Natuurlijke rivieren zijn niet recht en liggen zelden op hun plaats. In plaats daarvan buigen en krommen rivieren zich door het landschap, wat leidt tot kronkelende ofwel meanderende rivieren. Dat rivieren meanderen is duidelijk, maar hoe en waarom is minder bekend. Deze vragen waren lastig te beantwoorden omdat onderzoekers lang niet in staat geweest zijn om realistische meanderende rivieren na te bootsen. Wetenschapper hebben in eerdere experimenten niet voor elkaar gekregen om de rivier te beperken tot één hoofdgeul en daardoor reikte de ontwikkeling van het meanderende patroon niet voorbij de eerste initiële bocht. In het pas gepubliceerde werk laten onderzoekers van de Universiteit Utrecht zien hoe een dynamische meanderende rivier ontstaat in een zandbak. Daarbij identificeren zij twee voorwaarden die nodig zijn voor het veroorzaken van meanders: een continu variërende stroomopwaartse aanvoer van water en sediment en de beschikbaarheid van gemengd sediment.
De Utrechtse experimenten
Het proces van rivierlandschapsvorming is nagebootst in het Eurotanklaboratorium van de faculteit Geowetenschappen aan de Universiteit Utrecht. De Eurotank is een zandbak van 6 bij 11 meter waarin een robot met een laser en digitale camera’s heel nauwkeurig het oppervlak opmeet. Gedurende 260 uur wordt er door de auteurs een constante stroom van water en sediment in een zandbak gepompt. In eerste instantie bevindt het instroom punt zich op een vaste positie, waardoor een recht geul vormt. Vervolgens wordt de instroom continu verplaatst in een zijdelingse richting, waardoor de stroming benedenstrooms begint te buigen. Tenslotte laten de auteurs de zijdelingse beweging bij de instroom omkeren, waardoor de complexiteit van de rivier toeneemt.
Context voor de natuurlijke rivieren
Het blijkt dat door de instroom te verplaatsen de rivier begint te meanderen, terwijl de aanwezigheid van het gemengde sediment bestaande geulen afsluit. Hierdoor blijft het patroon voornamelijk uit één geul bestaan en zorgt de bovenstroomse verstoring voor het onstaan van nieuwe bochten. Deze bevinding suggereert dat meandering op elk punt in een rivier afhankelijk is van zijdelingse drift in het bovenstroomse bereik, zodat onbeweeglijke bottlenecks ervoor zorgen dat complexiteit in stroomafwaartse richting geremd worden. Verder heeft deze uitkomst consequenties voor het ontwerp van natuurgebieden langs de grote rivieren en het opnieuw laten meanderen van beken. Denk hierbij bijvoorbeeld aan de Slingebeek tussen Ruurlo en Groenlo. Voor dergelijke natuurgebieden is een hoge dynamiek van het waterlandschap belangrijk om het volgroeien met bos te voorkomen. Deze dynamiek kan bijvoorbeeld worden aangebracht door bovenstrooms regelmatig een zandbank te storten.
Meer informatie
Artikel JGR
De Ingenieur
Foto’s en figuren
Dr. Wout M. van Dijk 