“Dit heb ik wel gewoon geflikt,” dacht Wegman toen ze haar onderzoeksapparatuur op het dek van het schip Frans Naerebout zag liggen. Haar opstelling bestond niet uit standaard laboratoriummaterialen. Het schip van Rijkswaterstaat was bepakt met betonnen schijven van drieduizend kilo per stuk, piramidevormige frames van een meter bij een meter, vele meters aan kettingen, touwen met zoutsensoren, grote ‘ballonnen’ van rubber en boeien met door haar gekozen namen erop: MS1 (MeetStation) tot MS6. Bij het zien van de zwarte letters op de gele boeien, “kwam het echt tot leven wat ik de hele tijd aan het intekenen was op een kaartje van de Rijn-Maasdelta,” zegt Wegman.

Wegman wil erachter komen hoe zoutindringing precies werkt en daarvoor gaat ze geen uitdaging uit de weg. Zeventien weken lang mat ze met groot geschut hoe zoet en zout water worden uitgewisseld tussen zee en rivieren in de Rijn-Maasdelta bij Rotterdam. Eerst zou de meetperiode zeven weken duren, maar de extreem droge zomer van 2022 was “perfect” voor Wegman haar onderzoek. Dus overtuigde ze Rijkswaterstaat om het project met tien weken te verlengen. “Dat was een lange zomer, maar wel een leerzame zomer”, zegt ze.

Verzilting

Verzilting van rivieren neemt de laatste jaren toe. Dat is slecht nieuws, want daardoor is er minder zoet water beschikbaar en dat brengt onze drinkwatervoorraad in gevaar. Ook voor boeren en de industrie kan een tekort aan zoet water voor problemen zorgen. Om de zoutindringing te begrijpen en oplossingen te vinden hebben vijf Nederlandse universiteiten, Rijkswaterstaat, waterschappen, onderzoeksinstituten, adviesbureaus, havenautoriteiten en baggerbedrijven zich verenigd in het zesjarige, door NWO-gefinancierde, onderzoeksproject SALTISolutions dat geleid wordt door Julie Pietrzak, promoter van Wegman.

Hoe ver zout water de rivier in komt, varieert bijvoorbeeld door de rivierafvoer. De extreem lage afvoer tijdens de droge zomer van 2022 maakte het veel gemakkelijker voor het zoute water om ver landinwaarts te dringen. Ook springtij, doodtij en de wind bij de riviermonding hebben effect op zoutindringing. “Dat is het grote plaatje, maar de relatie tussen de Rijnpluim (de zoetwatermassa die vanuit de Rijn de zee in stroomt) die langs de kust stroomt en zoutindringing is niet eerder onderzocht”, zegt Wegman.

Met veldwerk onderzoekt Wegman wat de meeste invloed heeft op zoutindringing. Haar collega Marlein Geraeds maakt een zo accuraat mogelijke digitale weergave van de Rijn-Maasdelta, die vergeleken wordt met de resultaten van het veldwerk. Met dit numerieke model is het mogelijk om bijvoorbeeld te testen hoe effectief maatregelen van Rijkswaterstaat zijn, zoals het omleiden van water en restricties voor het onttrekken van rivierwater.

Rubberen ballon

Door geleidbaarheidssensoren in een rechte lijn boven elkaar te plaatsen kon Wegman op verschillende dieptes het zoutgehalte meten. Maar hoe laat je sensoren op verschillende dieptes in het water zweven? Ze bevestigde het ene uiteinde van een touw met de sensoren aan een betonblok en het andere uiteinde aan een rubberen ‘ballon’. De ballon van precies de juiste grootte, moest de sensoren in een rechte lijn omhoog houden. Een te grote ballon zou scheef worden getrokken door de stroming, een te kleine ballon zou te weinig drijfkracht hebben.

Boeien, betonblokken en driehoekige frames leende ze van Rijkswaterstaat. Een rubberen ballon vinden van precies de juiste afmeting was minder eenvoudig: “Op het gegeven moment heb ik allemaal vissers in Urk afgebeld om te vragen of zij nog zulke grote boeien hadden liggen”, vertelt Wegman lachend.

Dagenlang op zee voor de wetenschap

Het plaatsen van het eerste meetstation, MS1, herinnert Wegman zich als “een van de spannendste dingen.” Met een kraan werd het eerste betonnen blok overboord gehesen. Een gespierd bemanningslid met korte broek en oranje rubberlaarzen schopte nonchalant tegen het blok beton om het van het schip af te begeleiden. Wegman stond er met twee collega’s naast. Beschermend hielden ze een ketting met sensoren vast. “Het is heel grof materieel, maar er zitten kwetsbare sensoren aan”, zegt ze. Zo gecontroleerd mogelijk lieten ze de ketting vieren, het water in. En weg waren ze.

Na het plaatsen van alle negen meetpunten - zes op zee en drie in de Nieuwe Maas - ging ze er elke drie tot vier weken op uit om alle sensoren schoon te maken. Door de warmte zat er veel aangroei op. “Optakelen, schoonmaken, controleren of alles nog goed vast zat… Dat was wel hard werken”, zegt Wegman.

Door de meterslange kettingen aan de apparatuur konden ze de opstelling die geen boei had terugvinden en van de bodem optakelen. “Elke keer weer was het spannend of het er nog lag. Er kan altijd een vissersboot komen die er toch overheen vaart”, zegt Wegman. Soms moesten ze een paar keer heen en weer varen voor het dreganker, dat over de bodem sleept, de ketting te pakken had. Bekijk het fragment in Atlas TV.

13-uurs metingen

Twee dagen zat Wegman van vijf uur ‘s ochtends tot zes uur ‘s avonds op het schip om al varende de zoutindringing gedurende de hele eb- en vloedcyclus te meten. Op een enkele zeehond na die zijn kop boven water stak, waren dat geen avontuurlijke tochten. “Het is niet alsof je spectaculair hard over de rivier gaat varen. Je moet echt heel langzaam varen, anders mislukken de metingen”, zegt Wegman.

Wél leuk was dat tijdens de dertien-uurstochten de data van de stroomsnelheidsmeter onder de boot realtime binnenkwam. Daarmee is het mogelijk om golven onder water te zien, die ontstaan op een scheidingslijn van verschillende lagen (zoet en zout) water. “Ik vind het fascinerend om de interne golven te kunnen waarnemen, die je niet ziet vanaf het wateroppervlak”, zegt Wegman. 

Sensor vol zeewater

Van de vaste meetstations kreeg Wegman achter haar bureau in Delft geen enkele terugkoppeling. De data werd alleen onder water opgeslagen. Na zeven weken besloot ze de opstelling te vervangen, want de batterijen begonnen leeg te raken. Eindelijk had ze voor het eerst data.

Wel bleek één van de sensoren vol te zijn gelopen met water. “Ik dacht daar kan ik niets meer mee.” Maar knappe koppen bij de faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica wisten de data toch uit te lezen. “Dat zijn geluksmomentjes”, zegt Wegman.

Extreem droge zomer

Alle inzet van Wegman was niet voor niets. De meetperiode, die al twee jaar gepland stond, bleek heel gunstig uit te komen. De zomer van 2022 was extreem droog, nog nooit stond het water in de rivier zo laag. “Dat was precies de situatie die ik wilde onderzoeken”, zegt Wegman. Want bij droogte komt het zoute water veel verder de rivier in. “Uiteindelijk hebben we tot voorbij Ouderkerk aan den IJssel zout water kunnen detecteren.”

Headerfoto: Alexander Horner-Devine (University of Washington)

Gepubliceerd: Mei 2023