- Dutch version of this article to be found below - 

Satellite measurements
For his research, Grandjean linked decades of satellite measurements of tidal areas around the world with data on the turbidity of the water, which is also measured by satellites. Importantly, Grandjean has established a lower limit for the necessary turbidity of the water in deltas worldwide. A very clear relationship emerged in the long term: intertidal areas only grow when the water is turbid enough. "After all, turbid water means more sand and silt particles in the water, which can allow the coast to grow," the researcher explains.

Vulnerable tidal flats due to human interventions
Worldwide, the turbidity of many coastal waters has been declining for decades, making the tidal flats sensitive to loss. Additionally, sea level rise requires that water has higher turbidity to continue to maintain tidal flats. The relatively low turbidity globally threatens essential areas for biodiversity and coastal safety. After all, tidal flats are important foraging areas for birds and contribute to wave attenuation.

Coastal defenses must improve
Globally, the determination of the necessary turbidity for the preservation of tidal flats by Grandjean provides an essential basis for rethinking human interventions in deltas. We need to think more carefully about the ways in which human activities affect the coast, on which we rely for our safety. These challenges are not unique to any one region but are evident globally due to extensive human modifications to natural water systems. For instance, the construction of large dams, such as the Three Gorges Dam on the Yangtze River, has significantly reduced the sediment supply downstream. This reduction is crucial for the propagation of tidal flats, leading to sediment starvation that hinders the natural rebuilding of intertidal zones, vital for coastal protection and biodiversity.

Similarly, in the Netherlands, the construction of the storm surge barrier in the Oosterschelde in the 1980s has led to severe 'sand starvation'. Because of this barrier, less sand can flow from the North Sea into the estuary, resulting in clearer water that fails to replenish the intertidal areas, thus causing them to erode. "In the long run, this is not sustainable," Grandjean believes. "When too much intertidal area disappears outside the dikes of Zeeland, the safety of the complete coast is at stake. So not only for nature, but also for safety, we must begin to protect the areas outside the dikes much more effectively. The water has to become murkier, so we may have to consider dismantling the Oosterschelde storm surge barrier in the future. A careful balance between nature conservation and coastal protection is essential, ensuring that both goals strengthen rather than counteract each other."

Detailed measurements provide insight
Tim Grandjean defended his PhD on this topic on April 24th and has also collected new data on the dynamics of intertidal areas. These data provide insight into the short-term vulnerability. He used a technique that was developed in NIOZ workshops. "The dynamics of intertidal areas can be measured with very expensive sensors or with labour-intensive, manual measurements. However, this way, we could never collect data in many different places at the same time. The technicians at NIOZ developed sensors that were cheap enough to record the height of the bottom to the millimetre, several times a day, at different locations along the Western and Eastern Scheldt for several years now."

Heavy dynamics
Those precise measurements show that at high tide, an intertidal zone can easily vary one or two centimeters in height within a single day. "For you or me, a centimeter more or less under our boots may not matter, but if you are a worm or a mussel, or a seed of eelgrass, that is indeed too much dynamics," Grandjean says.

Measures that can work
Grandjean also looked at the grounds between groynes constructed by the province of Zeeland, to improve the quality of tidal nature along part of the banks of the Westerschelde. "Of course, we already knew that these groynes, along rivers and coasts, can protect, but our measurements show that benthic life along the Westerschelde also benefits from these measures. The dynamics decrease enough in time and space for benthic animals to settle better." Additionally, the reduction in flow between the groynes could potentially benefit the stability of the intertidal coastal areas in the long term and mitigate the effects of rising sea levels. However, further research is essential for understanding this dynamic and its long-term effects.

Troebel water houdt kust gezond

Om de belangrijke droogvallende zandplaten en daarmee ook de schorren en kwelders voor onze kusten voor de toekomst te behouden, hebben we meer troebel water nodig. Dat is één van de opvallende conclusies uit een nieuw onderzoek uitgevoerd door een Nederlands-Chinees team van onderzoekers en vandaag gepubliceerd in Nature Geoscience. “Die droogvallende, buitendijkse kustgebieden zijn essentieel voor de natuur én voor de kustverdediging. Maar door de manier waarop we nu bouwen in de Delta en het achterland, komt de kustverdediging daar op de lange termijn in gevaar”, waarschuwt NIOZ onderzoeker Tim Grandjean.

Satellietmetingen
Voor zijn onderzoek koppelde Grandjean tientallen jaren van satellietmetingen van droogvallende platen over de hele wereld aan de gegevens over de troebelheid van het water, die ook met satellieten wordt gemeten. Belangrijk is dat Grandjean voor het eerst een ondergrens heeft vastgesteld voor de benodigde troebelheid van het water in delta’s wereldwijd. Op de lange termijn kwam daar een heel duidelijke relatie uit: zandplaten langs de kust groeien alleen als het water voldoende troebel is. “Troebel water betekent immers: meer zand en slibdeeltjes in het water, die de kust kunnen laten groeien”, zo licht de onderzoeker toe.

Kwetsbare zandplaten door menselijke ingrepen
Wereldwijd is de troebelheid van veel kustwateren al decennia aan het dalen, waardoor de zandplaten dreigen te verdwijnen. Daarnaast zorgt zeespiegelstijging ervoor dat het water een hogere troebelheid nodig heeft om zandplaten te laten blijven bestaan. Door de relatief lage troebelheid wereldwijd dreigen essentiële gebieden voor biodiversiteit en kustveiligheid verloren te gaan. Zandplaten dragen immers bij aan het dempen van golven en zijn belangrijke foerageergebieden voor vogels.

Kustverdediging moet beter, ook in Nederland
Wereldwijd biedt de vaststelling van de benodigde troebelheid voor het behoud van zandplaten door Grandjean een essentiële basis voor het heroverwegen van menselijke ingrepen in delta's. We moeten zorgvuldiger nadenken over de manieren waarop de mens ingrijpt rond de kust. Zo heeft de aanleg van dammen en het indijken van gebieden inmiddels geleid tot een aanzienlijke vermindering en verstoring van de aanvoer van sediment, met als belangrijkste gevolgen een verminderde natuurlijke kustbescherming en verlies van biodiversiteit. Deze problemen komen ook voor in ons eigen land. Bijvoorbeeld mede door de aanleg van de Oosterscheldekering in de jaren tachtig, heeft dit gebied een enorme ‘zandhonger’ gekregen. Er komt minder zand vanuit de Noordzee, of in de woorden van Grandjean: het water is te helder geworden, waardoor de zandplaten afkalven. Ook in de Westerschelde veranderen veel waardevolle kustgebieden door het vele baggeren, waarmee de haven van Antwerpen bereikbaar moet blijven. Beide systemen liggen op of nabij de kritische waarde die het voortbestaan in gevaar brengt.

“Op de lange termijn is dat niet houdbaar”, denkt Grandjean. “Wanneer er te veel intergetijdengebied buiten de dijken van Zeeland verdwijnt, komt de veiligheid van de kust in het geding. Dus niet alleen voor de natuur, maar ook voor de veiligheid moeten we de buitendijkse gebieden veel beter gaan beschermen. Het water moet troebeler worden, dus misschien moeten we bijvoorbeeld de Oosterscheldekering op den duur weer afbreken. Een zorgvuldige balans tussen natuurbehoud en kustbescherming is essentiaal, waarbij beide doelen elkaar versterken in plaats van tegenwerken zoals nu gebeurt.”

Goedkope sensoren
 Tim Grandjean promoveerde op 24 april op dit onderwerp aan de Universiteit Utrecht en heeft nieuwe gegevens verzameld over de dynamiek van droogvallende bodems. Deze gegevens bieden inzicht op de kwetsbaarheid op korte termijn. Hij maakte gebruik van een breed inzetbare techniek die in de eigen werkplaatsen van het NIOZ werd ontwikkeld. “De hoogte van droogvallende zandplaten kan al heel lang worden gemeten met peperdure sensoren of met arbeidsintensieve, handmatige metingen. Maar we konden dus nooit op heel veel verschillende plaatsen tegelijk metingen doen. De technici van het NIOZ wisten goedkope sensoren te ontwikkelen, die al een aantal jaar op diverse locaties langs de Wester- en Oosterschelde de hoogte van de bodem tot op de millimeter nauwkeurig, meerdere keren per dag kunnen vastleggen.”

Heftige dynamiek
Uit die nauwkeurige metingen blijkt dat een zandplaat bij hoogwater makkelijk één of twee centimeter in hoogte kan variëren binnen één dag. “Voor jou of mij maakt een centimeter meer of minder onder onze laarzen misschien niet uit, maar als je een worm of een schelp bent, of een zaadje van zeegras, dan is dat wél snel teveel dynamiek”, zegt Grandjean.

Maatregelen die mogelijk werken
Grandjean deed ook metingen tussen de strekdammen die door de provincie Zeeland zijn aangelegd voor de kwaliteitsverbetering van getijdennatuur langs een deel van de oevers van de Westerschelde. “We wisten natuurlijk al wel dat strekdammen, ook langs rivieren, de kust kunnen beschermen, maar uit onze metingen blijkt dat het bodemleven langs de Westerschelde ook echt profiteert van deze maatregelen. De dynamiek neemt in tijd en ruimte zó sterk af dat dieren zich beter kunnen vestigen.” Ook  zou de afname in stroming tussen de strekdammen een gunstig effect kunnen hebben op de stabiliteit van de buitendijkse kustgebieden op de lange termijn en meegroeien met zeespiegelstijging.