Op meerdere plekken ontstonden diepe erosiekuilen, die invloed hebben op waterstanden en daarmee ook op de betrouwbaarheid van hoogwatervoorspellingen. Het geërodeerde zand werd veelal in de directe omgeving weer op de oevers afgezet in pakketten tot wel 3 meter dik. De bevindingen zijn gepubliceerd in Nature en onderstrepen risico’s voor toekomstige overstromingen.
Diepe kuilen en schuivende zandduinen onder water
Tijdens de overstromingen, veroorzaakt door extreme regenval door depressie 'Bernd', steeg de waterafvoer bij Maastricht in slechts twee dagen van 50 naar ruim 3300 kubieke meter per seconde. De enorme kracht van het water veroorzaakte onverwachte veranderingen in de rivierbodem. In de zogenaamde flessenhalzen — nauwe delen van de rivier waar het water versneld stroomt — trad hevige bodemerosie op. De onderzoekers vonden tussen Meers en Berg maar liefst zestien diepe kuilen in de rivierbodem, sommige meer dan 15 meter diep.
Deze kuilen ontstonden doordat het water niet alleen zand en grind in beweging bracht, maar ook diepere lagen fijn zand blootlegde en wegspoelde. In enkele dagen verplaatste de Maas net zoveel sediment als normaal in tien jaar. Dit werd duidelijk door de metingen van de dikte in het veld direct na het hoogwater en metingen aan de samenstelling van sedimentmonsters in het VU Sediment Laboratorium.
Gevolgen voor veiligheid en waterbeheer
De veranderingen aan de rivierbodem bleven niet zonder gevolgen. In sommige dorpen langs de Maas scheelde het slechts centimeters of er waren overstromingen geweest. Bovendien bleek dat de werkelijke waterstand op sommige plekken tot een halve meter hoger was dan voorspeld. Eén van de oorzaken: de snelle en onverwachte veranderingen in de rivierbodem tijdens het hoogwater. Dit heeft directe implicaties voor de betrouwbaarheid van hoogwatermodellen, waarop belangrijke veiligheidsbeslissingen worden gebaseerd.
Onvolledige rivierverruiming vergroot risico's
Sinds de overstromingen in de jaren 90 is hard gewerkt aan het verruimen van de Maas om ruimte te geven aan hoogwater. Maar de verruiming is niet overal gelijk uitgevoerd. Waar de rivier plaatselijk vernauwd blijft, ontstaan nieuwe knelpunten waar het water met extreme snelheid — tot wel 20 kilometer per uur — doorheen stroomt. Zulke snelheden zijn uitzonderlijk voor een Nederlandse rivier en zorgen voor grote krachten onder water.
Kennis van de ondergrond essentieel
Volgens medeonderzoeker aardwetenschapper Willem Toonen (VU) laat het onderzoek zien hoe belangrijk het is om de ondergrond van rivieren beter in kaart te brengen. "Uit geologisch onderzoek weten we relatief veel over de ondergrond van de Maas, maar in veel rivieren weten we niet goed hoe de diepere bodemlagen zijn opgebouwd. Maar juist die lagen kunnen bij hoogwater snel wegspoelen, met grote gevolgen voor erosie, waterstanden en infrastructuur." Rijkswaterstaat wil daarom onderzoeken hoe de bodem van de Maas nauwkeuriger in beeld kan worden gebracht, om risico’s beter te kunnen inschatten.
Relevantie voor toekomstig rivierbeheer
Door klimaatverandering zullen extreme neerslag en hoogwaters in de toekomst waarschijnlijk vaker voorkomen. Dit onderzoek toont aan dat onverwachte veranderingen van de ondergrond, zoals diepe erosiekuilen, een serieuze factor zijn bij waterveiligheid. De inzichten uit deze studie zijn dan ook van belang voor het beheer van niet alleen de Maas, maar ook andere rivieren wereldwijd.
"Dit is een goed voorbeeld van hoe kennis van de ondergrond en langetermijnprocessen in riviersystemen cruciaal is voor het omgaan met de gevolgen van klimaatverandering," aldus Toonen.