Bij extreme piekafvoeren kunnen in een begrensde rivier diepe erosiekuilen ontstaan op plekken waar de rivier ineens minder breed is. Dit concludeert rivierdeskundige Hermjan Barneveld die vorige week op dit onderwerp aan de Wageningen Universiteit promoveerde. Hij onderzocht het ontstaan van meer dan 15 m diepe erosiekuilen in de Grensmaas tijdens het hoogwater in juli 2021.
Hermjan Barneveld verdedigde op 28 november aan de Wageningen Universiteit zijn proefschrift ‘To the bottom of the Meuse’. Zijn parttime onderzoek dat hieraan vooraf ging, was vooral gericht op het beter begrijpen en voorspellen van sedimenttransporten en bodemveranderingen in rivieren waarin te weinig sediment wordt aangevoerd.
Tijdens zijn verdediging is uitgebreid stilgestaan bij de betrouwbaarheid van stabiliteitsanalyses die gebruikt kunnen worden bij het voorspellen van de voortplanting en demping van rivierbeddingsbanken of rivierbeddingskuilen.
Barneveld toetste de analysemethoden aan berekeningen met computermodellen en de sedimenttransporten in de Grensmaas. Hij concludeert dat vereenvoudigde en snellere computermodellen voor rivieren als de Maas goed toepasbaar zijn.
Plotselinge diepe erosie
De enorme vloedgolf die in juli 2021 vanuit België, via de Grensmaas, zijn weg zocht naar de Noordzee, veroorzaakte op meerdere plekken diepe erosiekuilen. Op een plek zelfs meer dan 15 m diep. “Erosie in ingesnoerde rivieren is gebruikelijk, maar normaal gaat dat proces langzaam”, zo licht Barneveld toe. Als voorbeeld geeft hij de Rijn, de Waal en de Elbe die de afgelopen eeuw zo’n twee meter zijn ingesneden.
Dat het op de Grensmaas in 2021 zo enorm snel ging had te maken met de gelaagdheid van de ondergrond, zo licht hij in zijn proefschrift toe. Pakketten fijne zanden werden lokaal slechts afgedekt door een dunne grindlaag. Toen bij de hoge stroomsnelheden de grindlaag wegsloeg, ging de erosie van de onderliggende zandlaag in een keer heel snel.
Nieuwe flessenhalzen
Dat het in 2021 gebeurde en niet tijdens voorgaande hoogwaters, zoals in1993 en 1995, had volgens Barneveld alles te maken met de Maaswerken. Na het hoogwater in 1995 zijn op de Maas meerdere rivierverruimende projecten uitgevoerd. “Die Maaswerken verbeterden weliswaar de hoogwaterveiligheid langs de Maas, maar door ongelijkmatige verruiming ontstonden lokaal nieuwe flessenhalzen”, aldus Barneveld. “Daar waren de stroomsnelheden in 2021 veel hoger dan voor de Maaswerken. Daardoor kon de grindlaag opbreken, waarna de fijne zanden daaronder snel uitspoelden.”
Van breed naar smal
Een rivierverruiming op de ene plek kan verderop tot een flessenhals leiden. “Dit kan tot onbedoelde gevolgen leiden. Dat hoeft niet direct tot problemen te leiden maar wel als daar essentiële infrastructuur aanwezig is, zoals een dijk, een verstevigde oever of een brug.” Als voorbeeld bij de Grensmaas wijst Barneveld op de kruising van de ondergrondse pijpleiding voor het transport van nafta naar Chemelot. “Als die door zo’n diepe erosie knapt dat geeft dat een grote verontreiniging.”
Barneveld adviseert om bij toekomstige rivierverruimingen meer oog te houden voor deze erosierisico’s. “Kijk goed naar de ondergrond en creëer geen nieuwe flessenhalzen waar het risico op een snelle erosie groot is. Dat vraagt ook aandacht voor de volgorde van uitvoering van rivierverruimende projecten. “Zonder goede afstemming kunnen tijdelijke flessenhalzen ontstaan.”
