Hoe gaan we om met hoge waterstanden? De wereldwijde klimaatcrisis maakt die vraag des te prangender. In waterveiligheidsplannen gaat steeds meer aandacht naar nature based solutions. Dat zijn technische oplossingen in samenwerking met de natuur. Ook voor de uitvoering van het Sigmaplan gebruiken we die methode. Onderzoekers konden voor het eerst nauwkeurig berekenen wat het effect is van een specifiek overstromingsgebied op de waterstand op de Schelde, aan de hand van data die werden verzameld tijdens de sinterklaasstorm in 2013. Die informatie werd vervolgens doorgerekend naar al onze overstromingsgebieden, om zo het gecombineerde effect aan te tonen van héél het Sigmaplan. De resultaten zijn verbluffend.

Het Sigmaplan is een waterveiligheids- en natuurontwikkelingsplan voor het Schelde-estuarium. Het is een veelzijdig plan, dat onder meer inzet op de aanleg van gecontroleerde overstromingsgebieden op strategisch gekozen plaatsen in het estuarium. Hoe efficiënt zijn die gebieden in het opvangen van overtollig water bij stormtij, en bijgevolg in het vermijden van wateroverlast? Wetenschappers onderzochten het aan de hand van het stormtij van december 2013, de ‘sinterklaasstorm’.  

Wisselwerking realiteit en schaalmodel

Tijdens de sinterklaasstorm werden voor het gecontroleerd overstromingsgebied Bergenmeersen (Wichelen) in de Cluster Kalkense Meersen waterstanden en andere resultaten gemeten op het terrein. Op basis van die meetgegevens werden modellen gebouwd, zowel wiskundige modellen als een concreet schaalmodel. In het Waterbouwkundig Laboratorium in Antwerpen werd een schaalmodel van Bergenmeersen (een gecontroleerd overstromingsgebied met gereduceerd getij) gebouwd in een ‘flume’. Dat is een grote bak – in dit geval 35 meter lang en 0,56 meter breed. Het schaalmodel in de flume is ongeveer 2,5 meter lang. Het water dat in en uit de kokers van de sluis in het overstromingsgebied stroomt, kan er in een gecontroleerde omgeving gemonitord worden. Waterstanden en de hoeveelheid in- en uitstromend water kunnen er met grotere precisie gemeten worden in vergelijking met een situatie op het veld.

De resultaten van het model werden vergeleken met de gegevens die op het terrein gemeten werden. Op basis van de case van Bergenmeersen werd vervolgens de berekening gedaan voor het volledige Sigmaplan. Het onderzoek toont aan dat de dertien overstromingsgebieden die in 2013 operationeel waren ervoor zorgden dat het water op de rivier tot een halve meter lager stond tijdens de sinterklaasstorm.

Pionier

Bergenmeersen was het eerste getijdennatuurgebied dat echt werkt als gecontroleerd overstromingsgebied en grote hoeveelheden overtollig rivierwater kan opvangen. Het vervult een pioniersrol, en daarom werd er een heel boek aan gewijd. Het gebied is bovendien opgenomen in de atlas Engineering with Nature. Als kers op de taart ontving Bergenmeersen, als onderdeel van de Cluster Kalkense Meersen, het certificaat voor Working with Nature op het internationaal PIANC-congres in Panama in 2018 (lees meer).

 

3 scenario’s

De onderzoekers testten drie scenario’s uit om de impact van gecontroleerde overstromingsgebieden en slikken- en schorrengebieden (een natuurtype waar het Sigmaplan ook op inzet) op het verlagen van gevaarlijk hoge waterstanden te testen:

  1. De situatie zoals die daadwerkelijk was tijdens de sinterklaasstorm van 2013.
  2. Wat zou er gebeuren als het Verdronken Land van Saeftinghe, een slikken- en schorrengebied van 3580 hectare ter hoogte van de Nederlandse grens, niet zou bestaan?
  3. Wat zou er gebeuren als daarenboven alle gecontroleerde overstromingsgebieden van het Sigmaplan zouden verdwijnen?

In het scenario dat de omstandigheden van het stormtij van 2013 simuleert, zijn de verschillen in waterstanden tussen wat het model voorspelt en wat toen effectief gemeten werd op het terrein, klein. Dat wil zeggen dat het model vrij accuraat de waterstanden kan voorspellen.

In scenario 2 werd het slikken- en schorrengebied van het Verdronken Land van Saeftinghe uit het model gehaald. Deze vergelijking toont aan dat het Verdronken Land een belangrijke rol speelt om de stormvloed af te remmen en de kracht ervan te verzwakken, vooral in het stroomafwaartse deel van de Zeeschelde. Ter hoogte van Antwerpen zorgt het Verdronken Land van Saeftinghe in zijn eentje al voor een daling van de waterpeilen met 10 centimeter.

Bij scenario 3 werden bijkomend de dertien gecontroleerde overstromingsgebieden uit de simulatie gehaald. De resultaten tonen aan dat de verschillende overstromingsgebieden langs het estuarium erg efficiënt zijn om de gevolgen van stormtij op te vangen. Het effect is het meest merkbaar stroomopwaarts in het estuarium. Zo wordt de waterstand op de Schelde ter hoogte van Wichelen met meer dan een halve meter verlaagd. Uit het eerste scenario weten we dat het Verdronken Land  zo ver op de Schelde nauwelijks nog invloed heeft en dat de verlaagde waterstand het resultaat is van de werking van de lokale overstromingsgebieden.  

Een voorbeeld: mochten de gecontroleerde overstromingsgebieden er in 2013 niet geweest zijn, dan zou het water op de Schelde tussen de overstromingsgebieden Grote Wal en Lippenbroek in Hamme erg dicht tegen de top van de dijken gestaan hebben. Er zou toen dus een reëel overstromingsgevaar geweest zijn. Doordat de Sigmagebieden in werking traden en water opvingen, kon het waterpeil voldoende afgetopt worden om geen gevaar te vormen.

Grote bijdrage aan waterveiligheid

Dit onderzoek toont aan dat nature based solutions een grote bijdrage kunnen leveren aan de waterveiligheid in de Scheldevallei. Aan de monding van de Schelde in de Noordzee kunnen grote slikken- en schorrengebieden zorgen voor een aanzienlijke daling van de waterstanden. Verder stroomopwaarts zijn het vooral kleinere gebieden die erg daadkrachtig kunnen zijn om de waterstand te verlagen. Op die manier kan de vallei weer als waterbuffer fungeren en opnieuw de natuurlijke 'ecosysteemfunctie' van overstromingsbeveiliging vervullen, zoals ze dat in het verleden altijd gedaan heeft.

Het onderzoek werd uitgevoerd door wetenschappers van het Waterbouwkundig Laboratorium (België), de Universiteit van Antwerpen (België) en de Université Paris-Est (Frankrijk).

Meer weten over het onderzoek? Lees hier het volledige artikel.