Willem Sonke. Foto | Bart van Overbeeke

Sluitstuk | Loop van rivieren vastgelegd

De loop van rivieren is nogal veranderlijk, en dat brengt risico’s mee voor bewoners van riviereilanden en delta’s. Promovendus Willem Sonke maakte software waarmee experts de ligging van rivieren nauwkeuriger in kaart kunnen brengen en de gevaren beter kunnen voorspellen.

Van oudsher worden mensen aangetrokken door rivieren, vanwege hun functie als transportader en bron van (drink)water. Rivieren zijn echter geenszins onveranderlijk: door natuurlijke processen als erosie, sedimentafzetting, extreem weer en klimaatverandering verschuift de loop van rivieren continu. Oevers kalven af, of groeien aan, en riviereilanden (‘platen’) gaan aan de wandel, of overstromen met onregelmatige tussenpozen, met alle gevolgen van dien voor de menselijke bewoners. Denk bijvoorbeeld aan de verwoestende overstromingen die elke paar jaar plaatsvinden in de dichtbevolkte delta van Bangladesh.

Om te kunnen voorspellen welke (bewoonde) riviereilanden gevaar lopen, en om gericht aan de slag te kunnen met strategisch geplaatste dammen en oeverversterkingen, is het van belang om de geofysische processen die een rivierlandschap doen veranderen beter te begrijpen. Daarbij gaat het overigens niet alleen om overstromingsgevaar, maar ook om het effect op de natuur van werkzaamheden als het uitbaggeren van vaargeulen.

“In de Westerschelde, bijvoorbeeld, worden door Rijkswaterstaat elk jaar metingen gedaan aan de invloed van het uitbaggeren van de vaargeul naar Antwerpen”, vertelt theoretisch informaticus Willem Sonke. “Volgens de experts zorgt een te diepe hoofdvaargeul voor het dichtslibben van de rest van de Westerschelde, met negatieve gevolgen voor het ecosysteem.”

Algoritme bedenken

Maar waar kun je het opgebaggerde sediment dan het best deponeren? Die vraag probeert de Utrechtse hoogleraar Geomorfologie Maarten Kleinhans te beantwoorden, en Sonke heeft diens onderzoeksgroep hierbij als promovendus bijgestaan. De Utrechters legden de loop van rivieren vast door deze met de hand in te tekenen op satellietbeelden, vertelt hij. “Dat is veel werk, en bovendien niet echt een objectieve methode. Daarom klopte Kleinhans aan bij mijn promotor Bettina Speckmann of wij daarvoor geen algoritme konden bedenken.”

Vlechtende rivieren

Met name zogeheten vlechtende rivieren (waarbij de vertakkingen elkaar telkens weer ontmoeten, waardoor een complexe geometrie van stromen en tussenliggende eilanden ontstaat) en estuaria (waar een rivier breed uitwaaierend uitmondt in zee) zijn volgens Sonke lastig automatisch in kaart te brengen, terwijl dat wel nodig is om hun evolutie door de tijd heen te kunnen volgen.

“Voor zogeheten drainage networks, waarbij wordt gekeken naar hoe regen- of smeltwater zich een weg naar beneden baant, was het al wel mogelijk om puur op basis van een digitale hoogtekaart automatisch de stromen in te tekenen en te voorspellen waar de rivieren lopen”, legt Sonke uit. “Maar daarvoor moet je aannemen dat water altijd de steilste weg naar beneden neemt. Dat betekent echter dat een stroom zich nooit zou splitsen, dus is die methode niet geschikt voor zo’n vlechtende rivier of de Westerschelde.”

Sonke schreef software waarmee de Utrechtse groep de loop van de Westerschelde en de Waimakariri, een vlechtende rivier in Nieuw-Zeeland, konden intekenen. Daarnaast maakte hij een versimpeld model om de veranderingen in de tijd van dergelijke rivieren te kunnen volgen. Hij noemt het project een mooi voorbeeld van hoe je als theoretisch informaticus bijdragen kunt leveren aan andere vakgebieden. Goede herinneringen heeft hij bijvoorbeeld aan de week dat hij in Utrecht heeft zitten programmeren. “Na elke stap kreeg ik direct feedback waarom iets nog niet werkte, en aan het eind van de week had ik iets dat hun probleem oploste. Dat geeft veel voldoening.”

Deel dit artikel via je socials