Hoe zou de Maas er vandaag uitzien als onze voorouders de afgelopen eeuwen niet hadden ingegrepen? Dat beeld zou er voor het Nederlandse deel van de Maas heel anders uitzien.
Stroomopwaarts, van de monding in Frankrijk tot aan Luik zou de rivier op dezelfde plek in het landschap stromen als nu. De rivier ligt hier vast in haar eigen dal en op een tijdschaal van honderden jaren – de tijdschaal waarop menselijke ingrepen invloed hebben gehad op de rivier – zou hier geen verandering in zijn gekomen.
Stroomafwaarts zou de rivier – in het traject Gemeenschappelijke Maas – min of meer hetzelfde karakter van de grindrivier hebben dat we daar ook nu nog zien om verder stroomafwaarts geleidelijk over te gaan in een rivier met een hoofdzakelijk zandige bedding. De meanderende rivier zou af en toe, met een tussentijd van tientallen tot honderden jaren, een bocht afsnijden of door zijn oevers breken en zo haar loop in het landschap verleggen.
Bovenstrooms diep ingesneden in het landschap
In het noordoosten van Frankrijk is het stroomgebied van de Maas – vanaf haar bron op het plateau van Langres tot aan Verdun – opvallend smal. Twee bergruggen van hard gesteente aan weerszijden houden de rivier hier op haar plaats. Verder stroomafwaarts – in de Ardennen – heeft de rivier zich diep ingesneden terwijl het oude gebergte, waar de Maas doorstroomt, omhoogkwam. In Limburg leidde deze insnijding in combinatie met het geleidelijk verleggen van de loop van de rivier naar het westen tot het ontstaan van een reeks Maasterrassen op verschillende hoogten in het landschap. Deze terrassen zijn een herinnering aan de ligging van de rivier op een andere plek in het landschap waarbij dat omringende landschap van destijds sindsdien omhoog is gekomen. De terrassen liggen tot 150 meter hoger dan de huidige rivier; het oudste Maasterras ligt het hoogst. Er zijn 31 terrassen teruggevonden, met een leeftijd variërend van 700.000 tot enkele tienduizenden jaren oud.
Grindrivier in het zuiden van het land
In de zuidelijke helft van Limburg, van Borgharen tot Thorn, zou de Maas er zonder menselijk ingrepen anders uit hebben gezien dan nu. Dit is het natuurlijkste deel van de Maas in Nederland. Het water stroomt hier, zonder stuwen, vrij af. Maar de mens heeft door de eeuwen heen wel zijn stempel op de rivier gedrukt. Zonder menselijke invloeden, de dijken en damwanden aan de Vlaamse en de bestortingen aan de Nederlandse kant van de rivier, zouden de oevers vrij kunnen eroderen. De bedding van de rivier zou minder laag liggen dan de ingesneden bedding van nu, en de weerden (uiterwaarden) minder hoog dan de opgeslibde weerden van nu. Over een rivierbedding van grind en zand zouden, net als nu, versnellingen en vertragingen van het afstromende rivierwater elkaar voortdurend afwisselen. Zonder stuwen in de rivier, bij Borgharen en op veel locaties stroomopwaarts, zou de variatie van lage en hoge afvoeren, en dus van waterdieptes en stroomsnelheden, wel anders zijn dan nu. Daardoor zou de variatie in de grootte van zand- en grindtransporten, en daarmee de morfodynamiek, groter zijn dan nu.
Meanderend naar zee
In de noordelijke helft van Limburg zou de rivier veranderen van een grind- in een zandrivier. De rivier zou haar loop daar nog niet vrij kunnen kiezen. Breuklijnen in de aardkorst markeren daar omhoog gedrukte delen, de horsten, en ingezakte delen, de slenken, die de ligging van de Maas daar bepalen. De laaggelegen Roerdalslenk en Venloslenk waren de sedimentatiezones voor het grove sediment uit de Ardennen, waardoor de dikke grind- en zandpakketten daar steeds dikker werden.
Pas in het noorden van Limburg raakt de rivier bevrijdt van deze breuklijnen. Zonder menselijk ingrijpen zou de rivier haar loop hier van tijd tot tijd blijven verleggen en zo vervolgens steeds via andere routes naar zee stromen.
Samenvloeiing met de Rijn
Benedenstrooms zou de samenvloeiing van Rijn- en Maaswater er anders uit hebben gezien dan nu, zonder de afdammingen van de Maas tussen 1273 en 1904. De dynamiek van zand- en grindtransport zou veel groter zijn dan nu, het zomerbed zou hoger en de uiterwaarden zouden lager liggen dan nu, waardoor er meer uitwisseling van water en sediment zou zijn tussen de rivier en haar winterbed. Er zouden ook meer verbindingen zijn tussen de Rijn en de Maas.
Menselijk ingrijpen in Nederland heeft het afvoerregime van de Maas veel sterker veranderd dan dat van de Rijn. Dat is vooral het gevolg van de aanleg van 7 stuwen en sluizen, enkele kanalen die een deel van de afvoer van de Maas krijgen, en de ingrepen die zorgen voor een scheiding van de afvoer van de Rijn en de Maas in de benedenlopen tot aan hun samenvloeiing bij Rotterdam. Met name de aanleg van de stuwen heeft het sedimenttransport en de morfodynamiek sterk veranderd.
De Maas is een regenrivier. Regen in de Ardennen kan een dag later al tot een afvoerpiek in de Maas in Limburg leiden. Als het lange tijd niet regent, voert de Maas soms bijna geen water af. De Maas heeft dan ook een grillig afvoerpatroon en de verschillen tussen hoge en lage afvoeren zijn groot. Bij Luik is het verschil tussen de laagst en hoogst gemeten afvoer een factor 150; voor de Rijn is die factor ‘slechts’ 20. Vijf tot tien dagen per jaar zijn de stuwen gestreken. Dat gebeurt voor de stuwen in Nederland vanaf een afvoer van 1100 m3/s (voor de stuw bij Belfeld) tot 1700 m3/s (bij Lith en Borgharen).
Het zomerbed van de Maas is de afgelopen eeuw gemiddeld één tot drie meter gedaald, vooral door menselijke ingrepen in het systeem. Enerzijds namen door rivierversmallingen en bochtafsnijdingen de stroomsnelheden in de rivier toe. Anderzijds nam de sedimentaanvoer van bovenstrooms af, door het bezinken van sediment achter de stuwen in Wallonië en Nederland en in diepe plassen en zomerbedverdiepingen, en door het vastleggen van oevers in steen. De hogere stroomsnelheden leiden tot meer erosie van de bedding die niet of nauwelijks door sedimentatie gecompenseerd wordt als gevolg van het haperende sedimentaanbod. Ook is in de afgelopen eeuw jaarlijks honderdduizenden kubieke meters zand en grind uit de rivier gehaald, waardoor de rivierbedding daalde en bovendien de erosie van de bedding toenam omdat bij de grindwinning de pleisterlaag doorbroken werd.
Een gestuwde rivier vanaf Frankrijk tot in Nederland
De oorspronkelijke overstromingsvlakte van de Franse Maas, van vóór het vestigen van mensen in dit gebied, is tot op de dag van vandaag grotendeels bewaard gebleven. De verandering van bos in cultuurgrond heeft het karakter van de rivier niet noemenswaardig veranderd, maar in de rivier zelf zijn wel ingrepen gepleegd die de stroming van het water en de rivierloop hebben beïnvloed. Het verval van de rivier is gereguleerd met lage stuwdammen over de hele breedte van de rivier die door schepen worden omzeild door aangelegde aftakkingen met sluizen. Meanderbochten zijn afgesloten en delen van de rivier zijn gekanaliseerd waardoor onder meer een verbinding voor de scheepvaart naar Parijs tot stand is gebracht.
In de Maas in België zijn op 14 locaties tussen de Franse en de Nederlandse grens stuwen in de rivier gebouwd, met daarnaast sluizen voor de scheepvaart. Hierdoor is de Maas in dit traject in de loop der tijd veranderd van een natuurlijke in een sterk gekanaliseerde rivier. Bij Luik takt het Albertkanaal af van de Maas, waardoor de havens van Luik en Antwerpen met elkaar verbonden zijn. Ook in Nederland takken kanalen af van de Maas, waaronder de Zuid-Willemsvaart tussen Maastricht en Den Bosch, en het Julianakanaal tussen Maastricht en Maasbracht. Deze kanalen voeren een deel van het Maaswater af.
Ook in Nederland is een deel van de Maas gestuwd. Voor de scheepvaart zijn tussen 1915 en 1942 op 7 locaties stuwen en sluizen gebouwd.
Gemeenschappelijke Maas en haar bypass
De Gemeenschappelijke Maas vormt de grens tussen Vlaanderen en Nederland. Beide landen werken intensief samen aan het beheer van deze rivier. Het Julianakanaal tussen Maastricht en Maasbracht loopt parallel aan de Gemeenschappelijke Maas. Dankzij dit kanaal is er voor de scheepvaart een verbinding over de Maas tussen Frankrijk, België en Nederland, terwijl het natuurlijke karakter van de Gemeenschappelijke Maas min of meer onaangetast is. ‘Min of meer’, want door het gestuwde karakter van de Maas in België tot en met de stuw bij Borgharen is het afvoerverloop door de Gemeenschappelijke Maas niet natuurlijk meer, en dit heeft invloed op de variatie in de grootte van zand- en grindtransporten, en daarmee op de morfodynamiek van de rivier. Maar bij hoge afvoeren van de Maas is de Gemeenschappelijke Maas nog steeds een vrij stromende, natuurlijke rivier met alle dynamiek die daarbij hoort. Er zijn stroomversnellingen, grindbanken en brede overstromingsvlakten. Bij zeer lage afvoer staat het water hier op sommige plaatsen vrijwel stil, terwijl het bij hoge afvoeren een snelheid van meer dan 5 m/s kan bereiken. Aan de Vlaamse zijde is de Gemeenschappelijke Maas geheel bedijkt maar aan de Nederlandse zijde liggen er alleen dijken rond de woonkernen.
Plassenmaas en Zandmaas
Het traject van Thorn tot Roermond wordt de Plassenmaas genoemd. Hier stroomt de Maas door de Roerdalslenk. Vanaf dit punt heeft de rivierbedding een aanmerkelijk flauwer verhang. Als gevolg van de tektonische bodemdaling in deze slenk heeft de Maas hier in het verleden dikke pakketten grof zand en grind afgezet, waarvan een deel in de jaren vijftig van de vorige eeuw is afgegraven waarna grote plassen in het landschap achterbleven. De beroepsscheepvaart volgt het Lateraalkanaal. Er staan twee stuwen in dit traject. Ook hier beperkt de bedijking zich tot dijken rond de woonkernen.
Dit laatste is ook het geval voor de Zandmaas, die van Roermond tot Cuijk stroomt. Tot tientallen meters boven de rivier liggen hier oude rivierterrassen. Ook hier liggen lokaal, waar de Maas door de Venloslenk loopt, dikke pakketten grind in de ondergrond. Er staan twee stuwen in dit traject.
Bedijkte maas
Een groot deel van de Nederlandse Maas is niet bedijkt, al liggen er wel kaden rond woonkernen. Pas vanaf Cuijk tot de benedenstroomse monding is de Maas bedijkt. Ook in het bedijkte traject staan nog twee stuwen, bij Grave en Lith. Het sediment van de rivierbedding is hier overwegend zandig. De bedijking heeft er hier in de afgelopen eeuwen voor gezorgd dat het sediment op een relatief beperkt areaal winterbed is afgezet. De uiterwaarden zijn hierdoor erg hoog komen te liggen waardoor de uitwisseling van water en sediment tussen zomer- en winterbed nog slechts bij zeer hoge afvoeren plaatsvindt.
Getijdenmaas
De stuw bij Lith is de meest benedenstroomse stuw in de Maas. Vanaf dat punt stroomt de rivier vrij af naar het mondingsgebied. In het laatste deel van de Getijdenmaas volgt de rivier een gegraven traject (de Bergsche Maas, voltooid in 1904). Met dit gegraven traject werd de afvoer van de Maas hersteld die was verstoord door de afdamming van de benedenloop van de Maas in 1273. Na die afdamming traden geregeld problemen op met de afvoer van Maaswater. In het benedenstroomse gedeelte zijn in de afgelopen eeuwen meerdere ingrepen geweest die de afvoer van de rivier veranderd hebben. Zo werd een verbinding tussen de Maas en de Boven-Merwede (het verlengde van de Waal) afgedamd toen de Bergsche Maas voltooid was. Die verbinding had sinds 1273 een belangrijke rol vervuld in de afvoer van het Maaswater via de Boven-Merwede langs Dordrecht naar zee. De Getijdenmaas is geheel bedijkt en gaat over in de Amer. Het water van de Maas stroomt voornamelijk via het Hollands Diep en Haringvliet naar zee.
Ingrepen in het verleden hebben de morfologische dynamiek van de Maas in grote mate veranderd. Die ingrepen, met name de bouw van stuwen in de Nederlandse Maas en stroomopwaarts in België en Frankrijk, zullen ook de toekomstige morfologische dynamiek van de Maas blijven bepalen. Ook klimaatverandering zal invloed hebben, door hogere piekafvoeren en langere periodes van lage rivierafvoeren. Maar ook in de verandering van het afvoerregime zal er, bij de lagere afvoeren, een effect zijn van het beheer van de stuwen. Zeespiegelstijging zal invloed hebben op de rivierstroming en op veranderingen van de bedding in de deltagedeelten en verder stroomopwaarts.
Rijkswaterstaat (Nederland) heeft het onderzoeksprogramma Rivers2Morrow opgezet om zich te richten op de waarschijnlijke gevolgen van menselijke ingrepen en klimaatverandering voor het sedimenttransport en de morfologie van de Rijn en Maas in Nederland in de loop van deze eeuw. Voor de Maas richt dit onderzoeksprogramma zich ook op maatregelen die in de komende jaren, in het kader van de Kaderrichtlijn Water, worden uitgevoerd om de ecologische kwaliteit van de rivier te verbeteren. Deze maatregelen zijn ingrepen in de riviermorfologie die meer habitat opleveren voor vissoorten die nu onder druk staan.
Morfologische dynamiek van gestuwde rivieren: case study van de Maas
We kunnen duurzame riviermaatregelen beter plannen als we meer weten van de sedimentbalans van de Maas en als we de ontwikkeling van het sedimenttransport en de riviermorfologie tot in de volgende eeuw kunnen modelleren.
De meeste rivieren krijgen minder sediment van bovenstrooms aangevoerd dan de stroming in de rivier kan transporteren. Samen met andere oorzaken, zoals het rechttrekken, versmallen en baggeren van rivieren, leidt dit tot voortdurende erosie van de rivierbedding. Om de problemen die deze erosie veroorzaakt te beperken, is meer kennis vereist van de sedimentbalans van de rivier en van de effecten van maatregelen op de lange termijn. Dit onderzoeksproject brengt de sedimentbalans van de Maas over de afgelopen 25 jaar in beeld en richt zich op het modelleren van het sedimenttransport en van morfologische veranderingen met analytische technieken. Dankzij de resultaten van deze analytische modellering kunnen wij het sedimenttransport en de morfologische dynamiek van rivieren in eenvoudigere vergelijkingen formuleren. Daarmee kunnen wij snellere numerieke morfologische modellen gebruiken voor lange termijn simulaties.
Deze numerieke modellen zijn nodig om te verkennen wat de gevolgen kunnen zijn van maatregelen in het verleden en in de toekomst voor de ontwikkeling van de rivierbodem en de waterstanden. Omdat morfologische veranderingen over het algemeen traag verlopen, zijn simulaties nodig van de ontwikkeling van de rivierbodem tot in de volgende eeuw opdat we geen spijt krijgen van de ingrepen die we nu in de rivier plegen. Daarbij is het essentieel dat we ook onzekerheden in deze simulaties meenemen.
Hydrodynamiek, morfodynamiek en ecologie in de Gemeenschappelijke Maas
De sedimentsamenstelling van de bedding van de Gemeenschappelijke Maas heeft invloed op de aquatische gemeenschappen in de rivier. Deze samenstelling wordt sterk beïnvloed door stuwen in het stroomgebied van de rivier, door rivierverruimingsprojecten, en door de winning van grind. Niet alleen veranderen de onderlinge bijdragen van zand en grind aan de bedding, bijvoorbeeld door het doorbreken van een pleisterlaag bij hoogwater. Ook bezinkt er periodiek slib op het zomerbed van de rivier, waardoor de eigenschappen van de bedding die relevant zijn voor organismen – zoals de poriënruimte en doorstroombaarheid van het beddingmateriaal – veranderen. Deze veranderingen kunnen, bijvoorbeeld, het zuurstofgehalte in de bedding verlagen waardoor de habitatgeschiktheid voor organismen vermindert.
Het onderzoek richt zich op de aquatische ecologie met een verdieping op de invloed van de morfodynamiek. Twee promovendi werken hieraan. Zij onderzoeken de eigenschappen van de bedding en de factoren die daar invloed op hebben, en hoe deze eigenschappen beperkend kunnen zijn voor de ontwikkeling van een gunstige staat van de aquatische macroinvertebraten gemeenschap. Daarbij staat de invloed centraal van menselijk handelen en autonome ontwikkelingen op de leefomgeving en het voorkomen van diersoorten die van de eigenschappen van de rivierbedding afhankelijk zijn. De invloed van de morfodynamiek in dit onderzoek betreft de ruimtelijke en temporele variatie in de samenstelling van het beddingsediment en de factoren die deze variatie (mede) bepalen. Het onderzoek hiernaar moet duidelijk maken hoe de verstoorde morfologische dynamiek en beheermaatregelen, via de eigenschappen van de bedding, de habitatkwaliteit voor natuur in de Gemeenschappelijke Maas beïnvloeden.
Met de resultaten van dit onderzoek krijgt de rivierbeheerder grip op de factoren die het meest beperkend zijn voor het voorkomen van aquatische gemeenschappen in de rivier. Daarmee kan de rivierbeheerder – op de lange termijn – sturen op het verminderen of wegnemen van die belemmeringen, bijvoorbeeld via het ontwerp van grindsuppleties of het bijsturen van de dynamiek van de water- en sedimentbeweging.
Last modified: 27/12/2023