Natuurgebaseerde oplossingen (NBS) worden gedefinieerd als het duurzame beheer en gebruik van de natuur voor maatschappelijke uitdagingen zoals klimaatverandering en overstromingen. Twee grote uitdagingen bij de grootschalige implementatie NBS voor kustveiligheid langs zandige kustlijnen ligt in de eindigheid van zandvoorraden en effecten op het mariene ecosysteem die worden veroorzaakt door zandwinning. Echt duurzame NBS moeten niet alleen ecosysteemdiensten (ES) opleveren, maar ook negatieve effecten minimaliseren die kunnen ontstaan in andere gebieden dan waar de NBS worden aangelegd. Dit omvat (1) meer gebruik maken van alternatieve zandbronnen om hoogwaardige offshore zandbronnen op langere termijn veilig te stellen, en (2) beperken van de impact van zandwinning. Tot op heden is er geen geïntegreerde methode beschikbaar die het mogelijk maakt afwegingen te maken tussen offshore zandwinning en het gebruik van zand voor de ontwikkeling van NBS.

Het doel van SUSANA is daarom een gekoppeld ES-model te ontwikkelen om de ES in de NBS te beoordelen en te vergelijken met de ES op de zandwinlocaties. SUSANA streeft naar een baanbrekende innovatie in de implementatie van NBS, met name doordat het ontwikkelde model voor het eerst een analyse vanuit systeemperspectief in de hele impactzone van NBS mogelijk maakt. Specifieke aandacht gaat uit naar het duin-voor-dijk principe als werkcasus. SUSANA onderzoekt hoe alternatieve zandbronnen de ecosysteemfuncties beïnvloeden die de duinontwikkeling ondersteunen en die zorgen voor de belangrijkste ES in het kustgebied, d.w.z. vegetatieontwikkeling, eolisch transport en duinerosie, en hun onderlinge interacties. Er wordt een gecombineerde empirisch-computationele onderzoeksaanpak gebruikt, inclusief de parametrisering van bestaande duinontwikkelings- en erosiemodellen om dynamische vegetatie-zandinteracties mee te nemen. Daarnaast worden ook de belangrijkste ecologische en biofysische karakteristieken en terugkoppelingsmechanismen geïmplementeerd in een duinontwikkelingsmodel, en wordt een sociaal waarderingsexperiment uitgevoerd. Door het integreren van ecologische en maatschappelijke kenmerken worden de effecten op kustveiligheid, het vermijden van ongewenste zandafzetting, en de recreatieve ervaring gekwantificeerd.

SUSANA kwantificeert hoe belangrijke ES (regulering van de waterkwaliteit, voedselproductie en klimaatregulering) worden beïnvloed door zandwinning in het nabije veld, aan de hand van in situ metingen van de functionele processen die aan de basis liggen van deze ES. De nadruk ligt op het verzamelen van gegevens van winningslocaties onder verschillende winregimes en in situ sedimentsamenstelling, en op referentielocaties. De winning van grote hoeveelheden zand leidt ook tot een verhoogde verspreiding van sedimenten in het verre veld, wat tot dusver alleen geval per geval en op basis van één enkele activiteit is bestudeerd. Voor het eerst zullen prognoses van cumulatieve effecten gedaan worden, rekening houdend met de belangrijkste bodemverstorende activiteiten en het effect op de ES van gevoelige ecologische receptoren. De resultaten worden gebruikt voor de ontwikkeling van een gekoppeld ES-model voor duin-voor-dijk en zandwinningslocaties. De duurzaamheid van toekomstige scenario's voor de implementatie van duin-voor-dijk worden met dit model onderzocht. Samen met een analyse van de haalbaarheid van kosten-baten (her)gebruiksscenario's, onderbouwt dit een lange-termijn strategie voor duurzaam gebruik van zand in NBS.

De volgende concrete onderzoeksresultaten worden beoogd:
- Randvoorwaarden van alternatief zand voor ES van duin-voor-dijk
- Nodige zandvolume voor duin-voor-dijk met gebruik van alternatieve zandbronnen
- Geparameteriseerde modellen voor kustveiligheidsfuncties
- Gemeten sedimentkarakteristieken voor twee alternatieve zandbronnen
- Ecosysteemdienstenmodel voor duin-voor-dijk
- Effecten van zandwinning op het functioneren van ecosystemen dichtbij en veraf
- Cumulatieve risicokaart toename van sedimentdepositie veroorzaakt door de mens
- Ecosysteemdienstenmodel van zandwinningslocaties
- Haalbaarheidscriteria voor kosten-baten hergebruik + case-identificatie
- Langetermijnstrategie voor duurzaam gebruik van zand in NBS
- Gekoppeld ecosysteemdienstenmodel duin-voor-dijk – zandwinningslocaties