Op ecosystemen gebaseerde kustbescherming door herstel van uiterwaarden

Volledige oplossing
T-vormige afrasteringen in de provincies Bac Lieu en Soc Trang. De lange-oeverelementen dichten de geërodeerde kloof in het mangrovebos door de overgebleven landtongen met elkaar te verbinden.
Cong Ly, GE Wind

De oplossing beschermt de modderige kusten en de mensen die dichtbij de kust wonen tegen overstromingen, stormvloeden en erosie. Dit wordt bereikt door het herstel van geërodeerde uiterwaarden als voorwaarde voor natuurlijke regeneratie of herstel van mangrovebossen als elementen van een ecosysteemgerichte aanpak voor de bescherming van kustgebieden. T-vormige, doorlatende bamboehekken gevuld met bundels zacht kreupelhout zijn effectief bij het herstellen van geërodeerde overstromingsgebieden. Deze oplossing werkt alleen binnen een specifieke set randvoorwaarden en moet locatiespecifiek en geschikt zijn. Deze oplossing is ontwikkeld voor de modderige kust van de Lower Mekong Delta in Vietnam en biedt veiligheid voor mensen die direct achter dijken wonen.

Laatst bijgewerkt: 17 Jun 2021
11503 Weergaven
Context
Uitdagingen
Overstromingen
Stormvloeden
Tropische cyclonen / tyfoons
Tsunami / vloedgolf
Erosie
Verlies van ecosystemen

Langs de mangrovemodderkusten van de Mekongdelta tasten erosie, overstromingen en stormen het levensonderhoud en de levensomstandigheden aan van duizenden, vaak arme boeren en vissers. Als de mangroven, die de kust beschermen, eenmaal aangetast of vernietigd zijn, zullen de golven de uiterwaarden eroderen en vervolgens zullen de golven de aarden dijk beginnen uit te hollen. Dit leidt tot dijkoverslag en uiteindelijk tot de vernietiging van de dijk. Oplossingen zoals het versterken van de dijk met zandzakken of schanskorven zijn slechts tijdelijke maatregelen die de onderliggende oorzaak - een lage uiterwaard als gevolg van erosie - niet aanpakken. Daarom is er een oplossing nodig die de onderliggende oorzaak aanpakt.

Schaal van implementatie
Lokaal
Subnationaal
Ecosystemen
Mangrove
Thema
Aanpassing
Geodiversiteit en geoconservering
Steden en infrastructuur
Herstel van ecosystemen
Locatie
Provincie Soc Trang, Vietnam
Zuidoost-Azië
Proces
Samenvatting van het proces

De bouwstenen bouwen op elkaar voort om tot een gedegen oplossing te komen voor duurzaam herstel van uiterwaarden, mangrovegordels en hun ecosysteemdiensten. De 'Numerieke modellering van hydro- en sedimentdynamica' (bouwsteen 1) biedt een solide basis om de lokale dynamiek in het gebied volledig te begrijpen en levert belangrijke randvoorwaarden voor het ontwerp en de bouw van de golfbrekers. Het is de noodzakelijke voorwaarde voor bouwsteen 2, 'Planning, ontwerp en bouw van geschikte golfbrekers', die de selectie van geschikte locaties voor de bouw van T-keringen omvat. De eerste twee bouwstenen dragen dus bij aan sedimentaanwas waar dat gewenst is en natuurlijk mangroveherstel. Bouwsteen 3 'Breekwaterbewaking en onderhoud' zorgt voor een goede werking van de infrastructuurcomponent zelf, en bouwsteen 4 'Mangrovebescherming en -aanplant' maakt de oplossing compleet door de natuurlijke mangroveregeneratie te beschermen en, indien nodig, aanvullende aanplant van geschikte soorten. Het creëren van bewustzijn en eigenaarschap door alle belanghebbenden erbij te betrekken is niet alleen cruciaal voor het succes van elke bouwsteen, maar ook voor de duurzaamheid van de oplossing op de lange termijn.

Bouwstenen
Numerieke modellering van hydro- en sedimentdynamica

Dit hulpmiddel dient om de natuurlijke krachten die de kustlijn vormen te begrijpen en te projecteren om de optimale plaatsing en het ontwerp van golfbrekers te plannen: Beschikbare en veldgegevens gebruiken (voor alle seizoenen) over bathymetrie (diepteprofielen), golfhoogte, -richting en -periode; getijdenregime en -stromingen; sedimentsamenstelling (zeebodem en zwevend) en windpatronen, om numerieke modellen te kalibreren en te valideren. De resultaten van golfklimaat, getijdenregime, sedimenttransport en bathymetrie in kaart brengen. Geprojecteerde hydro- en sedimentdynamische omstandigheden gebruiken om de haalbaarheid, het beste ontwerp en de plaatsing van golfbrekers te bepalen.

Sleutelfactoren
  • Kusten gedomineerd door modderige sedimenten (fijn zand, slib, klei).
  • Een relatief ondiepe kust met weinig helling in het bathymetrische profiel.
  • Voldoende aanvoer van zwevend sediment.
  • Mogelijkheid om T-fences te gebruiken om de oorspronkelijke kustlijn te herstellen tussen bestaande landtongen met mangrovebossen.
  • Historische gegevens over het voorkomen van mangroves in het gebied om de haalbaarheid van natuurlijke regeneratie van mangroves of herstel van mangroves te beoordelen.
Geleerde les

Kennis van kustengineering, gespecialiseerde software en facilitering bleken noodzakelijk. De betrokkenheid van lokale technische afdelingen en verantwoordelijke autoriteiten en goede informatie zijn nodig om betrokkenheid en steun op de lange termijn te garanderen. Er moet rekening worden gehouden met de prioritering van locaties door lokale autoriteiten of vanwege sociaaleconomische waarden die verband houden met het gebruik van het achterland. Relevante autoriteiten en partners moeten ervan bewust worden gemaakt dat de resultaten van numerieke modellering waardevol kunnen zijn voor andere maatregelen die in het gebied gepland zijn. Dit kan de efficiëntie verhogen en waardevolle synergieën creëren.

Planning en bouw van golfbrekers

Fysieke modellen bepalen het optimale ontwerp van de echte golfbrekers. De sterkte van de bamboepalen werd getest tijdens veldtesten van de hekken. Informatie over de duurzaamheid van bamboe is afgeleid van ervaringen met het gebruik van bamboe in Thailand. De lokale bevolking wordt geïnformeerd over en betrokken bij de geplande activiteit. Met technische ondersteuning bouwen lokale mensen golfbrekers, d.w.z. T-vormige hekken van natuurlijke materialen (bamboe). Doorlatende T-keringen belemmeren de aanvoer van sediment niet en creëren rustige wateromstandigheden voor de afzetting van sediment. De lange-oeverelementen breken de golven en de dwars-oeverelementen vangen sedimenten op die in de lange-oeverstromingen zweven. De openingen in de lange-oeverdelen verbeteren de sedimentinvoer in de velden die door de hekken worden gecreëerd tijdens vloed, terwijl de afvoer wordt versneld door de openingen tijdens eb, waardoor het bodemconsolidatieproces in de velden wordt versneld.

Sleutelfactoren

Een succesvol ontwerp en een succesvolle bouw zijn afhankelijk van de resultaten van numerieke modellering, waarnemingen van veranderingen in de kustlijn, gegevens over erosie en een goede uitvoering van de bouw van T-fracing en bouwtoezicht.

Om ervoor te zorgen dat de afrasteringen effectief zijn, moet aan de volgende randvoorwaarden worden voldaan:

  • Modderige omgeving; gemiddelde korrelgrootte diameter van de toplaag van de modder d50 < 0,03 mm
  • Significante golfhoogte Hs < 0,90 m
  • Gemiddelde golfperiode Tm < 8 s
  • Kleine helling van het wad < 1:1000
  • Doorvaarthoogte van de top van de constructie < 1,40 m
Geleerde les

De betrokkenheid van technische afdelingen en lokale autoriteiten en mensen bij het plannings-, ontwerp- en bouwproces was belangrijk om te zorgen voor acceptatie, steun, langetermijnbetrokkenheid en eigen inbreng. De meest effectieve manier om geërodeerde vooroevers te herstellen is het gebruik van doorlatende t-fences die rustige wateromstandigheden creëren voor sedimentafzetting en erosie verminderen. De bouw van de T-fences moet voldoen aan kwaliteitsnormen en moet goed worden begeleid. Deze kosteneffectieve aanpak is alleen haalbaar binnen een specifieke reeks randvoorwaarden (zie onderstaande grafiek). Als deze beperkende criteria slechts in geringe mate worden overschreden, moeten aanpassingen zoals het versterken van de omheining met betonnen palen worden overwogen. Als de beperkende criteria in grote mate overschreden worden, is het gebruik van T-omheiningen niet haalbaar. Andere factoren die overwogen moeten worden, zijn de locatie van de omheiningen om luwte-erosie te minimaliseren, evenals de nabijheid van de kustlijn en de duur van de onderdompelingsperiodes om schade door scheepswormen te minimaliseren. De duur van de onderdompeling en de blootstelling aan golven zijn ook van invloed op de inspanning die nodig is voor het onderhoud.

Controle en onderhoud golfbrekers

Er wordt een monitoringsysteem gebruikt om de aangroei van sediment te meten en om de toestand van de T-omheiningen te controleren. Daarnaast wordt de natuurlijke regeneratie van mangroves gecontroleerd. Tijdens het eerste jaar na de bouw moet de functionaliteit van de T-fences worden gegarandeerd door maandelijkse visuele inspecties en waar nodig onderhoud. Na een jaar moeten visuele inspecties en onderhoud ten minste na het einde van elk stormseizoen worden uitgevoerd. Daarnaast kunnen seizoensgebonden GPS-onderzoeken van de kustlijn bij eb worden gebruikt om te zien of de T-fences invloed hebben op de vorm van de kustlijn in de buurt. De natuurlijke regeneratie van mangroves wordt gedocumenteerd door soorten, grootte en dichtheid te registreren of door middel van foto's met vaste punten. Deze laatste kunnen ook worden gebruikt als een eenvoudig alternatief voor GPS-kustlijnonderzoeken.

Sleutelfactoren
  • Kennis en mankracht voor regelmatige onderzoeken (gegevensverzameling voor monitoring) en routinematige visuele bouwinspecties.
  • IJkpalen voor het registreren van verticale aanwas op verschillende transecten.
  • Vaste puntfoto's zijn een gemakkelijk te gebruiken hulpmiddel om mangroveregeneratie en veranderingen in de kustlijn te monitoren.
  • Metingen van sedimentconsolidatie (modderdichtheid).
  • GPS-meetapparatuur en knowhow voor toezicht op lange termijn.
Geleerde les

Een gestandaardiseerd monitoringsysteem voor de conditie van golfbrekers, aangroei van sedimenten en natuurlijke regeneratie van mangroves is cruciaal voor het meten van het langetermijnsucces van T-fences. De behoefte aan onderhouds- en reparatiewerkzaamheden kan per locatie aanzienlijk verschillen. Bewaking op lange termijn op basis van GPS-onderzoek moet zich ook uitstrekken tot aangrenzende gebieden om mogelijke negatieve neveneffecten van T-afrasteringen (erosie door neerwaartse stroming) te ontdekken. Het is belangrijk om te beseffen dat zodra de uiterwaarden hersteld zijn en er een geschikte mangrovebedekking is, er mangrovebeschermingsmaatregelen moeten worden geïmplementeerd om de duurzaamheid van de kustbescherming te garanderen. Zodra het mangrovebos zich volledig heeft gevestigd, is de golfbrekerconstructie niet langer nodig. Dit proces kan enkele jaren duren.

Mangrovebescherming en -aanplant

Bamboe T-omheiningen worden gebruikt om geërodeerde uiterwaarden en de fijne sedimentbalans te herstellen als voorwaarde voor natuurlijke regeneratie van mangrovebossen - deze laatste zullen dan deel uitmaken van een effectieve kustbeschermingsstrategie voor het gebied. Na succesvol herstel van locaties die geschikt zijn voor mangrovegroei, zal natuurlijke regeneratie van mangroven plaatsvinden. Het is echter essentieel dat de mangroven worden beschermd tegen menselijke invloeden, anders zal de cyclus van degradatie/vernietiging en duur herstel ononderbroken doorgaan (zie illustratie onder "Hoe werken de bouwstenen samen in de oplossing?"). Dit kan het best worden bereikt door de lokale bevolking te betrekken bij effectieve bescherming en beheer van mangroves door middel van co-beheer. Zie voor meer informatie de oplossing "Medebeheer (gedeeld bestuur) van natuurlijke hulpbronnen in het kustgebied". Als de natuurlijke regeneratiesnelheid onvoldoende is, kan aanvullende aanplant van mangroves nodig zijn. In dergelijke gevallen moeten de juiste soorten op het juiste moment op de juiste locaties worden geplant.

Sleutelfactoren

- Beleidsmakers begrijpen kustprocessen en mangrove-ecologie. - Alle belanghebbenden zijn bereid om deel te nemen aan gedeeld bestuur (medebeheer) van mangroves.

Geleerde les

Medebeheer, of gedeeld bestuur, is een aanpak voor duurzame en effectieve bescherming en beheer van mangroves. Het voorziet ook in levensonderhoud voor de lokale bevolking en draagt bij aan een beter beheer van natuurlijke hulpbronnen. De resultaten van de fotomonitoring op vaste punten van de kust van de provincie Soc Trang (Vietnam) van november 2012 tot januari 2015 tonen duidelijk de impact van T-fences op sedimentatie en, als gevolg daarvan, op de natuurlijke regeneratie van mangroves. Mangrovebosbouwers moeten een goed begrip hebben van de ecologie van mangroves en van kustprocessen en morfodynamica. De meest effectieve manier om mangroven te planten is leren van de natuur, d.w.z. nabootsen hoe de natuur plant, welke soorten de natuur plant en de manier waarop de natuur een soortzonering creëert. Deze zonering leidt tot optimale kustbescherming door golfdemping door bovengrondse wortelstructuren samen met bodemstabilisatie door ondergrondse wortelstructuren (zie illustratie in "Hoe werken de bouwstenen samen in de oplossing?").

Invloeden

Technisch gezien is de oplossing effectief voor bescherming tegen overstromingen, stormvloeden en erosie, en het vergroten van de biodiversiteit en de beschikbaarheid van ecosysteemdiensten door herstel van uiterwaarden als voorwaarde voor mangroveherstel in gebieden waar de uiterwaarden zijn geërodeerd. Mangroven bieden een kraamkamer, voedsel en beschutting voor veel aquatische soorten. Ze zijn zeer productief en wereldwijd is tot 80% van de kustvisserij direct of indirect afhankelijk van mangroven. De waarde van mangroven wordt geschat op US$ 2.000 - US$ 9.990 per hectare per jaar en behoren daarmee tot de economisch waardevolste ecosystemen. Mangroven leggen tot 5 keer meer koolstof vast dan tropische regenwouden. Financieel gezien zijn de directe kosten voor dijkonderhoud en -reparatie drastisch verlaagd. De sociaaleconomische gevolgen zijn veiligheid voor de mensen die direct achter de dijk wonen, het veiligstellen van hun levensonderhoud door het verbeteren van kleinschalige visserij en aquacultuur.

Begunstigden

De mensen die achter zeedijken en in overstromingsgevoelige gebieden wonen, vissers en aquacultuurboeren.

Verhaal

Mevrouw Sà Vọng woont al zolang ze zich kan herinneren in de buurt van Nopol aan de kust van de provincie Soc Trang. Haar familie had een goed leven door brandhout te verzamelen, vis te vangen, mosselen en kokkels te verzamelen in het mangrovebos en op het wad om het inkomen van haar kleine visvijver aan te vullen. Veel mensen gebruikten de weg naast haar huis om toegang te krijgen tot het mangrovebos net voorbij de aarden dijk die 20 jaar geleden werd gebouwd na een grote storm. Na verloop van tijd werd het kleine pad dat zo door de mangroven ontstond om toegang te krijgen tot het wad met zijn overvloed aan aquatische hulpbronnen zoals grondels, kokkels en jonge krabben breder en kon het gebruikt worden door kleine vissersboten. Deze ontwikkeling leidde tot erosie. Na verloop van tijd vernietigde dit een 100 m lang stuk mangrovebos voor de dijk. Als gevolg hiervan zag mevrouw Sà Vọng dat tijdens het stormseizoen en bij hoge getijden de golven vaak over de dijk heen sloegen en het zoute water haar kleine moestuin en haar huis overspoelde. Toen de dijk dreigde te breken, gaven de lokale autoriteiten veel geld uit om de dijk te verhogen en de voorkant te verstevigen met schanskorven en Melaleucapalen. Na de meeste springvloeden moest de dijk weer gerepareerd worden, zoals te zien is op de foto van Vinh Tan (bij Nopol). Het GIZ-project, Management of Natural Resources in the Coastal Zone of Soc Trang Province, werd gevraagd om de lokale autoriteiten te helpen bij het vinden van betere oplossingen. Om de levensvatbaarheid op lange termijn te garanderen, paste het project een ecosysteemgerichte aanpak toe om geërodeerde uiterwaarden te herstellen door middel van T-vormige bamboehekken als voorwaarde voor de daaropvolgende natuurlijke regeneratie van mangroves. In mei 2012 begon de bouw van de T-omheiningen. Al tijdens de bouw vertelde mevrouw Sà Vọng de projectmedewerkers dat ze erg blij was omdat de golven de dijk niet meer bereikten en haar huis niet meer blootstond aan overstromingen of harde wind. Slechts een jaar na de bouw had zich veel sediment opgehoopt achter de T-afsluitingen en begon het te consolideren zodat de mangroven weer konden verschijnen. Op een nabijgelegen plek met T-fences kwamen Avicennia zaailingen voor die pas 9 maanden na voltooiing van de T-fences goed groeiden. Dit is een duidelijke aanwijzing dat de omheiningen opnieuw omstandigheden hebben gecreëerd die geschikt zijn voor de groei van mangroven.

In contact komen met medewerkers
Andere medewerkers
Dr. Klaus Schmitt
Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH
Dr. Stefan A. Groenewold
Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH