ľ¹Ï¸£ÀûÓ°ÊÓ

Tijdens de overstromingen in Limburg van vier jaar geleden veranderde de bodem van de Maas ingrijpend. Onderzoekers uit onder andere Utrecht en Wageningen ontdekten dat in de rivierbodem diepe erosiekuilen heel snel kunnen ontstaan, met mogelijke consequenties voor hoogwatervoorspellingen. Dit laat zien hoe kwetsbaar en onvoorspelbaar de Maas is, zegt Hermjan Barneveld. De resultaten zijn nu gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature.

Na de regens van depressie ‘Bernd’ stonden in juli 2021 delen van Duitsland, België en Nederland onder water. De Geul in Zuid-Limburg trad buiten haar oevers en alleen al in Valkenburg liepen 2300 huizen schade op. Ook de Maas kreeg enorme hoeveelheden water te verwerken: een chemische leiding lag plotseling bloot en een aanlegplek van een veerboot verzakte.

Voor Hermjan Barneveld en hoogleraar Ton Hoitink, beiden verbonden aan Wageningen ľ¹Ï¸£ÀûÓ°ÊÓ & Research, was het hoogwater aanleiding om te onderzoeken wat zich op de rivierbodem had afgespeeld. Ze zagen hoe de stroming het bodemprofiel ingrijpend had veranderd, met diepe kuilen en verhoogde waterstanden tot gevolg.

Stroming in flessenhalzen

Limburg werd in de jaren 90 twee keer getroffen door grote overstromingen. Dat leidde tot nieuwe plannen voor betere bescherming tegen hoogwater in de Maas. Werden rivieren daarvoor nog beteugeld, nu werd er juist ruimte gemaakt voor het water. Uiterwaarden werden verbreed en stroomden volop mee bij hoogwater. De verruiming was alleen nog steeds niet overal voltooid of bleek onmogelijk, en dat heeft gevolgen.

Barneveld zag dat de verruiming van de Maas niet overal gelijkmatig was uitgevoerd. Daardoor ontstonden op andere plekken nieuwe flessenhalzen, waar het water plotseling door een veel smaller profiel moest, legt hij uit. In die stukken liep de stroomsnelheid flink op, tot wel 20 kilometer per uur. Zulke snelheden vind je eerder in een bergrivier dan in een Nederlandse laaglandrivier. En als het zó hard stroomt, gebeuren er onder water dingen die je niet meteen verwacht.

Vervormende rivierbedding

Tijdens de overstromingen van 2021 steeg de waterafvoer bij Maastricht in twee dagen van 50 naar 3310 kubieke meter per seconde. Op het hoogtepunt stroomde er elke seconde meer dan een olympisch zwembad aan water door de Maas. Langs de Gemeenschappelijke Maas ontsnappen bewoners van sommige tussenliggende dorpen ternauwernood aan een overstroming. Het scheelt soms maar enkele centimeters.

Al tijdens het hoogwater brengen vliegtuigen met laserapparatuur het wateroppervlak minutieus in kaart. Direct na de top van het hoogwater gaat Rijkswaterstaat de rivier op om de rivierbodem te peilen. Ze stuitten op flinke erosie langs de oevers, onverwacht diepe kuilen in de bodem en grote rivierduinen van zand en grind die zich langzaam over de rivierbodem verplaatsen. De beweging van die grote duinen was te herleiden uit golfpatronen aan het wateroppervlak. Zodra het water gezakt was, trokken Barneveld en zijn collega’s de uiterwaarden in om te zien waar al dat uitgesleten zand was gebleven.

Kuilen en zandpakketten

Met alle meetgegevens konden de onderzoekers stap voor stap reconstrueren wat er onder water was gebeurd. In de flessenhalzen stroomde het water zó hard dat grote hoeveelheden grind en zand in beweging kwamen en de wandelende rivierduinen vormden. In de diepste delen van die duinen werd een onderliggende laag fijn zand bereikt, die vervolgens snel wegspoelde. Daardoor ontstonden in korte tijd diepe kuilen in de rivierbodem. Tussen de plaatsen Meers en Berg ontstonden zo 16 kuilen, sommige meer dan 15 meter diep. In slechts een paar dagen tijd had de Maas evenveel zand en grind verplaatst als normaal in tien jaar.

Veel van het zand reisde maar een paar kilometer stroomafwaarts. Het grootste deel bleef achter in de uiterwaarden, waar het zich ophoopte tot dikke zandpakketten — op sommige plekken meer dan drie meter hoog.

Belangrijke lessen voor andere rivieren

Het is niet voor niets dat het meest toonaangevende wetenschappelijke tijdschrift dit onderzoek naar buiten brengt. Plotselinge hevige erosie kan vaker optreden als hoogwaters door klimaatverandering vaker optreden, en wanneer je een rivier op sommige plekken verruimt en op andere niet, zegt Barneveld. Door die ongelijke verruiming verandert de stroming, en als er dan lagen fijn zand dicht onder een grindlaag liggen, kan het water die makkelijk wegspoelen

Volgens de onderzoekers is het gebrek aan kennis over de ondergrond wereldwijd een risico. In veel rivieren weten we nauwelijks hoe de diepere bodemlagen eruitzien. Zonder die informatie kunnen aanpassingen aan rivieren onverwachte gevolgen hebben. Langs de Maas wil Rijkswaterstaat daarom onderzoeken hoe die ondergrond beter in kaart kan worden gebracht, om de risico’s op erosie beter te kunnen schatten.

Tenslotte geeft het onderzoek te denken hoe de snelle bodemveranderingen de hoogwaterstanden kan beïnvloeden. Op sommige plekken was de waterstand in de Maas een halve meter hoger dan verwacht. Dat had meerdere oorzaken. Het feit dat het zomer was en de uiterwaarden vol stonden met vegetatie en gewassen speelde mee. Maar ook als de rivierbodem zo snel en zo sterk verandert, dan is het onwaarschijnlijk dat een hoogwatervoorspelling klopt, zegt hoogleraar Ton Hoitink.

Publicatie

Barneveld, H.J., Frings, R.M., Mosselman, E. et al. Extreme river flood exposes latent erosion risk. Nature (2025).