Een levensechte riviermonding op de Utrechtse Uithof

Spelen met water en zand krijgt een nieuwe dimensie in een hangar op de Utrechtse Uithof. Maarten Kleinhans laat er met een kanteltruc een levensechte riviermonding ontstaan, waar baggeraars en natuurherstellers hun voordeel mee kunnen doen.

Martijn van Calmthout
Met een kanteltruc ontstaat in Utrecht een levensechte riviermonding. Beeld Adrie Mouthaan
Met een kanteltruc ontstaat in Utrecht een levensechte riviermonding.Beeld Adrie Mouthaan

De universiteitsfotograaf die hier twee maanden geleden alvast beelden maakte, werd gaandeweg ziek, turend in zijn zoeker. Zeeziek, wel te verstaan. De immer enthousiaste Utrechtse aardwetenschapper Maarten Kleinhans grinnikt als hij eraan terugdenkt. 'Ik beschouw dat op een gekke manier toch als een bewijs van de realiteitswaarde van ons experiment.'

We staan in een stille hangar op het terrein van de faculteit Diergeneeskunde in de Utrechtse Uithof. Een forse hal is met houten wanden afgescheiden, waarachter de paardentrailers van de veeartsen uit de regen staan. Door het glasdak valt winters zonlicht naar binnen, dat de kleuren nog harder maakt. De blauwe sneeuwschuiver met gele steel, tegen de grijze muur. Een gele tuinslang. Kleinhans' rode halstrui.

En vooral het frisse groen van de reden dat we hier staan: de getijdenbak, die komende week officieel in gebruik wordt genomen. Gezien vanaf het houten observatiepodium op de kop ontvouwt zich in de rechthoekige stalen bak van twintig meter lang, drie meter breed, en anderhalve meter hoog een kustlandschap met riviermonding op schaal. Een branding, een even lichtjes meanderende rivier, een zandvlakte met ondiepe slikken en schorren.

Na een paar meter zee begint de kustlijn waarop een rivier uitmondt die uit de verte komt aanstromen, helemaal aan de andere kant van de bak gevoed door een waterslang. Kijk, wijst Kleinhans vanaf de zijkant over de rand turend, de lobbige zandbanken beginnen zich al te vormen in de rivierloop.

Yin en Yang

Typisch gedrag voor een getijdenrivier, dat ontstaat doordat om de zoveel tijd de stroomrichting in de rivier door hoogwater omkeert. Ga in de Schelde kijken en je vindt er vergelijkbare druppelvormige ondiepe zandbanken, die als yin en yang tegenover elkaar liggen, het water bij eb en vloed afwisselend de ene kant langsvoerend en dan weer de andere.

Het oogt allemaal als een keurig handgemaakt schaalmodel van een Schelde-achtig estuarium, maar dat is het niet. Hier, legt Kleinhans uit, gaat juist de natuur zijn goddelijke gang, zonder mensenhand. Alleen dan dus wel op een schaal van pakweg één op duizend. Waterbouwers, baggeraars en natuurherstellers, is het idee, kunnen hiermee beter begrijpen hoe een rivierbekken met getijden op ingrepen reageert. Nu is veel beleid toch vooral gebaseerd op ervaring en nattevingerwerk.

Voor modelbouwers in de natte sector is een natuurlijk werkend schaalmodel een regelrechte primeur, vertelt Kleinhans. 'We hebben de hele literatuur van fysieke estuariummodellen overhoop gehaald, maar eigenlijk is de conclusie dat de meeste schaalmodellen nooit goed werken. Niet alle aspecten van getijden en zandbewegingen laten zich lekker op dezelfde schaal nabootsen, en dus krijg je al snel kul uit je experimenten.' Het grote probleem, zegt hij, is het opkomende getij, dat met pompen domweg te traag gaat of meteen veel te snel.

Aardwetenschapper Maarten Kleinhans Beeld Adrie Mouthaan
Aardwetenschapper Maarten KleinhansBeeld Adrie Mouthaan

Eerste groep ooit

Een subtiele oplossing voor het schaalprobleem schoot Kleinhans jaren geleden te binnen, terwijl zijn groep aan kleinere riviermodellen werkte; Utrecht geldt als de eerste groep ooit die een schaalmodel van een rivier aan het meanderen kreeg.

Met een dienblad vol zand en water demonstreerde Kleinhans het idee aan zijn team: laat niet het water met veel moeite en dure pompen omhoog en omlaag gaan, nee, kantel zachtjes het hele landschap. Ook dan staat het zeewater aan de kustlijn afwisselend hoog en laag, en ontstaan eb- en vloedstromingen. De schaalproblemen, vooral ingegeven doordat het zeewater te traag binnenkomt, lossen zich vanzelf op. Tegelijk verstoort de geringe helling de processen van erosie en afzetting in de rivier niet.

In de nieuwe getijdenbak, door Kleinhans de Metronoom gedoopt, is dat allemaal meteen te zien. De getijdengolf die in de rivier ontstaat bij hoogtij in het zeegedeelte loopt ver de handbrede rivier op, tot zeker halverwege de zandvlakte. Normaal, zegt Kleinhans, is dat met een paar meter echt wel afgelopen. Nu is het tien keer zover, en op schaal net zoals in het echt.

Metronoom

Met geld van NWO-STW en uit Brussel lieten de Utrechtse onderzoekers zijn ingeving van een simpel kantelend dienblaadje bij staalconstructiebedrijf Consmema omzetten in een volwassen schaalexperiment, ditmaal met tonnen zand en water. De truc zit hem in een juk middenonder de met balken versterkte bak en vier telescopische robotarmen aan de hoekpunten die de bak computergestuurd een beetje richting zee kantelen en dan weer terug, met de regelmaat van een metronoom.

In een paar weken is het daarmee tienduizenden malen eb en vloed in de bak, even vaak als een halve eeuw in de echte wereld. Van bovenaf houden digitale camera's en laserhoogtemeters de veranderingen in het modellandschap in de gaten. Tempo en hellingshoek van de zachte kantelbeweging zijn met wat muisklikken op een computer in de coulissen aan te passen en programmeren.

Het afgelopen najaar en winter gebruikten de onderzoekers in Kleinhans' groep om de beste zandsamenstelling en realistische kantelinstellingen voor de getijdenbak te vinden. Ook is er geëxperimenteerd met kunstmatig slib. Geen klei, dat plakt te veel, leert de ervaring; Kleinhans zweert na lang zoeken bij het gruis van gemalen walnootschillen. En hij droomt intussen van echt groeiende vegetatie, die door de juiste onderlinge afstanden toch min of meer op schaal zal zijn. De eerste zaaisels staan in de botanische tuinen van de universiteit.

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2022 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden