In troebele wateren

Door Tim van Oijen

[PIC3366]In Europa is de ecologische kwaliteit van de estuaria, de overgangen van rivier naar zee, hard achteruit gegaan. Dit geldt zeker voor het Eems-estuarium. Vaargeulverdiepingen en bedijkingen hebben tot zeer troebel en soms zelfs zuurstofloos water geleid. Uit modelberekeningen blijkt dat de vertroebeling zichzelf versterkt en dat uit deze vicieuze cirkel amper meer te ontsnappen valt.

Sinds de afsluiting van de Zuiderzee (nu IJsselmeer) en de Lauwerszee (nu Lauwersmeer) is het Eems-estuarium het enige estuarium dat, zij het deels, in het Nederlandse Waddengebied ligt. De Eems is, net als de Loire en de Gironde in Frankrijk en de Weser en de Elbe in Duitsland, de afgelopen decennia hypertroebel geworden. Hierdoor is er bijna geen algengroei mogelijk en is het water soms zuurstofloos. De rivier is voor veel vissoorten en andere dieren ongeschikt geworden als leefgebied. De grote hoeveelheid slib vormt niet alleen een groot ecologisch probleem. Zij maakt het ook noodzakelijk om de vaargeul regelmatig te baggeren om deze voor schepen begaanbaar te houden, een flinke kostenpost.

[PIC3367]Hoe deze situatie is ontstaan is door professor Winterwerp van de Technische Universiteit Delft/Deltares nader onderzocht aan de hand van een natuurkundig model. De basis van het model is een vereenvoudigde beschrijving van een estuarium dat, zoals op de dwarsdoorsnede is te zien, bestaat uit een vaargeul en een overstroomgebied. Verder heeft het estuarium een trompetvorm: stroomopwaarts wordt het steeds smaller. Vrijwel alle natuurlijke estuaria hebben deze vorm. Met natuurkundige vergelijkingen – het voert te ver om ze hier uiteen te zetten – is het gedrag van water en slib in dit modelestuarium beschreven.

[PIC3369]Systeemomslag

Het is normaal voor estuaria dat er in de monding een troebelheidsmaximum zit een gebied waar veel slibdeeltjes in het water zitten. Dit komt door een  balans tussen stroomafwaarts transport van slib door de rivier en stroomopwaarts transport vanaf zee door de zogeheten estuariene circulatie. Bij de Eems, en andere Europese rivieren, is er echter een troebelheidsmaximum ontstaan dat een stuk verder stroomopwaarts ligt. Deze nieuwe situatie is ontstaan als gevolg van menselijke ingrepen waaronder bedijkingen, inpolderingen en vaargeulverdiepingen. Door de verkleining van het overstroomgebied neemt bij vaargeulverdieping de getijslag – het verschil tussen hoog- en laagwater – toe, iets wat niet alleen uit de modelsimulaties maar ook uit de historische gegevens blijkt. (klik op de afbeelding voor een vergroting)

[PIC3368]Het voor de ecologie desastreuze effect van de ingrepen is dat het systeem vloed-dominant wordt. Hierdoor wordt slib verder de rivier opgestuwd. Door het beperkte overstroomgebied kan dit slib niet bezinken. Zo zijn de voorwaarden geschapen voor een omslag naar een hypertroebele rivier met een verschoven troebelheidsmaximum. De toenemende slibconcentratie in de rivier heeft namelijk een opmerkelijk effect waarvan het grote belang door het model van Winterwerp voor het eerst is blootgelegd. Het slib verlaagt door stratificatie (laagvorming) de weerstand die het water ondervindt. Dit versterkt de vloed-dominantie waardoor nog meer slib de rivier in wordt gepompt. Door dit sneeuwbaleffect raakt het systeem in een andere toestand die zich zelf in stand houdt. (klik op de afbeelding voor een vergroting)

Oplossingen

Het is bijzonder moeilijk om deze vicieuze cirkel te doorbreken en het systeem weer in een ecologisch gezonde toestand terug te brengen. Mogelijke oplossingen zijn: de vaargeul minder verdiepen; overlooppolders aanleggen; slingeringen van de rivier herstellen om de weerstand die het water ondervindt te vergroten; dijken landinwaarts terugleggen om zo het, ecologisch ook bijzonder waardevolle, overstroomgebied te vergroten. Een natuurherstelplan zonder vermindering van de vaargeuldiepte is op basis van de modelstudie niet realistisch. Bij het bepalen van de toekomst van het Eems-estuarium spelen echter grote economische belangen een rol. Want over de Eems varen serieuze schepen: eens in de zoveel tijd levert de Meijer scheepwerf in Papenburg een groot cruiseschip af. Vorige week is er nog eentje, de Norwegian Breakaway, voor een proefvaart uitgevaren.

Bronnen

Winterwerp, J.C. (2013). On the response of tidal rivers to deepening and narrowing. Risks for a regime shift towards hyper-turbid conditions. Dit rapport presenteert resultaten van onderzoek dat is uitgevoerd binnen het kader van het LTV-project (Long-Term Vision of Scheldt estuary) en het INTERREG-project TIDE.
22 februari werd er in Leer, Duitsland, een congres over Europese estuaria georganiseerd door het Wereldnatuurfonds Duitsland: Conference for the restoration of European estuaries: Ideas, approaches and implementation, 22 februari 2013 in Leer (Duitsland). Meer informatie is te hier te vinden: http://www.wwf.de/themen-projekte/projektregionen/ems/konferenz-renaturierung-europaeischer-aestuare/. Op deze site staat een pdf van de presentatie die professor Winterwerp over het bovenstaande rapport heeft gehouden.

Foto header: Henk Postma