Bodemdaling voorspellen in delta’s

Onderzoekers van de Universiteit Utrecht, TNO en Deltares ontwikkelden een nieuwe methode om bodemdaling door samendrukking in veengronden te kwantificeren en voorspellen. Deze nieuwe toepassing van een al bestaande technologie kan worden gebruikt bij voorspellingen in gebieden waar weinig bekend is over de ondergrond. De onderzoekers publiceerden hun resultaten in Geophysical Research Letters.

Veengebieden komen veel voor in delta’s en stromen steeds vaker onder door toenemende bodemdaling. Die bodemdaling heeft schadelijke consequenties, zoals een toenemend overstromingsrisico en schade aan huizen en infrastructuur, en gaat daardoor onvermijdelijk gepaard met hoge kosten. Een belangrijke drijvende kracht achter bodemdaling is de samendrukking van veenlagen in de bodem, veencompressie, veroorzaakt door toenemende druk van boven en van het alsmaar zakkende grondwaterniveau.

Voorspellen en tegengaan

Om deze vorm van bodemdaling te kunnen voorspellen en tegen te gaan is gedetailleerde geologische en mechanische informatie nodig over de huidige compressieniveaus van de veenlagen. Die mist echter nog in veel dalende delta’s, en huidige monitoring methoden meten voornamelijk de verticale beweging van het oppervlak.

Cone Penetration Testing

Onderzoekers van de Universiteit Utrecht, TNO en Deltares ontdekten dat ze een al bestaande techniek konden gebruiken om dit soort data makkelijk te verkrijgen: Cone Penetration Testing, ofwel CPT. CPT meet bepaalde mechanische eigenschappen van veenlagen, en is door zijn lage kosten, internationale standaardisatie en digitale logs een van de meest gebruikte technieken om vlak onder het aardoppervlak te meten. Wereldwijd staan er al duizenden CPT-metingen opgeslagen in databases.

Kay Koster, eerste auteur van de publicatie en fysisch geograaf aan de Universiteit Utrecht vertelt over het hergebruik van de al bestaande methode: “Het verzamelen van nieuwe data is duur en tijdrovend.  Maar omdat bodemdaling een urgente dreiging is hebben we ons vooral gefocust op het hergebruik van al bestaande metingen. CPT-data van veengronden in delta’s is al in overvloed aanwezig.”

Breed inzetbaar

Gilles Erkens, bodemdalingsexpert bij Deltares en de Universiteit Utrecht, voegt daaraan toe: “We vergeleken de dikte van samengedrukte veenlagen in de Nederlandse delta met CPT-data, en konden zo de bodemdaling door veencompressie kwantificeren en voorspellen.”

Het was een flinke uitdaging om CPT-data te vinden die bruikbaar was om veencompressie te kwantificeren, en tevens geschikt was om toekomstige compressie te voorspellen. “Maar”, zegt Erkens, “deze methode hebben we inmiddels met succes toegepast in combinatie met data uit de Sacramento Delta in de VS, en Kalimantan in Indonesia. Dit laat zien dat de methode breed inzetbaar is.”

Bodemdaling wereldwijd voorspellen

Het verbinden van CPT-metingen en bodemdaling door veencompressie legt een enorme schat aan nieuwe data bloot. Deze data kunnen worden gebruikt als aanvulling op al bestaande methoden en maken het mogelijk om bodemdaling door veencompressie nauwkeuriger te kunnen voorspellen, in deltagebieden over de hele wereld.

Publicatie

Koster, K., G. Erkens, and C. Zwanenburg (2016), A new soil mechanics approach to quantify and predict land subsidence by peat compression, Geophys. Res. Lett., 43, 10,792–10,799, doi:10.1002/2016GL071116.