Onderzoeker Deltares ondersteunt kritiek binnenvaart op vrij eroderende oevers

Nevengeulen, verlaagde kribben en natuurlijke oevers brengen het risico van verzanding van de vaarweg met zich mee. Dat stelt onderzoeker Ir. Henk Verheij van het onafhankelijke kennisinstituut Deltares. ‘Vroeger werd de rivierstroom netjes door de vaargeul geleid die zo door de stroming op diepte bleef. Nevengeulen en lagere kribben leiden tot lagere stroomsnelheden. En als je verdedigde oevers ontsteent kan dat tot aanzanding door oeverafslag leiden.’

Door Hans Heynen
Daarmee lijkt Verheij de kritiek van de binnenvaart op met name vrij eroderende oevers langs de Maas en de Geldersche IJssel te ondersteunen. Na bezwaren van de binnenvaart heeft minister Schultz van Haegen de ontstening van delen van de IJssel intussen uitgesteld. Er is een jaar uitgetrokken om meer onderzoek te doen naar de gevolgen. Maar Verheij is er nu alvast duidelijk over: er treedt zeer waarschijnlijk meer verzanding op. Dat kan meer baggeren nodig maken op de Waal. ‘Je wilt een minimale diepte garanderen. Een centimeter minder aflaaddiepte scheelt op een groot schip 20 tot 30 ton.'

Rijkswaterstaat erkent dit ook, maar stelt tot nu toe dat het risico zeer beperkt is en eventuele ondieptes met het reguliere baggerprogramma kunnen worden weggewerkt. De binnenvaart vertrouwt dit niet en vreest dat bij een volgende bezuinigingsronde het onderhoudsbaggerwerk als eerste zal worden geschrapt.

Zwakke oevers
Verheij signaleert dat ook de binnenvaart zelf hier en daar een problematische rol speelt bij het ontstaan van ondieptes en schade aan de oeverbescherming. ‘Veel oudere oeververdedigingen zijn niet sterk genoeg voor de stromingen die de grote moderne schepen veroorzaken. Oevers met klinkers, die voor de schepen van 50 jaar geleden goed waren ontworpen, zijn niet bestand tegen de erosie die de moderne scheepvaart met haar grote vermogens en sterke boegschroeven veroorzaakt. De Gouwe is ontworpen voor schepen van maximaal 9,60 meter breedte. Nu zijn er proeven gedaan met schepen van 11,45 meter voor de terminal in Alphen. Wanneer zulke schepen een schip van 9,60 meter passeren moeten ze te dicht langs de oever manoeuvreren. Door schroef en boegschroef veroorzaakte erosie plegen dan een aanslag op het talud.'

• ‘Ontstening oevers kan tot aanzanding door oeverafslag leiden'

Ook de damwand van het Amsterdam-Rijnkanaal is beschadigd door dit soort erosie. ‘Over een afstand van 50 kilometer is sprake van verzakking en dreigende instorting door ontgronding.' De oorzaak is overigens niet altijd het schroefwater. Stromingsvelden rond het schip zijn eveneens verantwoordelijk voor erosie van oevers. Onderzoek toont aan dat dit vooral het geval is wanneer schepen elkaar oplopen. ‘Op het Amsterdam-Rijnkanaal bereiken de stroomsnelheden rond boeg en hek van de schepen dan kritieke waarden. We hebben tijdens het oplopen stromingen van twee meter per seconde gemeten in een vier meter brede strook tussen schip en oever. Schepen laden ook steeds dieper af en komen steeds dichter bij kabels en buizen onder het vaak eroderende kanaalprofiel. Zo is het kanaal Gent-Terneuzen door passerende zeeschepen twee meter dieper geworden dan het was. Die schepen baggeren het kanaal steeds verder uit.'

Platvaren
Het principe dat schepen kunnen helpen een vaarweg op diepte te houden wordt momenteel onderzocht door TU Delft-student Robbert-Jan Lenselink. Hij onderzoekt of turbulentie, volg- en retourstromen onder het vlak van een schip, koppelverband of duwcombinatie kunnen worden gebruikt om ondieptes in de vaarweg af te vlakken. Om te weten wat er gebeurt als een schip over een ondiepte vaart, bestudeert Lenselink de stromingen onder het vlak, waarbij testen op schaal worden gedaan in de stroomgeul van het in deltatechnologie gespecialiseerde onderzoeksinstituut Deltares. ‘Je moet denken aan het op schaal nabouwen van ondieptes in de Waal, zoals die bijvoorbeeld bij Dodewaard ontstaan door hoogwater. Er vormen zich dan duintjes op de rivierbodem, afgewisseld door diepere dalen. Wanneer die duintjes door de commerciële scheepvaart kunnen worden platgevaren, zou op het baggeren kunnen worden bespaard en kunnen die ondieptes sneller worden aangepakt.'

• Binnenvaart kan ondieptes platvaren

Bedoeling is te ontdekken bij welke diepgang en snelheid dit het effectiefst gebeurt. Zo nam bij een diepgang van 80% van de vaardiepte in de testgeul de stroomsnelheid onder het vlak toe met een factor drie. De stroming trok tijdens de passage veel zand omhoog. Na de passage viel een groot deel echter op dezelfde plaats omlaag. Door de volgstroom meegenomen zand werd namelijk door de retourstroom bij het achterschip weer voor een deel teruggevoerd. ‘Bij langere schepen of duwverbanden is dat effect waarschijnlijk minder, omdat de volgstroom onder het vlak dan langer wordt vastgehouden. Het platvaren van ondieptes op de Waal gaat waarschijnlijk het best met vier- en zesbaks duwstellen.' Die moeten dan over de ondieptes worden geleid, waarna de duinen door turbulentie en volgstroom worden afgevlakt en in erachter liggende kuilen zakken.

Praktijkproef
Het onderzoek zou boven water moeten krijgen welke diepgang en snelheid het effectiefst is. Lenselink wil met een stromingsmodel (DELKELV) een formule ontwikkelen die onder het vlak van een schip of duwcombinatie optredende stromingen kan voorspellen met de hoeveelheid sediment die bij een bepaalde snelheid en diepgang wordt verplaatst. Het onderzoek moet begin juli zijn afgerond.

De resultaten wil Lenselink vervolgens gebruiken voor testen met een echte duwcombinatie op de Waal. ‘We moeten dan een duwstel met de juiste snelheid en diepgang over een ondiepte laten varen en voor en na de passage met een pijlvlet de waterdiepte meten. Dan weten we of het effectief is.'

Lenselink heeft ook gekeken naar de effecten van het naar beneden afbuigen van de schroefstraal, ongeveer zoals dat bij roosterboegschroeven gebeurt. De resultaten daarvan waren wisselend. Het schroefwater blies echter wel gaten in de duinen. ‘De effectiefste manier om zandduinen af te vlakken is ploegen. Daarbij vlakt een door het water getrokken ploeg achter een werkschip de ondieptes af. Bij het passeren van de ploeg verdwijnt een deel van de duinen in de kuilen erachter. Het op diepte brengen is met de ploeg is goed te controleren.'