We hebben in toenemende mate te maken met lange droogtes en plotselinge, heftige regen. Al dat water stroomt door de verdroogde beddingen van beken en riviertjes uiteindelijk naar zee. Dat kan zo hard gaan dat er banjirs ontstaan: muren van water, modder, rotsblokken en meegesleurde bomen/auto’s/huizen. Er zijn waterbeheer systemen mogelijk waarmee droogtes “vernat”kunnen worden en stortvloeden afgeremd. Centraal hierin functioneren talloze, lage dammen in de bovenlopen van riviertjes en beken. Deze hebben een bepaald ontwerp.
Stelling: dicht na elkaar aangelegde lage dammen van modder en rotsblokken uit de bedding remmen stortvloeden af en bewaren water voor droge perioden.
De bovenlopen van rivieren en riviertjes zijn over het algemeen te vinden in dalen tussen bergen. Tientallen beekdalen en erosiegeulen komen samen in het dal van een rivier, als de takken van een boom. Door ontbossing (of verkeerde aanplanten) heeft zo’n systeem van dalen en geulen vrijwel geen opslagcapaciteit bij heftige regenval en dondert al dat water ongeremd naar beneden in toenemende hoeveelheid en snelheid. Diezelfde bovenloop kan verdrogen als regen lang uitblijft. Het is hollen of stilstaan.
Om droogte te vernatten is voorraadvorming van het beek- en rivierwater nodig. Vandaar alle stuwmeren, waar behalve wateropslag voor irrigatie en drinkwatervoorziening ook waterkracht het doel is. Dat is grootschalig, maar het kan ook kleinschalig. Stel u een droge beekbedding in een dal in bergen of heuvels voor; de hellingen zijn kaal of beplant met wijngaarden, boomgaarden, productiebossen. Stel u voor dat om de tien of twintig meter een laag dammetje in de bedding is gemaakt van rotsblokken, grind, zand en klei uit de oevers. Niet hoger dan één of twee meter, afhankelijk van de oevers. De sleutel voor een goed beheer zit in het midden: een Y-vormige doorlaat van staal of beton. De Y kan breed of smal uitwaaieren, al naar gelang de grootte van de beek en het verwachte water.
Dan: heftige regen
De hellingen kunnen geen water vasthouden, dus alle regen stroomt direct tussen wijnstokken en bomen of over de kale grond naar de bedding, die meteen volloopt. Het water verzamelt zich eerst achter de talloze dammen en begint door de Y’s te stromen. Eerst door de poot, een smalle spleet, en naarmate het water stijgt begint het door de wijder wordende opening te stromen. Als de hevige regen aanhoudt zal het water uiteindelijk over de dammen gaan stromen. Er is dan al een kralenketting van kleine stuwmeertjes ontstaan, en dat in alle beekdalen van het stroomgebied. Naarmate het water lager komt worden de bekkens groter. Na een paar uur stromen alle dammen over, maar de stroomsnelheid is nog steeds niet zodanig toegenomen dat er een stortvloed kan ontstaan. Meegesleurde stenen, modder en takken blijven achter elke dam liggen. Beneden verzamelt het water van alle beken en erosiegeulen zich in het riviertje, dat een veel geringere helling heeft dan de beken. In dit riviertje liggen ook dammen, maar grotere en zwaardere. Ook daar wordt water opgeslagen voordat de dammen overstromen. Verstandige beheerders zorgen ervoor dat de rivier in het wijdere dal droge nevengeulen heeft, die bij hoog water een deel van de watervloed voor hun rekening nemen, zodat de totale stroomsnelheid laag blijft (“Geef de rivier de ruimte!”).
En dan regent het maanden niet meer
Na de laatste regens staan alle stuwmeertjes boordevol. Het water stroomt steeds langzamer weg door de wijde openingen van de Y’s. Dat moet ook, want er kan nog een stortbui volgen en de stuwmeren hebben dan opslagcapaciteit nodig. Na de laatste regen stromen de stuwmeertjes steeds verder leeg, tot de spleet. Daar komt nog maar een beetje water door; dat kan weken duren. Intussen zakt er ook water in de bodem: het grondwater wordt aangevuld. Als het waterpeil de onderkant van de stroomspleet heeft bereikt, staat er nog wat water in het stuwmeertje. Dat blijft wegzakken in de bodem totdat het meertje droog valt.
Slimme boeren
In veel gebieden met lange, droge zomers leggen boeren waterreservoirs aan voor irrigatie, te vullen vanuit hoger gelegen stuwmeren als er veel water is. Er komt geen pomp aan te pas. In een stroomgebied met waterbeheer kunnen de plaatselijke boeren hun tanks vullen als het stortregent. Als er geen landbouw is zo hoog op de hellingen kan bijvoorbeeld wel bosbouw plaats vinden, waarbij nieuwe aanplant een tijdlang water kan krijgen uit hoog gelegen stuwmeertjes.
Waterkracht
Waar ruimte is voor grotere stuwmeren (1-10 ha) kunnen hogere dammen (4-6 m) gelegd worden met waterturbines voor stroomopwekking. Ook deze dammen hebben overstorten voor plotseling verhoogde wateraanvoer nodig, alsmede de mogelijkheid water vast te houden voor droge perioden.
Wadi’s
In woestijnachtige gebieden zijn wadi’s: droge beddingen waardoor bij regen (die altijd hevig is alsie er is) woeste waterstromen doodlopen in de woestijn of de zee. Hier kan hetzelfde waterbeheer plaatsvinden. Door veel, niet te hoge dammen achter elkaar aan te leggen wordt veel water vastgehouden en de stroomsnelheid verlaagd. Als er eenmaal water blijft staan, zal dat de grondwaterstand ter plaatse verhogen. Wellicht is er dan agro-bosbouw mogelijk: bomen en landbouwgewassen in hun schaduw.
Drie soorten dam
- Voor het beheer van een stroomgebied in bergachtig/heuvelachtig gebied zijn drie typen dam ontworpen: in de bovenlopen van beekjes en erosiegeulen dammetjes van rotsblokken die met elkaar een soort trap vormen, soms maar 1-2 m van elkaar.
- Verder naar beneden in de dalen en geulen waar vele waterloopjes zich verenigen, zijn hogere dammen voorzien (tot 2 m). Deze zullen vaak een verankering nodig hebben van bijvoorbeeld in de rotsbodem vast gemetselde staken van spoorrails (staal dat niet doorroest). In elke dam behoort een overstort in de vorm van een Y. Onderlinge afstand, afhankelijk van verval, 10-50 m.
- De rivier in het dal kan op veel plaatsen enkele meters opgestuwd worden door zware dammen, voorzien van regelbare overstorten, vistrappen en een waterturbine voor stroomopwekking. Onderlinge afstand afhankelijk van verval en topografie.
Aanleg
- Dammetjes van type 1 zijn voorzien in de ruige en steile hellingen vlak onder de kammen en toppen van bergen en heuvels. Ze kunnen aangelegd worden met behulp van graafmachines die, in plaats van wielen of rupsbanden, vier poten hebben (waarbij de graafarm als vijfde poot fungeert bij het “lopen”). Deze machines kunnen steile hellingen beklimmen en daar werken. In beekdalletjes en erosiegeulen kunnen ze achteruit werkend van rotsblokken in de bedding dammetjes leggen. Deze hoeven niet hoog, maar wel zwaar te zijn zodat ze bij hevige regenval niet wegspoelen maar waterstromen afremmen en gedeeltelijk vasthouden.
- Dammen van type 2 zullen meestal met rupsgraafmachines gebouwd kunnen worden op relatief vlakke stukken rotsbodem. Die moet eerst geëgaliseerd worden, bv met behulp van gemetselde rotsblokken. Hierop kan een damskelet opgericht worden van in metaalnetten verpakte rotsstenen met in het midden een overstort van staal met Y-vormige doorlaat en een vlakke hellingbaan voor het afstromende water. Het geheel kan verzwaard worden met stenen, zand en klei uit de bedding.
- Voor het bouwen van grotere dammen in rivieren in wijde dalen zijn topografie en eigendomsverhoudingen vaak bepalend. Ook deze dammen kunnen opgebouwd worden van in gaas verpakte stenen, verzwaard en verbreed met rotsblokken, zand, grind en klei uit de bedding. Y-vormige doorlaten, sluizen en een turbine maken deel uit van het geheel.
Onderhoud
Na zeer zware regenval zullen meestal dammetjes en dammen beschadigd of helemaal weggespoeld zijn. Snelle reparatie is geboden, want een noodweer kan gevolgd worden door een tweede. Indien weerberichten daartoe aanleiding geven is het aan te bevelen de sluizen in de stuwen in de rivier beneden in het dal open te zetten, zodat er snel nieuwe opvangcapaciteit beschikbaar komt. Het verdiend aanbeveling om de sluizen op afstand bedienbaar te maken, geregeld vanuit een centraal controlecentrum.