Zand aan de horizon

Zand aan de horizon

2 juli 2021 Uit Door Nieuws Online Magazine

Wat gebeurt er als je op grote schaal ingrijpt in een natuurlijk systeem? Die vraag staat centraal bij de Zandmotor, een kunstmatige zandbank in de Noordzee die dit jaar z’n tiende verjaardag viert. Voor hoogleraar Coastal Engineering Stefan Aarninkhof is het project een stepping stone naar een grootschalig klimaatlab langs de Noordzeekust.
Een opgespoten schiereiland van 21 miljoen kuub zand voor de kust van Kijkduin-Ter Heijde. Met de Zandmotor is een plek gecreëerd waar kustveiligheid, ontwikkeling van natuur en recreatie en het doen van onderzoek hand in hand gaan, zegt kustonderzoeker Stefan Aarninkhof. “De Zandmotor is voor de TU Delft een openluchtlaboratorium in onze achtertuin. Het biedt unieke mogelijkheden om kennis over kustprocessen, zoals zandverplaatsing en duinvorming, te vergroten. Met oog op klimaatverandering en zeespiegelstijging is dat van groot belang. De huidige uitdagingen vragen om een nog beter begrip van kustontwikkeling.”

Een icoon van natuurlijke kustontwikkeling
De Zandmotor is volgens Aarninkhof in meerdere opzichten een groots en uniek project te noemen. “De hoeveelheid opgespoten zand, tot wel een kilometer uit de kustlijn, is nooit eerder op zo’n grote schaal gedaan. Genoeg om voor minstens twintig jaar de kust te versterken. De samenwerking tussen overheden, bedrijfsleven en wetenschap maakt het bovendien een breed gedragen experiment. Samen vormen we een gouden driehoek. Door al deze elementen mag je de Zandmotor gerust een icoon op het gebied van building with nature noemen.”

Voor het eerst op expeditie
Aarninkhofs fascinatie voor de kust ontstond halverwege jaren ’90. Tot dan toe deed hij als student Waterbouwkunde aan de TU Delft vooral onderzoek vanachter z’n computer. Een expeditie met Utrechtse en Amerikaanse onderzoekers naar de kust bij Noordwijk opende zijn ogen. “Dat was mijn eerste echte veldonderzoek. De onderzoekers hadden allemaal innovatieve meetapparatuur en videocamera’s bij zich. Dat vond ik fascinerend. Theoretisch onderzoek is belangrijk om modellen te ontwikkelen, maar je hebt praktijkmetingen nodig om modellen te valideren en aan te passen. De werkelijkheid blijkt altijd complexer.”

Brug van wetenschap naar veld
Na z’n promotieonderzoek en tijd bij Deltares maakte Aarninkhof in 2006 de overstap naar Boskalis. Daar kwam hij in aanraking met de Zandmotor, die toen alleen nog op papier bestond. “Het leek me interessant om de ontwikkeling vanuit het perspectief van de aannemerij mee te maken. Zo kon ik een brug slaan van de wetenschap naar het veld. Met name het concept van bouwen met de natuur sprak me erg aan. Voorheen werden waterbouwkundige projecten vaak bedacht en ontworpen door ingenieurs. Daarna werd pas gekeken hoe de impact op de natuur zoveel mogelijk beperkt of gecompenseerd kon worden. Door die aanpak botsten ingenieurs vaak met ecologen. Ik wilde het graag omdraaien en kijken waar functies aan de voorkant gecombineerd konden worden.”

Building with nature
De Zandmotor maakt daarom zoveel mogelijk gebruik van natuurlijke krachten, vervolgt Aarninkhof. “Het doel hiervan is dat het systeem zich voortdurend kan aanpassen aan veranderende omstandigheden en zo dus klimaatadaptief is. Daarmee dien je uiteindelijk zowel natuurontwikkeling, kustbescherming als recreatie.” Tegelijkertijd brengt bouwen met de natuur ook onzekerheden met zich mee. “Van de Deltawerken weten we hoe ze er over 50 jaar uitzien, maar het is lastig in te schatten hoe natuur zich ontwikkelt en wat een grote storm met de kust doet. Daarvoor hebben we onderzoek nodig.”

Varen met jetski’s en zandkorrels tellen
Naast z’n betrokkenheid bij het ontwerp en de aanleg van de Zandmotor zette Aarninkhof een kennis- en monitoringsprogramma op. In 2016 keerde hij terug naar de TU Delft, waar op dat moment het programma NatureCoast in uitvoering was. “Met de TU doen we onder meer onderzoek naar duinvorming en duinafslag, zanddammen onder water, het gebruik van voorlanden voor hoogwaterveiligheid en effecten op zoutindringing. Dat gebeurt op allerlei manieren:van het varen met jetski’s en gebruik van drones tot letterlijk zandkorrels tellen. Vaak met innovatieve meettechnieken die we zelf ontwikkeld hebben. De data die we verzamelen, gebruiken we weer om bestaande modellen te verbeteren en zo nauwkeurigere voorspellingen te kunnen maken.”

Achter de voorspellingen aan
Tien jaar Zandmotor heeft al diverse interessante inzichten opgeleverd. Zo zien de onderzoekers dat de afname van de zandplaat minder snel gaat dan gedacht. Aarninkhof: “Aanvankelijk ging het nog vrij rap. De eerste vijf jaar erodeerde de plaat bijna 60 meter per jaar, dat zie je bijna nergens. Daarna stokte de afname, waardoor we inmiddels achter de voorspellingen aanlopen. Ook de duinvorming kwam later op gang dan voorspeld. Wat verder opviel, was de hoeveelheid schelpen die het opgespoten zand bevatte. Doordat de wind het zand uit de schelpen blies, kwam er een laag van schelpen op de Zandmotor te liggen. Daardoor nam de verplaatsing van zand richting de duinen op sommige plekken af. Inmiddels zit dat effect in onze modellen verwerkt.”

Lessen van de Zandmotor
De kennis die de onderzoekers op de Zandmotor opdoen, vormt een belangrijke basis voor andere projecten. Een mooi voorbeeld vindt Aarninkhof de Houtribdijk, een dijk tussen Flevoland en Noord-Holland. “Om die te versterken, kun je de dijk verhogen of voorzien van een extra laag bekleding. Maar vanuit het building with nature-principe is er gekozen voor een zanderig voorland dat de golven afremt voor ze op de dijk slaan. Dat zorgt bovendien voor vegetatieontwikkeling en daarmee verbetering van de waterkwaliteit. Ook in het buitenland zijn er projecten die voortbouwen op onze lessen. Voor de Engelse Noordzeekust is een Zandmotorachtige oplossing ontwikkeld en in Nigeria is een hybride golfbreker aangelegd van zand en steen.”

Klimaatlab aan de horizon
Aarninkhof hoopt de Zandmotor de komende jaren in Nederland te vertalen naar een bredere klimaataanpak. Met als stip op de horizon: een klimaatlab langs de Noordzeekust om, uiteraard op een veilige manier, grootschalige zandige ingrepen te testen. “Ik wil nog meer experimenteerruimte creëren voor onderzoek en klimaatadaptieve maatregelen. Dat betekent grotere kustvlakken aanwijzen als publiek-private proeftuin voor grootschalige zandopspuitingen, bijvoorbeeld het gebied tussen Scheveningen en Hoek van Holland of langs de kust van Noord-Holland. Door de haalbaarheid en het draagvlak voor dergelijke maatregelen tijdig te testen voorkomen we dat we in 2050 ad hoc iets moeten bedenken om ons te beschermen. We moeten proactief handelen en constant naar de horizon blijven kijken.

Geschatte leestijd: 5 minuten