Ruimtelijke data & … internationale waterkwaliteitsverbetering

De Brantas rivier vlakbij Surabaya. De waterkwaliteit is op veel plekken dramatisch. (Foto: Andy Bruijns)

In het Brantas stroomgebied in Indonesië had men er schoon genoeg van: er was directe actie nodig om de waterkwaliteit van de Surabaya rivier te verbeteren. Meerdere initiatieven waaronder een burgerinitiatief werden opgezet. Acties omvatten bewustwordingscampagnes om over de gevaren van vervuild water te communiceren en rechtszaken tegen de grote vervuilers [1]. Het verbeteren van de waterkwaliteit in de rivier is echter geen sinecure, al hebben de acties van de burgerinitiatieven er wel voor gezorgd dat de waterkwaliteit in elk geval niet nog vérder is afgenomen.

Innovatieve technieken
Om deze bewegingen verder te ondersteunen, is er in 2017 een groot project gestart om waterkwaliteit integraal onderdeel te laten worden van het watermanagement in het Brantas stroomgebied. Dit project, genaamd Fostering inclusive growth, health and equity by mainstreaming water quality in River Basin Management, heeft als één van de doelen de waterkwaliteit fors te verbeteren, zodat de kans op blootstelling aan wateroverdraagbare ziektes wordt teruggedrongen en de rivier (weer) een duurzame bron van water wordt. Om de voortgang te monitoren, zetten we innovatieve technieken in. Tauw voert dit Fonds Duurzaam Water project uit in een triple helix samenstelling: TU Delft, de lokale organisatie Ecoton (ngo), INDYMO (MKB) en Jasa Tirta (waterschap).

Satellietbeelden
In het kader van het gebruik van innovatieve technieken speelt de vraag of satellietbeelden ook kunnen bijdragen aan de monitoring van de waterkwaliteit. Het antwoord hangt sterk af van de ruimtelijke resolutie van de satellietbeelden en de breedte van de rivier. Onlangs zijn er door de komst van nieuwe satellieten, zoals de Sentinel-2, veel meer mogelijkheden gekomen om indicatoren voor waterkwaliteit in kaart te brengen. Zo zijn bijvoorbeeld concentraties chlorofyl en zwevend stof te bepalen met een resolutie van 20 meter. Er waren met andere satellieten al mogelijkheden om verdamping en neerslag in kaart te brengen. Gezamenlijk geeft dit veel informatie over het watersysteem.

Chlorofylconcentraties
Terug naar Brantas. Een eerste analyse van Sentinel-2 beelden uit december 2017 (figuur 1) laat zien dat de resolutie het toelaat de Surabaya rivier in kaart te brengen. De figuur toont (een proxy voor) chlorofylconcentraties voor de rivier, nabij Surabaya stad. De rivier stroomt de buitenwijken van Surabaya stad in, met een stroomrichting van zuidwest naar noordoost. Richting de stad nemen de chlorofylconcentraties toe, in de figuur te zien doordat de kleur van blauw/lichtgeel naar donkeroranje verloopt. De toename van chlorofylconcentraties richting de stad reflecteert vermoedelijk een toename van lozingen van huishoudelijk en industrieel afvalwater. Een toename van nutriënten in het water zorgt namelijk vaak voor een toename van algengroei, wat terug te zien is in de chlorofylconcentraties.

Figuur 1: Indicatie van chlorofyl-a gehalte van een gedeelte van de Surabaya rivier in het Brantas stroomgebied in Indonesië. De rivier stroomt van linksonder naar rechtsboven. De concentraties chlorofyl zijn bepaald met beelden van de Sentinel-2 satelliet in december 2017. Richting de grote stad Surabaya (rechtsboven) neemt het chlorofylgehalte toe. Ook is onder in de figuur een andere rivier met veel lagere chlorofylconcentraties te zien. Voor de zichtbaarheid zijn de rivieren uitgelicht.

Toegevoegde waarde
Wat is nu de toegevoegde waarde van monitoren met satellietbeelden? Een groot voordeel is dat we door de jaren heen kunnen monitoren of en waar de waterkwaliteit verbetert. In het geval van de Sentinel satelliet hebben we elke tien dagen een nieuw beeld. Omdat we met de satellietbeelden een groot bereik hebben, kunnen we in één keer het gehele stroomgebied monitoren, waardoor we inzicht krijgen op welke locaties de waterkwaliteit stroomafwaarts verslechtert of welke zijtakken van de rivieren juist een relatief goede waterkwaliteit hebben.

Onderwatersensoren
Een nadeel kan het wolkendek zijn: in het regenseizoen zullen de satellietbeelden vaak onbruikbaar zijn door de vele wolken. In dit project zullen we ook veel monitoren met onderwatersensoren (al dan niet op onderwaterdrones). Deze combinatie van satellietbeeldanalyse in combinatie met gerichte metingen op locatie maakt dat we de voortgang in waterkwaliteit goed in kaart kunnen brengen. Dit is van vitaal belang, omdat het noodzakelijk is te testen of ingevoerde maatregelen effect hebben (en waar ze dat nog niet hebben).

Maar welke maatregelen zullen er worden gekozen, en hoeveel effect hebben deze? Het antwoord hierop laat nog even op zich wachten, maar ik zal dat hier te zijner tijd zeker  delen.

Wordt vervolgd. Input geven? Graag! Laat hieronder je input achter.

[1] Boogaard, F., 2017. Een eerste kennismaking met onderwaterdrones in Indonesië. H2O-Online. https://www.h2owaternetwerk.nl/vakartikelen/903-een-eerste-kennismaking-met-onderwaterdrones-in-indonesie

 

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *