Effectiviteit van vegetatie op voorlanden

Abstract

Een groot deel van het dijktraject tussen Koehool-Lauwersmeer (KL) aan de Waddenzee voldoet nog niet aan de normering. Zo ook de zogenaamde ‘groene dijk’, welke volledig uit grasbekleding bestaat. Dit dijktraject voldoet niet voor het faalmechanisme Gras Erosie Buitentalud (GEBU), mede door een te hoge hydraulische belasting. Momenteel is Wetterskip Fryslân in de verkenningsfase voor dijkversterking van het traject KL, met een totale lengte van ongeveer 50 km. Door de grote omvang van het project geeft dit een uitdagende opgave voor Wetterskip Fryslân. Voor de groene dijk en omliggende dijkvakken is het voorland ‘Noarderleech’ aanwezig, waarvan in de huidige methodes enkel de verhoogde ligging wordt meegenomen. Uit onderzoek uitgevoerd in de ‘POV Waddenzeedijken: Effectiviteit voorlanden’ is gebleken dat ook de aanwezige vegetatie op voorlanden significante golfdempende werking kan hebben. In dit onderzoek is de opgedane kennis in de POV toegepast voor het voorland Noarderleech. Doordat de hydraulische belasting op de achterliggende dijk wordt gereduceerd, bestaat de kans dat dijkversterking op bepaalde delen kan worden versimpeld of zelfs onnodig blijkt. Dit leidt tot de volgende onderzoeksvraag: “Wat is het effect van de vegetatie op voorlanden op de golfcondities?”. Hierbij wordt specifiek naar het voorland Noarderleech gekeken, met de aanwezige vegetatie tijdens de wintermaanden. Voor het bepalen van het effect van vegetatie is gebruik gemaakt van SWAN versie 41.20AB, waarin een 1D model is opgesteld voor verschillende doorsnedes. Hierbij is de bodemruwheid gevarieerd om de vegetatie te simuleren. Initieel is gekeken naar de gevoeligheid van het model voor de ruwheid. Vervolgens is voor verschillende doorsnedes het profiel opgedeeld in verschillende oppervlaktetypes, waarvoor een representatieve bodemruwheid is bepaald. Hieruit volgt de grootte van de golfhoogte-reductie. Tot slot is met de gereduceerde golfhoogte de benodigde dijkhoogte bepaald voor één locatie en voor de totale groene dijk de klei-erosie voor het faalmechanisme GEBU. Uit de gevoeligheidsanalyse volgt dat het golfdempende effect afvlakt voor hoge ruwheden. Daarnaast zijn de golven over het algemeen diepte-gelimiteerd, waardoor de golfhoogte wordt bepaald door de waterdiepte. De lengte van het voorland is een belangrijke parameter, doordat het bepaald hoelang de golf wordt blootgesteld aan de hogere bodemruwheid. Daarnaast zijn de verlopen voor een kort en lang voorland nagenoeg identiek, waardoor met één profiel een goede inschatting voor de omliggende profielen gemaakt kan worden op basis van de lengte. Voor de groene dijk geldt dat de golfhoogtereductie door vegetatie in de orde van 8% ±2% valt. Een reductie van 8% leidt tot 10 cm minder kleilaagerosie. Ondanks dit voldoet de dijk met de huidige methodiek nog niet aan de normering voor GEBU. Tot slot is ook de op het voorland aanwezige zomerkade in beschouwing genomen. Uit de analyse blijkt dat de golfhoogte bij de achterliggende dijkteen niet meer dan 2% reduceert ten gevolge van de kade. Door de extreme windcondities en een strijklengte van 500-600 m is de golfgroei dusdanig dat het effect van de zomerkade teniet wordt gedaan ter hoogte van de achterliggende dijkteen. Voor een effectieve golfreductie is het dus van belang dat de afstand tot de dijkteen klein is en de kruinhoogte zo groot mogelijk. Volgend uit dit onderzoek wordt aanbevolen om de invloed van vegetatie op voorlanden, in de vorm van bodemruwheid, mee te nemen in de beoordeling in het geval de primaire kering initieel niet voldoet. Voor het toepassen in de ontwerpfase zijn de mogelijkheden en beperkingen vanuit omgeving en beheer essentieel, waarvoor verder onderzoek wordt aangeraden. Daarnaast wordt onderzoek naar het effect van bodemruwheid op de spectrale periode aanbevolen.