Het oneindig laagland in een bak vol satéprikkers

Rivieren

Onderzoek in echte rivieren levert te weinig getallen over meanders en zandbanken. Andrés Vargas Luna bootste er één na.

Foto Frank Auperle / TU Delft

De rivier die hij creëerde is al verdwenen. „Gewoon een kwestie van de stop eruit trekken”, zegt hydroloog Andrés Vargas Luna in het Waterlab van de TU Delft. „Het water uit de onderzoeksgoot bevindt zich nu ondergronds, in een groot opslagbassin.”

Eerder deze maand promoveerde Vargas Luna op de invloed van vegetatie op riviersystemen. En dus wordt de flume, de 45 meter lange onderzoeksgeul waarin hij op bescheiden schaal riviervorming kon nabootsen, stapsgewijs ontruimd. Nu het water weg is, lijkt de bak een kinderdroom: een enorme zandbak, compleet met schepje erbij. Maar in het zand is de drooggevallen rivierbedding nog te herkennen: een slingerend patroon, alsof er een meters brede slang door het zand is gekronkeld.

„We lieten zo’n 90 uur achter elkaar water door de goot stromen, om het rechte kanaal te transformeren tot een meanderende rivier – dus met allemaal kronkels, zoals bij Nederlandse rivieren ook is te zien. Inclusief zandbanken langs de oevers.”

Op de oevers staan nog de ‘bossen’ die Vargas Luna eigenhandig plantte: liggend op een drager aan een hijskraan plaatste hij, samen met twee collega's, 10.000 satéprikkertjes in de zandbak, elk prikkertje getooid met een groene kunststof bladerkroon. „Eigenlijk bedoeld voor in aquaria”, vertelt hij. „Maar ook prima om te onderzoeken hoe de aanwezigheid van planten de riviermorfologie beïnvloedt.”

Rivieren en vegetatie genoeg in Nederland – je zou zeggen dat er al ruimschoots onderzoek is gedaan naar de wisselwerking tussen die twee. „Natuurlijk, veldonderzoek heeft al veel kwalitatieve resultaten opgeleverd. Maar wij wilden ook kwantitatieve resultaten.”

De rol van vegetatie is daarbij belangrijk. „Door de aanwezigheid van planten wordt de ene oever stabieler en vindt er aanwas van sediment plaats: er ontstaat een forse zandbank. Wil de rivier even breed blijven, dan moet hij wel de tegenoverliggende oever eroderen.” Elke kronkel is een samenspel van sediment-aanwas in de ‘binnenbocht’ en erosie in de ‘buitenbocht’. Planten versterken dus het meanderen van een rivier.

De eerste twee jaar van zijn promotieonderzoek was Vargas Luna vooral bezig om te bestuderen hoe hij een natuurgetrouwe rivier kon nabootsen in het Waterlab. „Eerst moesten we onderzoeken wat voor zand we nodig hadden. Heb je te fijne korrels, bijvoorbeeld, dan ontstaan er geen zandbanken.” Zand van een diverse korrelgrootte bleek het beste te werken. Vervolgens plaatste Vargas Luna in verschillende experimenten de plantjes op de zandbanken en hogerop langs de oevers.

Hij pakt een van de satéprikkertjes op. „Vooral de houten prikkertjes, die in feite de plantenwortels nabootsen, zijn van invloed op de aangroei – meer nog dan de groene blaadjes. En de stabiliserende invloed is met name groot wanneer de planten zich net op een kale oever vestigen. Is de begroeiing eenmaal stabiel, dan verandert er ook nog maar weinig in de rivierdynamiek.”

Vargas Luna verzamelde allerlei kwantitatieve gegevens over het meanderen – zoals over de aangroei van het sediment, de diameter van de rivier en het aantal zandbanken. „De begroeiing zorgde in ons experiment voor het ontstaan van een extra zandbank, en daarmee ook een extra meander – het aantal zandbanken ging van drie naar vier.”

Die gegevens gebruiken Vargas Luna en collega’s om een computermodel te ontwikkelen dat kan voorspellen hoe rivieren door de tijd heen veranderen. De huidige modellen berekenen alleen hoe de oevers eroderen, niet hoe ze aangroeien, legt hij uit. Voor het berekenen van de aangroei bestaan nog geen modellen. „Vaak nemen onderzoekers voor het gemak aan dat de aangroei even groot is als de erosie. Maar zo eenvoudig ligt het niet.”

Zo’n computermodel is belangrijk omdat nu nog te vaak in rivieren wordt ingegrepen zonder dat de langetermijneffecten voldoende bekend zijn, meent Vargas Luna. „Met goede modellen kunnen we voorkomen dat op ongewenste plaatsen erosie plaatsvindt of overstromingen optreden.”

Hij werpt nog een laatste blik op de goot voor hij de TU verlaat: tijd om zijn koffers te pakken. „De onderzoeksgeul werd vijf jaar geleden speciaal voor mijn project in het Waterlab aangelegd, maar ik hoop dat er in de toekomst nog veel rivieren in zullen worden nagebootst. En anders moeten ze er maar een zwembad voor de studenten van maken.”