Hoe maken we onze golfbrekers klimaatadaptief?
Expert(s) |
Menno de Ridder
|
Marcel van Gent
Wat is het effect van een ondiepe vooroever op golfoverslag bij waterbouwkundige constructies? Dat onderzoekt Deltares-expert kustwaterbouw Menno de Ridder. In een testopstelling in de experimentele faciliteiten van Deltares kijkt hij of een voorland golven kan breken voordat ze een golfbreker bereiken. Dit kan een klimaatadaptieve maatregel zijn die ingenieurs en waterbouwers helpt bij het ontwerpen van veerkrachtige infrastructuur.
“Tot nu toe zijn veel proeven gedaan in goten met golven uit één richting,” vertelt Menno. “Maar in werkelijkheid komen golven op zee uit allerlei hoeken. In onze faciliteit Delta Basin kunnen we die complexiteit nabootsen en realistische golfvelden creëren, zoals we die ook op de Noordzee of oceaan tegenkomen.”
De testopstelling bestaat uit een betonnen helling die een ondiep voorland simuleert. Eerst testten Menno en zijn team golven zonder golfbreker, later met een schaalmodel van een golfbreker. “Het idee is dat golven, net als op het strand, breken op het ondiepe voorland voordat ze de constructie bereiken. Daarmee verminderen we de impact op de golfbreker zelf,” legt Menno uit.
Toekomstbestendige infrastructuur
Het onderzoek is gefinancierd uit de eigen strategische middelen van Deltares en draagt bij aan ontwerprichtlijnen voor aannemers en ingenieursbureaus. Met de resultaten van zijn onderzoek kunnen ingenieurs en waterbouwers op een effectievere manier golfbrekers aanpassen of opnieuw bouwen. “Door klimaatverandering is er veel onzekerheid over golfcondities en zeespiegelstijging. Dat maakt het lastig om constructies toekomstbestendig te ontwerpen. Met deze maatregel hopen we bij te dragen aan betere oplossingen,” vertelt Menno.
Naast praktische toepassingen biedt het onderzoek ook wetenschappelijke inzichten. “Sommige processen zijn lastig te modelleren. Daarom meten we eerst de fysica in het bassin. Die data gebruiken we vervolgens om onze modellen te valideren en verbeteren.”
Je hebt nog niet aangegeven of je cookies wilt accepteren of weigeren. Hierdoor kan dit element niet worden getoond.
Pas je cookie instellingen aan
Of ga direct naar:
Efficiënter en duurzamer
Het onderzoek van Menno is ook onderdeel van een TKI-project, waarin kennisinstellingen en bedrijven samenwerken om innovaties te stimuleren. Een van de bedrijven die meedoen is Van Oord. Dennis van Kester werkt als coastal engineer bij Van Oord en is parttime gastdocent aan de TU Delft, met als expertise waterbouwkundige constructies. “Onze kennis over golfoverslag in ondiep water is nog onvoldoende, we kennen de fysieke processen die daarbij spelen niet goed genoeg. Het is duidelijk dat golven bij een ondiepte breken, dat de golfkracht vermindert, maar hoevéél dat precies is, weten we niet. Voor ons zijn de testen in het Delta Basin daarom van groot belang."
Nu maken we bij het ontwerpen van golfbrekers een veilige, conservatieve inschatting en gebruik je bijvoorbeeld méér beton dan misschien nodig is, legt Dennis uit. “Deze nieuwe kennis neemt onzekerheden weg, waardoor wij effectiever, goedkoper, maar ook duurzamer waterbouwconstructies kunnen ontwerpen.”
Valideren aanpak
Een maritieme aannemer als Van Oord vindt het daarbij hartstikke interessant dat een ondiep voorland wordt onderzocht als klimaatadaptieve maatregel. Het verplaatsen van zand en sediment aan de kust behoort tot hun kernactiviteiten.
Dennis: “Klimaatverandering en de stijging van de zeespiegel zijn een enorme opgave en hoe meer kennis we over natuurlijke processen van zeeën en oceanen hebben, hoe beter. De data die Menno oplevert zijn zeer waardevol voor ons. Validatie van de metingen met data uit onze projecten levert ook weer nieuwe inzichten op.”
De simulatie van natuurlijke processen in de experimentele faciliteiten van Deltares verhoogt het vertrouwen in de opgeleverde data, benadrukt Dennis. “Hier maken we de brug van formules en rekenmodellen naar de praktijk. De wisselwerking tussen wetenschap en uitvoeringspraktijk in zo’n project is leerzaam voor beide kanten. Door onze nauwe betrokkenheid kunnen we bijvoorbeeld de onderzoeksvraag aanscherpen en je kunt met eigen ogen zien hoe golven zich gedragen.”
Het leuke van werken in onze experimentele faciliteiten is dat je specifieke condities van natuurlijke verschijnselen kan nabootsen, waardoor de effectiviteit van maatregelen meteen zichtbaar is.
Menno de Ridder, expert kustwaterbouw Deltares
Consortia als innovatiemotor
Marcel van Gent, expert kustwaterbouw bij Deltares en projectleider van dit TKI CLIMACS-3D project, prijst de mogelijkheden die TKI Deltatechnologie biedt om in consortia van publieke en private partijen innovatieve oplossingen voor klimaatadaptatie te onderzoeken. In dit TKI-project zijn naast Deltares en Van Oord, ook de TU Delft en The Weather Makers partners. “Door vooroevers te verhogen door zand op te spuiten, hoef je golfbrekers of dijken zelf niet aan te passen. Wel moeten we dan precies weten hoeveel de golfenergie vermindert en wat de invloed daarvan is op de hoeveelheid golfoverslag over de constructies”, aldus Marcel.
“Wat dit project extra interessant maakt, is dat we onderzoek in fysieke faciliteiten en met numerieke modellen combineren met complexe omstandigheden in de praktijk”, legt Marcel uit. “De verkregen kennis draagt bij aan methodes om kustwaterbouwkundige constructies aan te passen aan klimaatverandering. En zo borgen we de bescherming tegen overstromingen en het functioneren van onze vitale infrastructuur langs de kust.”
