Niet overal kun je traditionele technieken toepassen om overstromingen te voorkomen. Bijvoorbeeld omdat de kosten daarvoor te hoog zijn. Op de natuur gebaseerde oplossingen (nature based solutions, NBS) bieden een veelbelovend alternatief. In een tijd waarin extreme weersomstandigheden steeds vaker voorkomen, kan de NBS kwetsbare gebieden weerbaarder maken. Om deze manier van werken strategisch te kunnen inzetten, moeten dat echter nog wetenschappelijk worden bestudeerd en op Europees niveau worden gecoördineerd.
Extreme weersomstandigheden
In het onderzoeksproject OPERANDUM verricht een team van het Innsbrucker Institut für Interdisziplinäre Gebirgsforschung van de Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) dit fenomeen. Onderwerp van studie is een bewoonde berghelling in de Tiroolse gemeente Wattens, die al sinds 2016 in de gaten gehouden wordt. De helling glijdt met gemiddeld vier centimeter per jaar naar beneden. Fases van versnelde hellingbewegingen komen steeds weer voor.
Ook interessant: Waarom de klimaatverandering van invloed is op de watervoorziening
De bergonderzoekers konden aantonen dateren sterk verhoogde hoeveelheid smeltwater en langdurige regenval leidden tot fasen van versnelde hellingbeweging. Deze gebeurtenissen verhogen het grondwaterpeil en daarmee de waterdruk aan de basis op een diepte van ongeveer 48 meter. De verhoogde ondergrondse watervolumes dragen bij tot het bewegen van de helling. Op de onderzoeksberg in Wattens raakt zo vijf miljoen kubieke meter aardmassa aan het glijden. Naast de topografische en hydrologische omstandigheden, kan in de getroffen gebieden ook een type gesteente met een specifiek geomechanisch gedrag worden waargenomen, legt projectleider Thomas Zieher uit.
Analyse van de bewegende hellingen
Gebouwen en infrastructuur op dergelijke hellingen lopen voortdurend de kans op beschadigingen. Vooral door herhaalde versnellingen en vertragingen van de beweging van de helling. Zieher, een geograaf en geo-informaticus, vertelt dat ze de door de aardverschuiving veroorzaakte veranderingen aan huizen, wegen en bomen nu in kaart hebben gebracht, evenals schade aan lektriciteitsmasten en omheiningen.
Daartoe hebben zij het landschapsgedeelte de afgelopen vijf jaar herhaaldelijk gescand met behulp van lasers en drones. Zo hebben ze een 3D-model van de helling gemaakt. De onderzoekers konden het glijproces tot in detail registreren met behulp van het hydro-klimatologische model AMUNDSEN. “Door elk uur de positie van reflectoren te meten, konden we de verschuiving meten en kregen zo informatie over het bewegingsgedrag van de helling”, legt Jan Pfeiffer, auteur van de studie en doctoraatsstudent binnen het onderzoeksproject.
Afwatering
Het team werkt momenteel samen met geologen en landmeters uit Tirol aan de doelgerichte afwatering van de helling om de bewegingen te verminderen. In een veldexperiment onderzoeken zij het effect van een gezamenlijk ontwikkelde maatregel. Dat is een op de natuur gebaseerde verzegeling van een beekbodem. Het doel is hernieuwbare en biologisch afbreekbare materialen te gebruiken om de doorsijpeling van oppervlaktewater te voorkomen en zo de watertoevoer naar de aardverschuiving te verminderen.
Natuurlijke afdichting van een beekbedding
Extreme weersomstandigheden kunnen ertoe leiden dat meer water via bergstromenin de ondergrond sijpelt. Dat heeft aardverschuivingen tot gevolg. Een veel voorkomende oplossing is het afdichten van de bodem van bergbeken, zodat het water zonder schade kan worden afgevoerd. Tot nu toe werden hiervoor meestal schalen van plastic in de bodem aangebracht.
Als alternatief worden nu bentonietmatten gebruikt. Deze bestaan uit twee lagen textiel met daartussen een laag bentoniet. Bentoniet is een mengsel van verschillende kleimineralen dat opzwelt wanneer het verzadigd is met water. Zieher legt uit: “De bentonietmat wordt op de gewenste plaats uitgerold en vervolgens bedekt met een laag aardmateriaal van ten minste 0,6 meter dik. Het uitzetten van het bentoniet door de waterverzadiging en het gewicht van het bovenliggende aardmateriaal zorgen ervoor dat de bentonietlaag volledig waterdicht wordt”.
“Het uitzetten van het bentoniet door waterverzadiging en het gewicht van het bovenliggende bodemmateriaal, zorgen ervoor dat de bentonietlaag volledig waterdicht wordt.“
Thomas Zieher
Tot nu toe werd het textiel van de bentonietmat gemaakt van synthetische materialen, zoals polypropyleen. De onderzoekers zijn er nu in geslaagd deze te vervangen door biologisch afbreekbaar textiel dat de aangetaste zones op betrouwbare wijze afsluit. Zelfs nadat de textiellagen zijn afgebroken. Als ecologisch verantwoorde variant is de geteste bentonietmat ook duurzamer en vergt minder onderhoud dan conventionele maatregelen.
Aangepast bosbeheer
Een andere op de natuur gebaseerde oplossing voor veerkrachtiger berghellingen is die van aangepast bosbeheer. Plaatselijk aangepaste, soortenrijke permanente bossen zouden een beter hydrologisch effect kunnen hebben dan de wijdverbreide monoculturen. Zieher: “Soortenrijke bossen vangen neerslag op en onttrekken via hun wortels water aan de bodem, dat ze weer afgeven in de vorm van verdamping. Dit betekent dat er minder water in de helling dringt en de aandrijving van aardverschuivingen wordt verminderd.”
Op basis van modelstudies die samen met deskundigen van de Bundesforschungszentrums für Wald (BFW) worden gecreëerd, moeten de mogelijkheden van een geoptimaliseerd bosbeheer worden aangetoond. Het kan echter tientallen jaren duren voordat zo’n bosopstand is ingeburgerd en zijn effecten kan ontplooien, aldus Zieher.
De resultaten van het onderzoek zijn onlangs gepubliceerd in de vak tijdschriften Earth Surface Processes and Landforms, Earth-Science Reviews en Science of The Total Environment.
Ook interessant: ‘Mensen moeten zich meer bewust worden van de risico’s van natuurlijke gevaren’
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
