Waterveiligheid
Kwelders kunnen effectief golven dempen (Möller et al, 2014; Vuik et al., 2016) door golfbreking op de relatief hooggelegen bodem (als vooroever, zie 4.2) en golfdemping door de kweldervegetatie en het ruwe bodemoppervlak (Alterra, 2012; Deltares, 2024). De golfdemping is in belangrijke mate afhankelijk van de optredende waterdiepte boven de kwelder: naarmate het water hoger staat, is er minder invloed van de bodem op de golven. Als vuistregel komt naar voren dat in elk geval een strook kwelder van enkele tientallen meters breed nodig is voor een significante bijdrage. Daarnaast is een buffer nodig voor erosie tijdens dagelijkse omstandigheden en stormen. De omvang van deze buffer hangt af van de mate van herstel tussen twee opeenvolgende erosiegebeurtenissen (Alterra, 2012). De invloed van stormen op het bodemoppervlak van kwelders blijkt echter beperkt te zijn. Hoewel golfwerking geleidelijk de vegetatie platdrukt en breekt, het kweldersubstraat blijft onder alle omstandigheden stabiel en bestand tegen oppervlakte-erosie (Möller et al, 2014).
Door invang van zand en slib kan de kwelder (deels of geheel) meegroeien met zeespiegelstijging (Möller et al, 2014; POV Waddenzeedijken, 2020; Van Belzen et al., 2021; Temmerman et al., 2013). Kwelders zorgen er daardoor voor dat dijken minder hoog hoeven te zijn omdat de golfoploop, en daarmee de kans op overslag, significant minder is wanneer er aangeslibd land voor de dijk ligt (Belzen et al., 2021).Naast golfdemping kunnen kwelders ook een gunstige invloed uitoefenen op de buitenwaartse macrostabiliteit van de dijk en de intreeweerstand bij piping (Alterra, 2012; Temmerman et al., 2013). De toename van de kwelweglengte kan worden verdisconteerd in de grenstoestandsfuncties die beschikbaar zijn in het BOI. Verder blijft bij een doorbraak de bres in de dijk kleiner als er een kwelder voor ligt. Een kleinere bres leidt tot lagere stijgsnelheden en waterdieptes in de achterliggende polders, waardoor het slachtofferrisico afneemt (Zhu et al., 2020).
Deze impact is lastiger te kwantificeren met het vigerende beoordelinginstrumentarium, maar is wel degelijk relevant voor overstromingsrisico’s. Mogelijk zou de aanwezigheid van kwelders (in de toekomst) kunnen leiden tot het toekennen van een lagere (minder strenge) normklasse voor het dijktraject: een grotere overstromingskans is toelaatbaar als de gevolgen kleiner zijn.
Kwelders kunnen op verschillende manieren worden meegenomen in het berekenen van golfaanval op de dijk. Voorbeelden zijn:
- het activeren van de voorlandmodule in Hydra-NL of Riskeer;
- het toepassen van dieptelimitering van de golfhoogte als postprocessing op de resultaten van Hydra-NL, voordat deze gebruikt worden voor het rekenen aan dijkbekledingen met Steentoets;
- gebruik van 1D of 2D modellering met SWAN voor het berekenen van golfdemping over de kwelders, waarbij golfcondities in de golvendatabase worden aangepast.
In de Handleiding Overstromingskansanalyse dijken/dammen (deel 1 – 5) zijn rekenregels terug te vinden om de impact van een voorland (aanpassing dijkprofiel) op verschillende (bijvoorbeeld geotechnische) faalmechanismen van dijken te bepalen.
In Tabel 3.2 is een samenvatting gegeven van de impact van kwelders op de waterveiligheid.
Samenvattend leveren kwelders op de volgende wijze een positieve bijdrage aan de waterveiligheid:
- golven breken op de hooggelegen bodem, waardoor de golfaanval op met name het onderste deel van de dijkbekleding sterk gereduceerd wordt;
- kweldervegetatie levert een aanvullende bijdrage aan golfdemping, omdat ook na afbreken tijdens stormen een ruw, stoppelig bodemoppervlak resteert;
- de stevige kleilaag zorgt voor een toename van de kwelweglengte en intreeweerstand, waardoor een eventueel risico op piping sterk wordt gereduceerd;
- de massa van de kwelders zorgen voor extra stabiliteit, en een kleinere kans van optreden op het faalmechanisme macrostabiliteit buitenwaarts;
- kwelders groeien mee met zeespiegelstijging. Daardoor neemt de waterdiepte voor de dijk niet toe bij zeespiegelstijging, en blijft de golfaanval (bij gelijke windcondities) onveranderd;
- bij een doorbraak blijft de bres in de dijk kleiner als er een stabiele kwelder voor ligt, wat leidt tot minder slachtoffers in het achterliggende gebied in het geval van een overstroming.
Het Rijk stelt de regels op voor het uitvoeren van de veiligheidsbeoordeling op en stelt leidraden beschikbaar voor het ontwerp en het beheer van primaire keringen. Deze regels zijn beschikbaar in het Beoordelings- en ontwerpinstrumentarium (BOI). Het instrumentarium bestaat uit handleidingen, technische leidraden, software-applicaties en databases. Deze instrumenten worden gebruikt om de overstromingskans van een dijktraject te bepalen.
In de Handleiding Overstromingskansanalyse dijken/dammen (deel 1 – 5) en Overstromingskansanalyse Zandige waterkeringen zijn rekenregels terug te vinden om bijvoorbeeld de impact van een voorland (aanpassing dijk- of duinprofiel) op verschillende faalmechanismen van dijken of duinen te berekenen. De rekenregels zijn ook verwerkt in de applicaties die onderdeel uitmaken van het BOI (zoals Riskeer en XBeach), zodat deze gebruikt kunnen worden om de kans van optreden van bepaalde faalmechanismen te berekenen. Het effect van voorlanden op golven kan worden ingeschat met behulp van de voorlandmodule in Riskeer en Hydra-NL.