(Tot op) de bodem uitzoeken

| Rense Kuipers

Ver hoeft promovenda Lieke Lokin niet te struinen van kantoor naar de plek waar de onderwerpen van haar onderzoek zich in de buitenwereld manifesteren. Zelfs in de kabbelende campusbeekjes zijn ze te vinden: rivierduinen. Wat er zich onder het oppervlak van rivieren afspeelt, dat probeert ze tot op de bodem uit te zoeken.

Photo by: RIKKERT HARINK

Geregeld betrapt Lokin zichzelf op een staaltje beroepsdeformatie. Tijdens een wandeling over de campus gluurt ze over de reling van een brug om te zien hoe een beekbodem eruitziet. Of ze tuurt uit het raam als haar trein naar Twente de IJssel oversteekt. ‘Rivieren zijn een obsessie geworden, terwijl ik ooit civiele techniek ging studeren omdat ik wolkenkrabbers wilde ontwerpen. Tegenwoordig let ik altijd op het water: hoe hoog staat het peil, stroomt het harder, zijn de uiterwaarden ondergelopen? Ik kan ook uren naar timelapses kijken op Google Earth, hoe rivieren in de loop der jaren anders zijn gaan stromen. Op de een of andere manier blijf ik het fascinerend vinden, hoe ze als aderen door het landschap kronkelen. En rivieren zijn van levensbelang. Niet voor niets woont een groot deel van de wereldbevolking langs het water.’

‘Rivieren zijn een obsessie geworden'

De promovenda van de ET-vakgroep Marine and Fluvial Systems richt zich in haar onderzoek op wat er op de bodem van een rivier afspeelt. Want waar stroming is, daar verplaatst sentiment. En zo ontstaan ook in een rivierbedding duinen – en breken ze af, legt Lokin uit. ‘De vuistregel is dat rivierduinen bij hoogwater – wanneer een rivier sneller stroomt – groeien en steiler worden. Bij laagwater vlakken ze juist af, maar dat betekent niet dat ze volledig verdwijnen. Hoe bewegen die duinen en hoe kunnen we dat verklaren met de fysica die we kennen? Dat was het startpunt van mijn onderzoek.’

Hoe die rimpelingen in de rivierbodem vormen, kan verstrekkende gevolgen hebben, legt Lokin uit. ‘Staat het waterpeil laag, dan zijn de duinen letterlijk drempels voor de scheepvaart. De hoogste duin bepaalt in feite de maximale vaardiepte van schepen – en in het ergste geval of ze vastlopen. Bij hoogwater, zeker als het peil extreem hoog is, wil je het water zo goed mogelijk afvoeren om overstromingen te voorkomen. Stroomt het water harder, dan worden rivierduinen hoger en wordt doorstroming bemoeilijkt. Want een rivier stroomt het best met een zo vlak mogelijke bodem. Grijp je niet in door te baggeren op de juiste plekken, dan krijg je te maken met een vicieuze cirkel.’

En dan is er nog het grote K-woord: klimaatverandering. In die wetenschap is de hoogte van rivierduinen al helemaal niets nietigs. ‘De verwachting is dat extremen toenemen in grootte en frequentie. We gebruiken de waterstanden als belangrijke parameter in het ontwerpen, aanleggen of verhogen van dijken om ons te beschermen tegen overstromingen. Hoe beter en trefzekerder we kunnen voorspellen, hoe beter we daar beslissingen over kunnen nemen. Niet alleen de maatschappelijke, maar ook de economische gevolgen kunnen enorm zijn. Wil je een dijk met slechts 10 centimeter ophogen, dan kost dat al snel tientallen miljoenen euro’s.’

'Niet alleen de maatschappelijke, maar ook de economische gevolgen kunnen enorm zijn'

Voorspellen hoe rivieren in de toekomst (over)stromen kan het beste aan de hand van data, weet Lokin. In dat opzicht heeft ze vanuit Rivers2Morrow, het overkoepelende project waar haar onderzoek onder valt, toegang tot een goudmijn. Iedere twee weken vaart namelijk een boot met meetapparatuur over de Waal van Lobith naar Rotterdam, die de bodem in kaart brengt. ‘Het is redelijk uniek dat we zoveel en zo consequent data verzamelen. Dat biedt me zelfs de mogelijkheid om in te zoomen op een klein stukje rivier. En die real-life gegevens bieden andere inzichten dan een laboratoriumsetting. In het lab loop je vooral tegen de schaalbaarheid aan. Probeer maar eens het gedrag van zandkorrels op een schaal van 1 op 100 te simuleren.’

Toch ligt bruikbare bodemdata uit zo’n troebele waterweg niet zomaar voor het oprapen. ‘Dat zit ‘m vooral in de veelheid aan data. Die moet ik leesbaar zien te maken – en tegelijkertijd nog rekening houden met de aanwezigheid van andere morfologische fenomenen op de rivierbodem’, legt Lokin uit. En dan is er nog de dynamiek van de rivierduinen, die het onderzoek al helemaal geen sinecure maakt. ‘Ze kunnen qua lengte zo lang zijn als een voetbalveld en maar liefst twee meter hoog worden. Afhankelijk van de stroming kunnen ze tot wel twintig meter per dag verplaatsen. Door steeds beter inzicht te krijgen in het gedrag van de duinen, proberen we een bestaand model te optimaliseren.’

Optimaliseren moet lukken, perfectioneren zal een brug te ver zijn. Daar is het onderwerp simpelweg te ondoorgrondelijk voor, legt Lokin uit. ‘We kunnen wel redelijkerwijs betrouwbare data verwerken en reproduceren, terwijl de fysica erachter tot op zekere hoogte klopt. Een theoretisch natuurkundige zou zeggen dat we heel grote aannames maken, maar wij ontkomen niet aan simplificeren en aannames doen. We nemen wél die onzekerheid mee. Ik weet dat dit onderwerp te complex is om in mijn promotietraject van vier jaar te vatten. Maar ik kan wel mijn steentje bijdragen.’