De mechanische interactie tussen hydrodynamica en bodemgesteldheid dicteert het verloop van de afkalving. Het begint met de overdracht van kinetische energie van bewegend water naar de sedimentlaag van het talud. Waterdeeltjes oefenen schuifspanning uit op de oevergrond. Zodra deze spanning de kritieke grenswaarde van de specifieke grondsoort overschrijdt, vindt transport van deeltjes plaats. Dit proces concentreert zich primair op de dynamische zone rond de waterlijn. Deeltjes laten los. Er ontstaat een holte.
De vreetlijn tekent zich af in het profiel. Terwijl de voet van de oever langzaam wegspoelt, verliest de bovenliggende grondmassa haar structurele ondersteuning. De zwaartekracht doet de rest. Het gewicht van de natte grondmassa zorgt ervoor dat de interne wrijvingshoek wordt overschreden, waarna een afschuivingsvlak ontstaat. Grote segmenten van de oever storten in de watergang. Dit gebeurt vaak abrupt.
Wisselende waterpeilen versnellen dit mechanisme aanzienlijk. Wanneer de hydrostatische tegendruk van het buitenwater wegvalt bij een dalend peil, blijft de poriënwaterspanning in de verzadigde oever hoog. De grond bezwijkt onder eigen gewicht. Het ingevallen materiaal vormt in eerste instantie een natuurlijke buffer aan de voet van het talud, maar wordt door voortdurende stroming of golfslag geleidelijk afgevoerd. De cyclus herhaalt zich. De oeverlijn schuift onverbiddelijk landinwaarts.
Afkalven is geen uniform proces; de wijze waarop de oever bezwijkt, hangt sterk af van de bodemgesteldheid en de specifieke hydraulische belasting. In de waterbouw maken we onderscheid tussen natuurlijke afkalving en scheepsgeïnduceerde erosie. De natuurlijke variant wordt gedreven door windgolven en de constante schuurkracht van de rivierstroom. Scheepsgeïnduceerde afkalving is vaak veel agressiever. De retourstroom langs de romp en de daaropvolgende hekgolven creëren een cyclus van onderdruk en overdruk. De grond wordt uit de oever gezogen. Een destructief mechanisme.
Er bestaat ook een technisch onderscheid in de manier waarop de massa beweegt:
Hoewel de termen in de volksmond door elkaar lopen, is de technische grens scherp. Afkalven betreft de oever. De horizontale verplaatsing van de land-watergrens. Ontgronding daarentegen vindt plaats op de bodem van de watergang. Het verticaal dieper worden van de geul. Vaak versterken ze elkaar. Een diepere bodem door ontgronding maakt de oever steiler. Een steile oever kalft sneller af. De instabiliteit neemt exponentieel toe.
Erosie is de overkoepelende term. Afkalven is de specifieke civieltechnische uiting daarvan aan de waterkant. Men spreekt soms van kantafslag als het proces zeer lokaal en abrupt is. Bij zandige oevers verloopt dit proces korrel voor korrel. Bij klei gebeurt het in bonken. Plakken grond die met een doffe klap in het water belanden. Het profiel wijzigt direct. Geen geleidelijk proces, maar een reeks van kleine catastrofes.
In de dagelijkse bouwpraktijk en het waterbeheer uit afkalving zich op diverse, vaak verraderlijke manieren. Het is zelden een proces dat in één oogopslag volledig zichtbaar is. Vaak zijn het de indirecte signalen die de doorslag geven.
Een typisch voorbeeld zie je bij een pas gegraven watergang in een nieuwe woonwijk. De taluds zijn strak afgewerkt, maar nog niet begroeid. Na een periode van zware regenval en schommelend peil zie je onderin de vreetlijn ontstaan. Een kleine knik in het profiel. Als hier niet direct wordt ingegrepen met bijvoorbeeld rietbeplanting of een tijdelijke vlechtmat, stort de bovenkant van het talud binnen één seizoen in de geul. Het profiel is dan direct verloren. Het water is troebel door het zwevende sediment.
Kijk ook naar de stortsteen bij brugpijlers. Als de stenen niet meer netjes aansluiten op de natuurlijke oever, maar er een geul tussen de steenbestorting en het land ontstaat, is er sprake van flankerosie. De stroming zoekt de weg van de minste weerstand. Juist daar waar het harde materiaal overgaat in zachte grond, slaat de afkalving het hardst toe. Een kritiek punt voor de stabiliteit van de gehele oeververbinding.
Grond verdwijnt. De juridische werkelijkheid achter een afkalvende oever is vaak even complex als de bodemmechanica zelf, waarbij de grens tussen privaat eigendom en publiek waterbeheer letterlijk vloeibaar wordt. Sinds de invoering van de Omgevingswet liggen de algemene regels voor het beheer van watergangen vast in rijksregels en lokale verordeningen, maar de kern blijft de zorgplicht. Wie een perceel aan het water bezit, heeft vaak een onderhoudsplicht voor de oever. Dit betekent dat de eigenaar moet voorkomen dat door afkalving de doorstroming van het water wordt belemmerd of dat het profiel van de watergang onaanvaardbaar wijzigt.
De Waterwet, waarvan belangrijke delen zijn opgegaan in de Omgevingswet, regelt de veiligheid en de kwantiteit van het water. Voor primaire waterkeringen gelden extreem strenge normen. Hier is afkalving niet alleen een esthetisch probleem of een verlies van tuinmeters, maar een direct gevaar voor de nationale veiligheid. In dergelijke gevallen is de beheerder, vaak Rijkswaterstaat of een waterschap, direct verantwoordelijk voor de instandhouding van de vooroever en de constructieve veiligheid van het talud.
De Waterschapsverordening is de plek waar de regels concreet worden. Voorheen noemden we dit de Keur. Hierin staat beschreven wat een aanwonende wel en niet mag doen in de zogenaamde beschermingszone langs het water. Wilt u de afkalving stoppen met een beschoeiing? Dan botst u direct op de vergunningplicht. Het aanbrengen van harde oeverbescherming wijzigt immers de hydraulische eigenschappen van de watergang. De regels beperken vaak het gebruik van bepaalde materialen om de ecologische waterkwaliteit, zoals voorgeschreven in de Kaderrichtlijn Water (KRW), niet te schaden.
Onderhoudsstroken zijn heilig. Het waterschap eist vaak een vrije strook langs de insteek van de oever voor inspectie en machinaal onderhoud. Als door afkalving deze strook te smal wordt, kan de eigenaar gesommeerd worden de oeverlijn te herstellen in de oorspronkelijke staat. Geen vrijblijvende zaak. De legger, een officieel register van het waterschap, bepaalt de exacte afmetingen waaraan de watergang moet voldoen. Wijkt de werkelijke situatie door erosie te ver af van de leggerwaarde, dan ontstaat een juridische noodzaak tot handelen. Herstelplicht ligt dan bij de onderhoudsplichtige. Vaak is dat de 'aangelande' eigenaar.
De industriële revolutie in de 19e eeuw bracht een drastische verandering in de hydrodynamische belasting. De introductie van stoomschepen op de grote kanalen en rivieren introduceerde een nieuw fenomeen: scheepsgeïnduceerde golferosie. De zuigkracht en hekgolven van gemotoriseerde vaartuigen bleken vele malen destructiever dan natuurlijke windgolven. De vreetlijn versnelde landinwaarts. Dit dwong ingenieurs tot een materiaaltechnische transitie. Rijshout maakte plaats voor zware steenstortingen en basaltblokken. De oever werd een harde constructie. De focus verschoof van meebewegen naar rigide weerstand.
Vanaf de jaren 70 van de 20e eeuw vond een herwaardering van de technische benadering plaats. De introductie van geotextielen zorgde voor een revolutie in de stabilisatie van de ondergrond. In plaats van alleen zware stenen, kon men nu met filterdoeken voorkomen dat fijne bodemdeeltjes door de bekleding heen werden gezogen. Aan het eind van de vorige eeuw ontstond bovendien de roep om 'natuurvriendelijke oevers'. De geschiedenis cirkelde hiermee terug naar een zachtere benadering, waarbij de stabiliteit wordt gezocht in een combinatie van ecologische structuren en mechanische bescherming. De moderne Omgevingswet bouwt nu voort op eeuwenoude jurisprudentie over de zorgplicht voor de oeverlijn.