoe nature based solutions zich over langere tijd gedragen, liet Bogaard in proeftuin Flood Proof Holland twee betonnen bakken neerzetten van 7,5 bij 3,5 meter en een paar meter hoog. Bogaard: “Beide bakken zijn verdeeld in drie naast elkaar gelegen stroken en zijn opgebouwd uit een grind-, zand- en een bodemlaag met vegetatie. Deze lagen zijn voorzien van sensoren, zodat we alle ontwikkelingen kunnen meten en monitoren. Het grote verschil tussen de bakken is dat de ene schuin afloopt onder een hoek van 17 graden ,en de ander niet. In de schuin aflopende bak gaan we onderzoek doen naar het stabiliseren van eroderende hellingen met wilgentakken.”
De bak zonder helling is bedoeld voor onderzoek naar wadi’s, vervolgt Bogaard. “Op de bovenste laag planten we verschillende grassoorten en maken we een greppel. Eén van de drie stroken laten we ongemoeid, als referentie. In deze strook kijken we bijvoorbeeld hoe snel water de bodem inzakt of hoe lang het juist blijft staan. We kijken naar wat daar de gevolgen van zijn voor de biodiversiteit en ook de populaties muggen. In de andere twee gaan we onder meer experimenten doen naar verspreiding van verontreinigingen, zoals nanodeeltjes rubber of microplastics.”
Robuuster ontwerpen zonder back-up
Omdat we in stedelijk gebied niet houden van onzekerheden, wordt bij nature based solutions vaak gekozen voor een back-up, zegt Bogaard. “Bijvoorbeeld een drainagebuis onder een wadi. Hoewel dit soms best logisch is, gebeurt het ook op plekken waar het minder noodzakelijk is. Dat zorgt voor onnodige kosten. Wat is er mis met een paar dagen of weken een grote plas water aan de rand van een park? Alleen moet je wel weten wat de effecten hiervan zijn. Zulke plekken met water zouden bijvoorbeeld muggen aan kunnen trekken en met een opwarmend klimaat zijn er toenemende risico’s op ziekteverspreiding. Samen met collega’s uit Leiden en Rotterdam doen we hier multidisciplinair onderzoek naar.”
Langdurig gecontroleerd praktijkonderzoek
Bogaard noemt het onderzoek in de betonnen bakken een mix tussen veldonderzoek en labwerk. De proefopstelling staat in weer in wind, zodat deze beïnvloed wordt door regenval en andere elementen van de natuur. “Praktijkonderzoek is realistisch, maar ook heel locatie gebonden. Het lab is een gecontroleerde omgeving, maar mist daardoor bepaalde invloeden uit de praktijk. Met onze opstelling kunnen we zowel de praktijk nauwkeurig nabootsen als langdurig gecontroleerd procesonderzoek doen. Aan deze tussenschaal is een groot gebrek in de wetenschap. Terwijl deze schaal van groot belang kan zijn voor onderzoek met veel onzekerheden. En die zijn er met name door klimaatverandering steeds meer binnen ons vakgebied. Ik ben dan ook groot pleitbezorger van dit soort open air labs.”
