Bomen uitstekend in staat om golven te dempen: eerste wetenschappelijke bewijs nu geleverd

Gepubliceerd: 3 februari 2022

Er wordt wereldwijd veel beweerd over de rol die natuur, denk aan wilgenbomen of mangroves, kan spelen bij het verminderen van overstromingen, tyfoons of tsunami’s. Er was tot nu toe echter maar weinig onderzoek gedaan naar het gedrag van natuurlijke systemen onder extreme condities waaronder een superstorm. Hoe goed dempen bomen die golven dan en breken ze niet? Een deze week gepubliceerd paper in Scientific Reports, door wetenschappers van Deltares, NIOZ en TUDelft, geeft de eerste inzichten in hoe we bomen het beste kunnen inzetten voor waterveiligheid.

Onderzoek naar de kracht van wilgen in de Deltagoot van Deltares, 29 juni 2018, Delft. Foto Marco De Swart

Tot 2,5 meter

Deltares, TU Delft en NIOZ onderzochten in 2018 in de Deltagoot hoe een bos van wilgen  golven kan dempen. De resultaten van dit onderzoek publiceerden zij deze week in een wetenschappelijk paper: Wave attenuation through forests under extreme conditions. Hun belangrijkste conclusie is dat de bomen uitstekend kunnen werken om golven te dempen bij een maximale golfhoogte van 2,5 meter. Dan breken de bomen niet. Bomen zijn veel flexibeler dan tot nu toe gedacht en bewegen goed met de golven mee.  Bij zeer hoge (>2,5 meter) en langere golven neemt de dempende capaciteit van de bomen echter af. De bomen dempen het meeste bij middelhoge waterstanden waarbij de golf middendoor de kruin gaat en daardoor de meeste boomoppervlakte tegenkomt.

Bladeren dragen weinig bij, takken des te meer

Hoofdauteur Bregje van Wesenbeeck (wetenschappelijk directeur en kustexpert bij Deltares) “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.” Deze eigenschappen zitten meestal niet in de voorspellende computermodellen die worden gebruikt om de golfdemping van vegetatie in te schatten.

Boommodel

Su Kalloe, PhD student aan de TU Delft en co-auteur van het paper deed haar afstudeeronderzoek in de Deltagoot en is nog bezig met haar promotie op deze resultaten van het onderzoek. Zij heeft alle bomen in de goot met verschillende methoden in kaart gebracht. Het bleek dat de takken met zijvertakkingen belangrijk zijn voor de golfdemping en dat dus de structuur van de bomen zo goed mogelijk mee genomen moet worden. “Op basis van die metingen en de golfdemping in de goot heb ik vorm en oppervlakte van elke boom gedetailleerd benaderd. Dit boommodel gebruiken we in de model runs die we in de publicatie laten zien en waaruit we generieke relaties afleiden voor de golfdemping van bomen onder extreme condities.” Die relaties zijn hard nodig om hybride keringen, een combinatie van natuur met een harde kering erachter, te kunnen ontwerpen.

Combinaties van harde en zachte oplossingen

Van Wesenbeeck: “Overal dijken neerzetten is niet altijd een haalbare oplossing. Zeker met klimaatverandering en stijgende zeespiegel moeten we beter leren werken met de van nature aanwezige systemen. Dit onderzoek richt zich erop om de functies van die systemen die daarbij kunnen helpen beter in kaart te brengen, zodat we betere oplossingen voor verschillende kustlijnen en riviergebieden in de wereld kunnen gaan ontwerpen. 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.”

“Het verder optimaliseren van de ontwerpregels om naast de veiligheid, ook de biodiversiteit te maximaliseren, is een belangrijke uitdaging waar we ons in het lopende veldonderzoek op richten,” aldus Tjeerd Bouma, onderzoeker NIOZ.

Financiering en betrokken partners

Het onderzoek naar wilgenbomen in de Deltagoot is tot stand gekomen en mede gefinancierd door Deltares, TU Delft, NIOZ, Boskalis, Van Oord, Rijkswaterstaat, Wereld Natuur Fonds, VP Delta, TKI Deltatechnologie en NWO. Momenteel zijn er voorbereidingen voor vervolgonderzoek in de Deltagoot met mangrovebomen, die in tropische gebieden langs kusten voorkomen, en die nu opgroeien in een kas bij Deltares.