STW.nl
The call “Novel Antibacterial Compounds and Therapies Antagonizing Resistance’ (NACTAR)” is open for project proposals which facilitate research an...
Het kost miljoenen om onze rivieren in toom te houden, maar niemand weet precies op hoeveel water we ons moeten voorbereiden. In een STW-project kijken onderzoekers naar overstromingen in de middeleeuwen, om te achterhalen hoeveel water er in het ergste geval ons land binnenkomt. Keulen, februari 1374. De Rijn staat hoger dan ooit, volgens ooggetuigen meer dan tien meter boven het normale waterpeil. De stad is op tal van plekken ondergelopen. Bewoners hebben hun karren ingeruild voor boten en proberen wanhopig met dijken en rivieromleidingen verder leed te voorkomen.  Om God gunstiger te stemmen, besluiten ze tot een ultieme maatregel. De feestelijke optochten van het aanstaande carnaval worden ingeruild voor godsdienstige processies. Met succes: op de laatste carnavalsdag neemt het waterpeil eindelijk af en eindigt de waarschijnlijk hevigste Rijnoverstroming van het vorige millennium. Ergst denkbare overstromingsscenarioTegenwoordig zijn we een stuk beter voorbereid op een verhoogd rivierpeil. Maar zijn onze dijken sterk genoeg om een situatie zoals die in 1374 de baas te zijn? Moeilijk te zeggen, omdat zo’n situatie niet is voorgekomen sinds de bouw van de dijken. Toch willen we zeker weten dat we voorbereid zijn op wat Rijkswaterstaat in 2008 aanduidde als EDO’s: de Ergst Denkbare Overstromingsscenario’s. Dat zijn scenario’s die eens in de circa 1250 jaar plaatsvinden. Dat is niet vaak genoeg om ervaring mee te hebben, maar net te vaak om te negeren. Een overstroming zoals die in 1374 zou immens veel ellende veroorzaken. RijnafvoerOm erachter te komen of de dijken langs de Rijn de waterstroom in een EDO aankunnen, moet je allereerst weten hoeveel water in zo’n geval het land binnenkomt. Dat is lastig te bepalen. De grootste waterafvoer door de Rijn die bij Lobith is geregistreerd, bedraagt ongeveer 12.000 kubieke meter per seconde. De Rijnafvoer wordt echter pas een eeuw gemeten, terwijl we dus bestand willen zijn tegen pieken die meer dan duizend jaar kunnen uitblijven. Bovendien kan klimaatverandering ervoor zorgen dat de pieken de komende eeuw een stuk hoger komen te liggen. Om de maximale Rijnafvoer in de komende eeuw in te schatten, hebben onderzoekers simulaties ontwikkeld vanuit weerscenario’s van het KNMI. Daaruit concludeerden ze dat we rekening moeten houden met hooguit 18.000 kubieke meter per seconde. Maar dat getal is aan discussie onderhevig. Sceptici zeggen dat de Rijn bij zoveel geweld al in Duitsland flink zal overstromen, waardoor de afvoer die Nederland bereikt nooit zo hoog kan worden. Anderen vinden 18.000 juist aan de lage kant. Kijken naar het verledenDe resultaten uit de simulaties zijn dus niet geheel bevredigend. Daarom hebben wetenschappers van de Universiteit Utrecht en de Universiteit Twente een project opgezet waarbij ze de maximale Rijnafvoer op een heel andere manier vaststellen: door in eerste instantie niet te kijken naar de toekomst, maar naar het verleden.  Het project, genaamd Floods of the past, design for the future, wordt behalve door STW gefinancierd door Rijkswaterstaat en Deltares. Die partijen zijn ook inhoudelijk betrokken bij het onderzoek. Daarnaast werkt het bedrijf LievenseCSO mee, door modellen en visualisaties van riviergebieden te maken. Ook wordt het project ondersteund door twee waterschappen, de Rijksdienst voor Cultureel Erfgoed (RCE) en het Duitse Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz, Nordrhein- Westfalen. Doel van het project is bepalen hoe groot de maximale waterafvoer was bij enkele grote middeleeuwse overstromingen zoals die in 1374. ‘Dat geeft houvast over wat je in de toekomst kunt verwachten’, zegt projectleider Hans Middelkoop, hoogleraar fysische geografie aan de Universiteit Utrecht. ‘Ruwe schattingen uit eerder onderzoek geven aan dat de afvoer bij die overstromingen ruim boven de 18.000 kubieke meter per seconde lag. Dat onderzoek willen we nu veel netter overdoen.’ Historisch materiaalHoe bepaal je de Rijnafvoer in een tijd waarin die nog niet werd gemeten? Allereerst zal promovendus Bas van der Meulen aan de Universiteit Utrecht zo nauwkeurig mogelijk alle factoren die wel bekend zijn in kaart brengen. De middeleeuwen zijn in dat opzicht een gunstig tijdvak. Behalve dat er in die tijd enkele grote overstromingen hebben plaatsgevonden, is er nog net genoeg bekend om te reconstrueren hoe hoog en hoe ver die overstromingen toen reikten.  Dankzij historisch bronmateriaal zoals de Chronicon Coloniense, de kroniek waaraan het begin van dit artikel is ontleend, weten we bijvoorbeeld hoe hoog het water van de Rijn bij grote overstromingen ongeveer kwam. Maar dergelijke verslagen zijn fragmentarisch: het waterpeil werd niet overal en altijd genoteerd. Daarom combineert Van der Meulen de historische gegevens met archeologisch onderzoek.  Middelkoop: ‘Bij overstromingen spoelt niet alleen water over het land, maar ook fijne laagjes klei. Die klei laat een spoor achter, waaruit je nog steeds kunt zien welke stukken land bij een vroegere overstroming onder water stonden.’ TuinslangDe afvoer wordt vervolgens bepaald met een computermodel, dat UT-promovendus Anouk Bomers ontwikkelt. Dat model simuleert de waterstroom van de Rijn in de middeleeuwen. Dankzij historische kaarten weten we dat de rivier destijds flink anders was dan nu, met veel meer bochten. Daarnaast was het omringende landschap afwijkend en waren de dijken minder hoog, als die er al waren. Al die factoren worden meegenomen in het model om de middeleeuwse Rijnafvoer zo goed mogelijk te reconstrueren. Als dat is gelukt, kijken de onderzoekers bij welke afvoer vanuit Duitsland het model de waterstanden oplevert die het onderzoek van Van der Meulen heeft opgeleverd. In het model is de Rijn een soort tuinslang. De onderzoekers draaien bij Lobith aan de kraan, en kijken ze wanneer de gazons in het rivierengebied net zo blank komen te staan als in de overstromingskronieken van vroeger. Geen paniekWat als de ruwe schattingen uit het eerdere onderzoek kloppen, en de modellen aangeven dat de afvoer bij de middeleeuwse overstromingen veel hoger lag dan 18.000 kubieke meter per seconde? ‘Dan is er geen reden tot paniek’, zegt Middelkoop. ‘Er kunnen toen factoren hebben bijgedragen die nu geen rol meer spelen. Het klimaat was bijvoorbeeld anders: na een relatief warme periode in de middeleeuwen heerste een kleine ijstijd.’ Geen paniek dus, maar wel reden om de koppen bij elkaar te steken. Middelkoop: ‘Als ons onderzoek andere resultaten oplevert dan de simulaties van KNMI en Rijkswaterstaat, dan is het goed om de huidige methoden onder de loep te nemen. Zien we soms iets over het hoofd? De kracht van dit project is dat het de situatie op een andere, onafhankelijke manier beschouwt. Wij kijken naar wat er echt gebeurd is, in plaats van wat een neerslaggenerator voor de toekomst berekent.’ ===== Dit artikel is eerder verschenen in Impact, het relatiemagazine van STW. Het volledige magazine is beschikbaar als pdf-bestand. Liever een gedrukt exemplaar? Stuur dan een e-mail naar redactie@stw.nl. Tekst: Yannick FritschyFotografie: Bob van der Vlist