Grip op verdampen van ons blauwe goud

Liduin Bos-Burgering (PhD) is adviseur geohydrologie en droogte-expert bij Deltares. Haar nieuwsgierigheid naar ‘verdamping’ bracht haar aan boord van WUNDER. Via haar netwerk werd ze gevraagd mee te schrijven aan een onderzoeksvoorstel over dit onderwerp. Liduin doet nu fulltime promotieonderzoek bij de TU-Delft onder de vlag van Deltares en mag zich volledig richten op verdamping. Vanuit Deltares is er groeiende belangstelling om meer over dit complexe onderwerp te leren nu we vaker periodes van extreme droogte krijgen.

Liduin: “Het verdampingsonderzoek vindt plaats op de hoge zandgronden bij de Herenboeren in Apeldoorn. De vraag is hoe we voor de landbouw een beter inzicht krijgen in het waterverbruik, het liefst uitgewerkt in een model. De Herenboeren is een coöperatieve boerderij met een enkele boer in dienst. Het is interessant om te zien hoe ons onderzoek met bijhorende inzichten dan straks uiteindelijk gaat landen - van onderzoeker naar boer naar beheerder.”

Inzichten in de watervraag bij droogte

“In WUNDER kijken we vooral naar de Eco-hydrologie gecombineerd met andere hydrologische aspecten binnen een landbouwbedrijf. Verdamping is hier één tak van. We bestuderen specifiek welke rol dit speelt onder extreem droge omstandigheden. Hier hebben we al vaak mee te maken gehad in Nederland. Het is bekend dat de hydrologische modellen tekort schieten als het gaat om het bepalen van de watervraag onder droge omstandigheden en wat er aan beregening zou mogen onder die droge omstandigheden.

Vooral voor waterbeheerders in het gebied is het belangrijk inzicht te krijgen in de totale watervraag én de totale waterbeschikbaarheid om zo beter te sturen op beregeningsverboden. Vanuit Deltares onderzoek ik samen met een andere PhD-kandidaat hoe we bij kunnen dragen aan het verbeteren van de hydrologische modellering en welke processen we daarin mee moeten nemen,” zegt Liduin.

“Mijn rol is vooral heel veel meten! Ik meet verschillende componenten van de waterbalans met als belangrijkste doel verdamping beter in de vingers te krijgen. We kijken daarbij ook naar het maken van de vertaalslag naar de praktijk omdat dat juist zo belangrijk is voor het Nederlandse waterbeheer.”

Meten = plannen

“Veldwerk is supercomplex en er gaat een flinke planning aan vooraf die ook vaak wordt bijgeschaafd! Het is belangrijk de technische details goed te krijgen van je apparatuur in het veld. Je maakt van te voren een gedetailleerd schema op papier hoe je dit gaat doen.” Liduin legt uit dat alles valt of staat met wat willen we meten, wat willen we weten. “Wat ik vooral wil weten, is hoe groot het verschil is met de huidige meetmethoden én of er inderdaad een verschil is tussen de theoretische verdampingswaarde en de verdampingswaarde die je kunt meten als het voor een langere periode droog is. We weten dat ze beiden een onzekerheidsmarge hebben.”

Verschillende sensoren

In het veld staan verschillende sensoren voor het verzamelen van data. Die sensoren verschillen in complexiteit en meetmethoden. De resultaten hiervan tellen straks allemaal mee in de conclusies. Liduin: “Actuele verdamping kan bijvoorbeeld gemeten worden door data te combineren van twee type sensoren die windsnelheid en de hoeveelheid vocht in de lucht meten. Simpel gezegd geeft een combinatie van deze sensoren dan de zogenaamde verdampingsflux - een snelle verandering van de hoeveel vocht in de lucht - weer. Dit is de meest ingewikkelde sensor. Daar staat een vergelijkbare, maar veel simpeler (en minder kostbare) sensor naast die zo’n beetje hetzelfde doet.”

Meten in de bodem en in de lucht

“We meten daarnaast met glasvezelkabels in de bodem en in de lucht. Bodemtemperatuur wordt met een laser gemeten, wat in combinatie met bodemeigenschappen een maat is voor de hoeveelheid vocht in de bodem.

In de atmosfeer kunnen we de temperatuurverschillen meten en de zogenaamde warmteflux. Dit is dan een maatstaf voor droogte die gekoppeld kan worden aan verdamping. Er staat ook een weerstation waarmee de theoretische verdampingswaarden bepaald kunnen worden. De neerslag die hiermee ook gemeten wordt, helpt om verandering in bodemvocht te kunnen duiden.

Daarnaast gebruiken we traditionele bodemvochtsensoren en ERT (wat staat voor “Electrical Resistivity Tomography”) om met elektrische pulsen de weerstand van de bodem te bepalen. Gecombineerd met weergegevens kun je hier ook bodemvocht uit afleiden. Ik ben er trots op dat het uiteindelijk is gelukt om alle meettechnieken die ik in gedachten had binnen onze budgetten toe te passen.”

De impact van droogte in Nederland kan grootschalig worden. We beregenen veel maar welke effecten heeft dat en wat doet dit met aangrenzend land? En wat gebeurt er op het gebied van verdamping? Met dit onderzoek krijgen we op kleine schaal meer inzicht in de onzekerheden en hoe groot de tekortkomingen zijn in de hydrologische modellering.

Liduin Bos-Burgering

Overschatting

“In de huidige hydrologische modellen gaan we ervan uit dat er altijd genoeg water is. En dat betekent dat je eigenlijk gewoon door kunt blijven verdampen! Maar als het droog wordt, heb je geen volledige waterbeschikbaarheid meer en dan gaat je verdamping naar beneden. Als je model daar geen rekening mee houdt, krijg je een zogenaamde overschatting van je waterbeschikbaarheid. Hier zit dus een gat tussen het model en de werkelijkheid. Met dit onderzoek hopen we dit gat verder te dichten.”

Tips uit het veld: durf te leren en kritisch te zijn

“Met veldwerk gaan altijd dingen mis. Daarom is flexibiliteit belangrijk omdat iets altijd anders kan lopen. Dit kan heel simpel of praktisch zijn zoals een sensor die het niet doet of data die niet overgedragen wordt ergens in de schakel, een klem die niet werkt of een montageprobleem, tot grote vragen waarbij je ineens moet ingrijpen of bijsturen waardoor je elders vertraging oploopt.

Ook het leren van (senior) collega’s met veel ervaring in veldwerk is belangrijk. Ik heb bijvoorbeeld van ze geleerd dat je planning nooit gedetailleerd genoeg kan zijn.

Testen is bepalend voor succes in het veld. We hebben alle instrumenten inmiddels goed kunnen testen en onze data-analyse en workflow goed uitgewerkt. Omdat er zoveel datastromen zijn, is het een uitdaging om alle verschillende stappen op het juiste moment uit te voeren en weer bij elkaar te brengen. Dit overzicht moeten we continu in de gaten houden.

Regelmatig datadownloads maken en zelf controle houden als je voor belangrijk eigen onderzoek staat, is belangrijk. Kritisch durven zijn is ook een kunst. En authentiek blijven.”

Wat is jouw hoop voor WUNDER?

“Ik hoop dat ik bij kan dragen aan een verbeterd en een bewuster inzicht op het vlak van verdamping in Nederland. Wat me raakt is dat ons blauwe goud wereldwijd steeds minder wordt. Tot voor kort speelde dit in Nederland niet. We weten hier natuurlijk heel goed hoe we met water om moeten gaan. Maar juist onder droge omstandigheden zien we dat het nijpender wordt en dat ook hier – zeker in het groeiseizoen - water schaarser wordt. Ik vind het razend interessant om onderdeel te zijn van omdenken naar een plaatje van voldoende hebben naar het plaatje van realiseren dat het niet zo is. En er hangen complexe vraagstukken mee samen.

Ook heel leuk om te melden – onze paper over decision support tools en het gebruik ervan binnen droogtemanagement in Nederland en welke rollen hydrologische modellen daarin spelen is zojuist geaccepteerd.”