Biologische aspecten - Bomen op waterkeringen

Indien bomen op of nabij de waterkering voorkomen kunnen deze invloed hebben op de veiligheid daarvan. Een analyse van de verschillende aspecten van bomen geeft meer inzicht in de mate van invloed op de waterkerende functie en de mogelijk toe te passen maatregelen. Conclusies worden in hoofdstuk 10 aangege­ven.

Biologische aspecten

Teneinde enig inzicht te verkrijgen in de mogelijke invloeden wordt eerst nader ingegaan op de biologische aspecten zoals, de voorkomende soorten en de vorm en sterkte van het wortel­stelsel.

Soorten bomen

De verschillende soorten bomen hebben verschillende omstandig­heden nodig om tot een goed ontwikkeld wortelstelsel te komen. Deze ontwikkeling is noodzakelijk voor de goede gezondheid van een boom en voor de nodige windvastheid. In Nederland zijn oude dijken veelal kleidijken en nieuwe dijken hebben vaak een zandkern met een kleibekleding. Op nieuwe dijken zullen in het algemeen bomen niet toegelaten zijn en veel minder voorkomen. Van belang is dus de mogelijke ontwikkeling van wortelstelsels op kleigronden. Uit literatuur [10] blijkt dat de volgende soorten bomen daarvoor geschikt zijn:

• grauwe els;
• zilverspar;
• wilg;
• winter- en zomereik;
• populier;
• berk;
• es;
• esdoorn;
• haagbeuk;
• iep.

Deze soorten zijn ook redelijk bestand tegen wortelrot bij normale fluctuaties van het grondwater. Bovendien hebben ze een zeer lage tot matige relatieve zuurstofbehoefte om tot een goede wortelontwikkeling te komen. De leeftijd van de onder­zochte bomen lag tussen de 25 en 50 jaar. De worteldiepte ligt gemiddeld tussen de 1,6 en 1,9 m met maxima van rond de 2,25 m.

Vorm van het wortelstelsel

Duidelijke verschillen liggen in de omgevingssituatie van de betreffende boom [10], [11], [12], [13], [14] en [15]. Vrij­staande bomen hebben een andere ontwikkeling dan bomen in opstand. Voor bomen in opstand zijn drie categorieën aan te geven, namelijk overheersende, heersende en onderdrukte bomen (zie figuur 17).

Alle bomen blijken te reageren op wortelconcurrentie zodanig dat dit het wortelstelsel beïnvloedt. Zo zal het wortelstelsel van een in opstand overheersende boom over het algemeen klei­ner zijn dan van een vergelijkbare vrijstaande boom terwijl de hoogte van de overheersende boom groter zal zijn.

Bij een aantal soorten bomen wordt als vuistregel aangehouden dat het horizontale bereik van de wortels samenvalt met de kroonprojectie van de boom (zie figuur 18). Hierop kunnen echter uitzonderingen zijn.

Over het algemeen worden de typen wortelstelsels ingedeeld in penwortel, hartwortel of zinkerwortel (zie figuur 19).

Verreweg de meeste boomsoorten hebben in hun jeugd een primaire wortel. Bij het penworteltype is er sprake van een voort­zetting en ontwikkeling van deze primaire wortel. De penwortel is in zekere mate op te vatten als het ondergrondse deel van de stam.

Het hartworteltype wordt gekenmerkt door vaak primaire wortels die schuin vanaf de stronk de bodem ingroeien. Het horizontale deel is evenals bij het penwortel type niet sterk ontwikkeld. De bodem wordt meestal intensief en in een halve bolvorm ontsloten. De wortels hebben een sterke neiging tot vertakken.

Bij het zinkerworteltype is het horizontale deel sterk ontwik­keld. Het bestaat over het algemeen uit ver reikende horizon­tale hoofdwortels waarvan vrij dunne wortels (zinkerwortels) loodrecht de grond ingroeien.

De ontwikkeling van een wortelstelsel hangt af van een aantal factoren. Een belangrijke factor is de waterhuisbouding. Wortels groeien verder van de stam op een droge bodem dan op een natte bodem. Normaliter zullen wortels enkele decimeters het grondwater kunnen indringen. Bij gronden met een wisselen­de grondwaterstand zullen de meeste houtsoorten het zomerpeil als referentieniveau voor de dieptegroei aanhouden. Bij bui­tengewoon hoge grondwaterstanden in de zomer zullen de wortels afsterven (reeds na 2 à 3 dagen). In de winterperiode zal een dergelijke grondwaterstand geen invloed hebben. Er zijn uit­zonderingen op het bovengenoemde. Zo is het mogelijk dat bijvoorbeeld de wortels van de grauwe els tot 2 m onder de grondwaterstand kunnen indringen. De zomereik kan horizontale wortels hebben tot 18 m van de stam. De populier kan tot 4 m diepte bewortelen (afhankelijk van de grondwaterstand).

De wortelgroei en opbouw is ook afhankelijk van de soort grond. Op klei- en veengronden worden aanzienlijk minder diepe wortelstelsels gevonden dan op zandgronden. De oorzaak hiervan ligt in het feit dat dat klei vrij zuurstofarm is. Ook is gevoeligheid voor wortelrot van belang bij de gezondheid van een boom.

Sterkte van wortelstelsels

Figuur 20. Voorbeeld van een uittrekproef en een omtrekproef.

In verschillende onderzoeken [14] en [15] zijn trekproeven gedaan op een aantal bomen van verschillende soorten (eik, linde, Douglas spar). Hierbij is onderscheid te maken in trekproeven op wortels en wortelstelseldelen en gehele bomen. Bij de trekproeven is onderzoek gedaan naar de 'uit'trekkrachten en naar de 'om'trekkrachten. Bij uittrekkrachten (zie figuur 20) worden waarden van totaal ong. 75 kN gevonden (eik exclusief eigen gewicht). Bij de omtrekproeven (zie figuur 20) zijn waarden (momenten) gevonden tussen de 2*10⁴ Nm en 15,5*10⁴ Nm met een gemiddelde rond de 5*10⁴ Nm (Douglas spar op zand­gronden). De waarden zijn gecorreleerd aan een groot aantal parameters zoals groeiruimte, hoogte van de kluit en de hoogte-diameter (h/d) verhouding van de boom. Uit de metingen op meerdere bomen blijkt het maximale moment (bij omtrekken) ongeveer 2 à 3 maal het gemiddelde moment te zijn.