28 oktober 2019

Persbericht

Zand erover? Kanttekeningen bij modellen voor riviermorfologie

We denken goed te weten hoe sediment zich verplaatst in rivier- en getijdesystemen, maar is dat wel zo? Nederland loopt voorop bij de ontwikkeling van modellen die de vorming van dit soort systemen voorspellen, maar fysisch geograaf Anne Baar toont aan dat deze modellen niet zonder tekortkomingen zijn. ‘Dat is geen verwijt aan degenen die de modellen maken. Het betekent wel dat we hele basale en fundamentele processen nog minder begrijpen dan we dachten, dat we echt veel meer metingen en onderzoek nodig hebben en dat experts nodig blijven om de modeluitkomsten te interpreteren en duiden.’

Dieper dan in werkelijkheid

Kennis van rivier- en getijsystemen is van cruciaal belang in de waterbouw, bij baggerwerkzaamheden voor de scheepvaart en bij de aanpassing aan klimaatverandering. Met zogenaamde morfologische modellen kun je voorspellen hoe een rivier zich gaat gedragen. Anne Baar onderzocht modellen die beschrijven hoe stroomgeulen zich ontwikkelen en kwam erachter dat er iets niet klopt in de balans tussen de geulinsnijding en het sedimenttransport op de zijkant van zo’n geul. ‘Volgens de onderzochte modellen worden stroomgeulen na verloop van tijd dieper dan ze in werkelijkheid zijn. Om dat effect te compenseren laat men vanaf de zijkant van zo’n geul meer zand naar beneden rollen, maar dat doet dan weer geen recht aan de werkelijke erosie van zandbanken en de hoeveelheid zand die er wordt verplaatst.’ Bij onderzoeken van een rivier- of getijdesysteem moet je dus vooraf duidelijk bepalen wat het doel is van het modelleren. ‘Want in één model kun je dus niet beide processen, de geulvorming en het sedimenttransport op de hellingen, tegelijkertijd goed voorspellen.’

Afhankelijk van financiering

Morfologische modellen bestaan uit een raster, waarbij voor elke cel in dat raster wordt uitgerekend hoe het sedimenttransport eruit ziet. Die berekeningen zijn afhankelijk van ontzettend veel variabelen. ‘Maar de ontwerpers van die modellen zijn op hun beurt weer afhankelijk van gegevens uit het veld, en die moeten van onderzoeksinstellingen komen. Die op hun beurt weer aangewezen zijn op overheidsfinanciering. Nederlandse waterbouwkundig ingenieurs en wetenschappers realiseren zich terdege dat hun modellen niet volmaakt zijn, maar ook zij moeten het doen met de gegevens die er zijn. We hebben hier dus te maken met een gevaarlijke onzekerheid in diverse praktische studies van algemeen nut, en op het fundamentele onderzoek dat hiervoor nodig is, is fors bezuinigd. Feit blijft wel dat de huidige modellen nog steeds de beste ter wereld zijn.’

Model van een bocht in de Westerschelde

Twee modellen van dezelfde bocht in de Westerschelde. De geul in het standaardmodel is dieper dan in het gekalibreerde model. Het standaardmodel suggereert dus dat er niet gebaggerd hoeft te worden om de geul diep genoeg te houden voor de scheepvaart, terwijl dat niet het geval is in het echt.

Publicatie

A.W. Baar, M. Boechat Albernaz, W.M. van Dijk & M.G. Kleinhans, ‘Critical dependence of morphodynamic models of fluvial and tidal systems on empirical downslope sediment transport’, Nature Communications 10 (2019), https://www.nature.com/articles/s41467-019-12753-x