Bodembescherming met behulp van boomstammen

Abstract

Door menselijke ingrepen zoals versmalling en rechttrekken van de rivier, winning van bouwstoffen en de bouw van waterwerken krijgen Nederlandse rivieren steeds minder zand en grind aangevoerd. De stroomsnelheid en daarmee de erosie nemen toe. Er ontstaan grote ontgrondingskuilen, die het risico op het bezwijken van de oever vergroten. Om dit erosieproces tegen te gaan wil Rijkswaterstaat bomen uit de uiterwaarden gaan gebruiken om de bodem mee te beschermen. Echter kunnen de bomen hinder opleveren voor de scheepvaart als ze in de schroef terecht komen. Om veiligheid te garanderen is informatie nodig over de kritieke stroomsnelheid van de boomstammen. De hoofdvraag van dit onderzoek luidt: In hoeverre kunnen boomstammen toegepast worden als bodembescherming om erosie en ontgronding te voorkomen. Verschillende bomenconstructie worden op schaal getest aan de hand van experimenten in de laboratorium goten in Stevinlab III te Delft. Per constructie wordt gekeken naar het bezwijkmechanisme, de kritieke stroomsnelheid en turbulentie. Ook wordt er onderzocht of de kritieke stroomsnelheid van boomstammen beschreven kan worden met formules op basis van Izbash en op basis van Shields. Uiteindelijk wordt het schaalmodel vertaald naar de werkelijkheid. Uit dit onderzoek komt naar voren dat boomstammen kunnen worden toegepast om de bodem mee te beschermen op basis van de kritieke stroomsnelheid en de turbulentie. Het toepassen is echter niet op elke plek in de rivier mogelijk en er zal dus voor elke situatie gekeken moeten worden wat de maximale stroomsnelheid is in de rivier en welke constructie van boomstammen het best gebruikt kan worden. Wat op valt is dat de bomenconstructies bestaande uit één laag de hoogste kritieke stroomsnelheid behalen maar een lage relatieve fluctuatie intensiteit. Voor de constructies met meer lagen is het omgekeerde het geval, de kritieke stroomsnelheid is lager maar de relatieve fluctuatie intensiteit is hoger. Er wordt aangeraden om in een vervolgonderzoek de nauwkeurigheid te vergroten. Dit kan door te werken met een bredere stroomgoot, grotere boomstammen en betere snelheidsmeters. Voor het gebruik van formules om de kritieke stroomsnelheid van boomstammen mee te beschrijven is verder onderzoek nodig. Uit dit onderzoek komt naar voren dat de formules nog niet correct zijn. Er zijn een aantal variabelen verwaarloosd wat deze fout veroorzaakt kan hebben.