Scriptie: De getijdenstroming in mangrovebossen modelleren met 3Di
- Partners
- Universiteit Twente
- Onderzoeker
- Berend ten Booij
Mangrovebossen zijn unieke ecosystemen in tropische regio’s. Mangroven groeien in intergetijdegebieden waar ze een habitat vormen voor tal van dieren. Gedurende een getij staan de bomen afwisselend droog of onder water en vormen zo de overgang van zee naar land. Door hun unieke positie vormen ze ook een natuurlijke kustbescherming door inkomende golven te breken en hun energie te verminderen. Op deze manier dragen mangrovebossen bij aan de beperking van kusterosie. Ook zijn mangrovenbossen in staat om sediment vast te houden om zodoende de kustlijn te stabiliseren. Dit afstudeeronderzoek van Berend te Booij voor zijn master aan de Universiteit Twente helpt de complexiteit van een mangrove ecosysteem inzichtelijk te maken. Het onderzoek richt zich op hoe modelleertechnieken het best toegepast kunnen worden om de grote variatie in vegetatie van een mangrovebos goed mee te nemen in een hydrodynamisch model. Hiervoor is een case study gedaan voor het mangrove gebied Lac Bay op Bonaire.
De uitdaging
Mangrovebossen zijn soms onherbergzame, dichtbegroeide gebieden waar het moeilijk is om metingen te verrichten om inzicht te krijgen in de hydrodynamische processen. Ook in Lac Bay zijn daarom geringe meetcampagnes uitgevoerd en de uitgevoerde campagnes geven beperkt inzicht in de hydrodynamica. Het valideren van modelsimulaties wordt daarmee ook ingewikkelder. Het inzicht verkrijgen in de hydrodynamica van het mangrovebos met beperkte metingen en aanvullen met hydrodynamische simulaties is een complexe puzzel.
Onze oplossing
Om dit probleem aan te pakken combineert dit onderzoek veldmetingen met geavanceerde numerieke modelleringstechnieken. Eerdere metingen van waterhoogtes en stromingen in de getijdenkreken en vegetatiekenmerken zijn gebruikt. Stromingsmetingen binnen het mangrovebos zelf ontbreken. Dit onderzoek vult het tekort aan kennis op met hydrodynamische simulaties, waardoor we een beter beeld krijgen van hoe het mangrovebos de getijden beïnvloedt. Drie methodes zijn toegepast om de vegetatie mee te nemen in de hydrodynamische berekeningen, namelijk:
- Verhoogde bodemruwheid
- Baptist-methode waarbij de verticale invloed van wortels op de drag wordt meegenomen
- Poreuze laag-methode modelleert stroming door dichte wortelnetwerken middels een diffusievergelijking.
De resultaten van de simulaties lieten zien dat vegetatie in mangrovegebieden een cruciale invloed heeft op de getijdenpatronen, vooral in de dichte wortelgebieden van het bos. Hoewel het hybride model goed presteerde, lieten de simulaties tijdens laag water nog enkele discrepanties zien, mogelijk door factoren als verdamping die nog niet volledig in de modellen zijn opgenomen. Deze variabelen, naast de invloed van het kreekprofiel op de waterstromen, zijn essentieel voor toekomstige modelverbeteringen.
Het resultaat
Dit onderzoek toont het belang aan van een gedetailleerde, multi-methodologische benadering om complexe ecosystemen als de mangroven van Lac Bay te modelleren. Het gecombineerde gebruik van de vegetatiemethodes in het model, afgestemd op de specifieke eigenschappen van rode en zwarte mangroves, bleek het meest effectief in het simuleren van getijuitwisseling en waterniveaus. Dit model biedt waardevolle inzichten voor natuurbeheerders en ecologen die de gezondheid en veerkracht van mangrove-ecosystemen willen verbeteren en kan worden ingezet om effectieve beheerstrategieën te ontwikkelen voor een duurzaam herstel van de mangroven in Lac Bay.
Alle cases