Bomen kunnen uitstekend golven dempen. Dat stellen de instituten Deltares, TU Delft en NIOZ na onderzoek op basis van proeven in de Deltagoot. Daarin werd in 2018 een bos van knotwilgen geplaatst. De bomen hebben tijdens de golftests in de goot nauwelijks schade opgelopen, terwijl ze golven dempten. De studie biedt inzicht in hoe bomen het beste kunnen worden ingezet voor waterveiligheid, aldus de onderzoekers.
Dat bomen het vermogen hebben om golven te dempen en stormschade te beperken, wordt wereldwijd onderschreven. Deze op natuur gebaseerde oplossingen krijgen ook veel aandacht, vooral na extreme stormen, stellen de onderzoekers in de studie die is gepubliceerd in de wetenschappelijke uitgave Scientific Reports. “Beboste vooroevers, zoals moerassen en mangroves, worden wereldwijd gepromoot vanwege hun vermogen om de effecten van golven, wind en golfslag te verminderen.”
De potentie beperkt zich niet tot kusten, maar ook in rivieren en meren kunnen uiterwaardvegetatie en oerbossen bijdragen aan verminderen van ‘hydrodynamische energie’. Toch worden tot dusverre weinig beboste vooroevers aangelegd als kustbescherming. Reden daarvoor is, aldus de onderzoekers, dat de doeltreffendheid van bossen bij extremere gebeurtenissen nog nooit goed is onderbouwd met kwantitatieve gegevens op reële schaal.
Belangrijke stap
Met het onderzoek op basis van proeven in de Deltagoot zijn die eerste wetenschappelijke gegevens er nu wel. De studie biedt handvatten voor oplossingen om kust- en riviergebieden te beschermen tegen weersextremen en de stijgende zeespiegel. “Combinaties van natuurlijke landschappen en harde keringen zijn veelbelovend en kunnen veel plekken in de wereld een stuk veiliger maken. Deze studie is een belangrijke stap bij het maken van ontwerpregels voor dergelijke innovatieve ontwerpen. We kunnen nu bijvoorbeeld veel beter berekenen hoe lang een bos voor een dijk moet zijn om de gewenste golfdemping te bereiken”, zegt Bregje van Wesenbeeck, hoofdauteur en kustexpert bij Deltares, op de website van Deltares.
In de goot werden zowel intacte als ontbladerde knotwilgen blootgesteld aan verschillende waterstanden en golfhoogten. Duidelijk is geworden dat golf- en aanloophoogtes sterk verminderen en dat de bomen nauwelijks schade oplopen. Van Wesenbeeck: “We hebben op basis van deze proeven nieuwe inzichten gekregen over de factoren die van belang zijn bij het voorspellen van de golfdempende eigenschappen van vegetatie, bijvoorbeeld dat de bladeren van wilgen weinig bijdragen, maar dat zijtakken juist meer bijdragen dan we altijd dachten.”
De onderzoekers hebben waargenomen dat het oppervlak van de boomkruin het meest relevant is voor golfdemping. “De zeer flexibele bladeren dragen slechts in beperkte mate bij aan de effectiviteit”, aldus het onderzoek.
EEN BOS VAN 32 KNOTWILGEN
Weergave van de experimenten in de Deltagoot | Figuur uit onderzoek 'Wave attenuation through forests under extreme conditions'
De onderzoekers bouwden een wilgenbos op reële schaal in de golfgoot van Deltares (300 meter lang, 5 meter breed en 9,5 meter diep). Er werden 32 wilgen in 16 rijen van 2 geplaatst. Zo ontstond een 40 meter lang bos op een 85 meter lang platform. De knotwilgen (Salix alba) bestonden uit stammen die 15 jaar oud waren met takken die 3 jaar lang niet waren gesnoeid. De wilgen werden met hun wortels (in een kluit) in de zanderige bodem van het platform geplaatst en gefixeerd door een betonlaag van 20 cm als bedding aan te brengen.
Gedurende 3 weken werden testen uitgevoerd op wilgen met bladeren, zonder bladeren, met een uitgedunde takdichtheid en, als controle, zonder wilgen (kaal platform). De golfkarakteristieken werden gemeten vóór het platform, vóór het bos en achter het bos met behulp van weerstandsgolfmeters en radargolfmeters. De golfoploop op de helling werd gemeten met camera's, een laserscanner en visuele waarnemingen.
De maximale golfdemping door het wilgenbos was ongeveer 22 procent over 40 meter, aldus het onderzoek. De maximale demping werd gerealiseerd door het wilgenbos met bladeren en volledig bladerdak. De golfdemping bleek sterk afhankelijk te zijn van het waterniveau. Bij een waterdiepte van 3 meter was de demping groter dan bij een waterdiepte van 4,5 meter.
MEER INFORMATIE
Onderzoek Golfslagdemping door bossen
Artikel op website Deltares