Onderzoekers richten zich op kantelpunten in rivierdelta’s voor betere beheersing van overstromingsrisico’s

Klimatverandering en kwetsbaarheid van rivierdelta’s

Klimatverandering leidt niet alleen tot stijgende zeespiegels, maar stelt ook onze rivieren op de proef. Onderzoekers van Wageningen University & Research waarschuwen dat rivieren kwetsbaarder worden voor plotselinge, permanente veranderingen, zoals het spontaan wijzigen van de loop van een rivier.

Dit gebeurt wanneer een extreme situatie—zoals een piekniveau van het water of een sterke stroming—de rivier naar een zogenoemd kantelpunt duwt. Om dergelijke verrassingen te voorkomen, is investeren in kennis over rivierdynamiek cruciaal. Op deze manier kunnen we ervoor zorgen dat zowel rivieren als mensen veilig blijven, zelfs in een veranderend klimaat.

Door klimaatverandering vallen periodes van zware regenval steeds vaker samen met stormen, waardoor rivieren meer water afvoeren dan ze aankunnen. Dit vergroot het risico op overstromingen, vooral in gebieden waar mensen het landschap hebben veranderd, bijvoorbeeld met dammen en rechte kanalen.

“Dammen blokkeren de natuurlijke aanvoer van zand en slib,” legt delta-onderzoeker Ton Hoitink uit. “Dit sediment is precies wat nodig is om de delta-niveaus op peil te houden. Zonder dit sediment zakt de delta langzaam, waardoor het land achter de dijken steeds lager komt te liggen. Dit creëert een soort ‘badkuip’—een laaggelegen gebied dat kwetsbaar is. Je wilt niet in een badkuip wonen als het water buiten stijgt.”

Verkeerde plaats, verkeerde tijd

Wanneer alles samenkomt op de “verkeerde plek”—een storm, zware regenval en het badkuip-effect—kan dit het hele systeem permanent veranderen. Dit is een voorbeeld van een kantelpunt.

In een nieuwe studie gepubliceerd in Nature Reviews Earth & Environment hebben de onderzoekers gekeken naar de processen achter dergelijke kantelpunten in delta’s—wat eraan voorafgaat, wanneer ze worden verwacht en wat de gevolgen zijn. Dit helpt beter in te schatten hoe we rivieren moeten beheren, of dat we ze in een veranderend klimaat hun eigen gang moeten laten gaan.

“Naast de vorming van diepe erosiepoelen hebben we drie andere kantelpunten onderzocht,” legt Roeland van de Vijsel, fysisch oceanograaf en hoofdauteur van de studie, uit. “Rivieren kunnen van koers veranderen, water kan snel zeer troebel worden, en zoutmoerassen kunnen verzuipen door landdaling en eroderende oevers.”

“Er heeft zich al een kantelpunt voorgedaan in de Eems, waardoor deze permanent troebel is geworden en het hele ecosysteem is veranderd. Potentieel zou ook de Westerschelde troebeler kunnen worden, maar deze heeft nog niet een kantelpunt bereikt. We willen dat voorkomen, en dit soort onderzoek helpt daarbij.”

Wereldwijde risico’s voor delta’s

Het team heeft een kaart gemaakt die de kwetsbaarheid van delta’s wereldwijd visualiseert. De kaart toont hoeveel sediment in de afgelopen 30 jaar is geblokkeerd door dammen en andere ingrepen, of rivierpieken en stormvloeden vaker gelijktijdig hebben plaatsgevonden, en de verwachte zeespiegelstijging in combinatie met landdaling. Dit biedt een duidelijk overzicht van de grootste risico’s voor elke delta ter wereld.

Van de Vijsel stelt: “De kaart toont bijvoorbeeld aan dat in het Rijn-Maasdelta in de afgelopen 30 jaar 70% minder sediment door de rivier is aangevoerd, voornamelijk door damconstructie. We zien ook dat de zeespiegels naar verwachting zullen stijgen terwijl het binnenland blijft zakken. Dit zijn twee factoren waarvan we weten dat ze het hele rivier systeem naar een kantelpunt kunnen duwen. Het is cruciaal om deze risico’s op tijd te herkennen en actie te ondernemen om verdere schade te voorkomen.”

Herstel van natuurlijke processen

Het goede nieuws is dat er ook een oplossing is: het toestaan en herstellen van natuurlijke processen. “Dit vereist een duidelijke visie en de bereidheid om keuzes te maken,” benadrukt Hoitink. “Bijvoorbeeld door tijdelijk landbouwgrond uit gebruik te nemen en open te stellen voor de aanvoer van zand en slib vanuit de zee, of door over te schakelen van landbouw naar aquacultuur. Het verhaal van Nederland in 2120 is een inspirerend voorbeeld van een langetermijnvisie die ons ook kan helpen gezondere en veiligere rivier systemen te ontwerpen.”

“Soms is een kleine duw nodig om natuurlijk herstel op gang te brengen,” voegt Van de Vijsel toe. “We begrijpen nu beter hoe de negatieve spiraal naar een kantelpunt werkt. We kunnen deze kennis gebruiken om de delta op het juiste moment in de juiste richting te duwen. We noemen dit ’terug kantelen.’ Kantelpunten zijn niet alleen negatief; we kunnen ze ook positief benutten. De nieuwe studie biedt ook meer inzicht in hoe we dit kunnen bereiken.”

In de klimaatwetenschap wordt het concept van kantelpunten steeds vaker besproken, en er is groeiende internationale aandacht voor dit onderwerp. In 2023 hebben meer dan 200 onderzoekers wereldwijd het Global Tipping Points Report uitgebracht, de meest uitgebreide studie over globale systeem kantelpunten tot nu toe. Klimat kantelpunten komen voor in verschillende gebieden: het smelten van poolijs, het verlies van tropische bossen en de verzuring van oceanen.

De gevolgen kunnen zowel positief als negatief zijn. Het is moeilijk te voorspellen wanneer een kantelpunt zal optreden. “Je kunt het vergelijken met een burn-out,” zegt Ton Hoitink. “Alle waarschuwingssignalen zijn aanwezig, maar het moment waarop je de laatste duw krijgt die je over de rand duwt, is onmogelijk te voorspellen.”