Kees Floor, Zenit, december 2009
Klimaatverandering vormt een probleem voor onder anderen de bewoners van delta's in Azië en elders ter wereld, zo schreef het internationale klimaatpanel IPCC in zijn rapport uit 2007. Zeespiegelstijging, krachtiger orkanen, intensievere stortregens en hogere piekafvoeren van rivieren vormen een steeds frequenter bedreiging voor het dagelijks leven in deze regio's. Menselijke ingrepen in gebieden bij riviermondingen of stroomopwaarts verergeren de situatie en doen de kans op rampen verder toenemen.
 |  |  |
1.
Satellietbeeld in valse kleuren van de Lena delta in het noorden van Siberië,
Rusland. De Lena is 4400 kilometer lang en daarmee een van de langste rivieren
ter wereld. De rivier stroomt rechtsonder het gebied binnen dat in beeld is, om
zich snel te vertakken in talrijke rivierarmen. Deze monden uit in de Laptevzee
aan de rand van de Noordelijke IJszee. De delta is de meest kwetsbare ter wereld
door de hoge stormvloeden die er kunnen optreden, maar er wonen weinig mensen.
In de delta ligt Ruslands grootste Nationaal Park. Instrument: Enhanced Thematic
Mapper plus (ETM+). Satelliet: Landsat 7. Datum: 27 juli 2000. Bron: USGS. | 2.
De Nijl is met zijn 6700 kilometer de langste rivier ter wereld en zijn delta
een van de bekendste. Door het duidelijke contrast tussen de begroeiing in de
delta en het woestijnzand daarbuiten, komt de karakteristieke driehoekvorm op
dit satellietbeeld in natuurlijke kleuren goed tot zijn recht. Het gebied krijgt
mede door de aanleg van de Aswandam 98% minder sediment dan aan het eind van de
negentiende eeuw en daalt ten opzichte van het zeeniveau 4,8 mm per jaar. Van
de verscheidene armen die vroeger in zee uitkwamen, zijn er door verzanding, veranderingen
in relief en kustverdedigingswerken nog slechts twee over: de westelijk gelegen
Rosetta en de Diametta. Ze komen bij de gelijknamige havenplaatsen (Rashid en
Dumyat) uit in de Middellandse Zee. Instrument: MODIS. Satelliet: Terra. Datum:
26 september 2009. Bron: NASA/GSFC Modis Land Rapid Response Team. |
|
Bij
veel rivieren die in zee uitkomen, verdeelt het water zich in de benedenloop over
verscheidene armen (figuur 1). Het gebied tussen die slingerende waterlopen wordt
delta genoemd, omdat het vaak een min of meer driehoekige vorm heeft, net als
de gelijknamige Griekse hoofdletter D ( ). Vooral bij de Nijl, waar het groen
van de delta duidelijk afsteekt tegen de geelbruine tinten van het woestijnzand
daarbuiten, komt die driehoekvorm goed tot zijn recht (figuur 2). Er zijn echter
ook andere vormen mogelijk, zoals het 'vogelpootpatroon' van de Mississippidelta
(figuur 3).
Een delta is opgebouwd uit sediment dat in het verleden door de
rivier is meegevoerd. Als het rivierwater in zee terecht komt, neemt de stroomsnelheid
af en zakt het sediment naar beneden. Aan de bruinige tint van het zeewater bij
riviermondingen, onder andere op satellietbeelden in natuurlijke kleuren, is doorgaans
te zien dat het water sediment bevat (figuren 4 en 5).
Deltadynamiek
In
de loop van eeuwen wordt laag op laag afgezet, zodat de delta boven zeeniveau
komt te liggen. Aan de zeekant proberen stromingen, golfslag en getijden iets
van het nieuw afgezette land af te knabbelen, maar zolang er meer sediment wordt
aangevoerd dan er door kusterosie verdwijnt, kan de delta verder groeien richting
zee. Als de afzetting van sediment door de rivier andere processen sterk overheerst,
ontstaat de vogelpootvorm.
In natte perioden krijgt een rivier soms zoveel
water te verwerken, dat hij buiten zijn oevers treedt. Er zet zich dan, vooral
in de lagergelegen delen van het overstroomde gebied, zand en klei af. Op deze
manier houdt de rivier de delta in stand of kan de delta verder zeewaarts groeien.
Klimaatverandering, met bijbehorende zeespiegelstijging en door sterker wordende
stormen en golfslag toenemende kusterosie, kan de groei tegenhouden of doen omslaan
in krimp. De bewoners en gebruikers van de delta lopen dan toenemende risico's.
 |  |
| 5. Delta van de Ganges in Bangla Desh. De vele armen van de rivier transporteren sediment, dat deels terecht komt in de Golf van Bengalen (beige en groenige tinten). De delta is dicht bevolkt; er wonen tussen de 115 en 143 miljoen mensen. Instrument: MODIS. Satelliet: Terra. Datum: 14 april 2009. Bron: NASA/GSFC Modis Land Rapid Response Team. |
Wonen
en werken in de delta
Ondanks de gevaren of ongemakken van stormen
en overstromingen, hebben delta's altijd grote aantrekkingskracht uitgeoefend
op de mens en doen dat nog steeds. De vruchtbare en gemakkelijk te bewerken grond
is uitermate geschikt voor landbouw, zodat er voldoende voedsel is. Bovendien
liggen er vaak rijke visgronden bij riviermondingen. Er is voldoende water beschikbaar
als drinkwater of voor de landbouw. Havens en vaarwegen zijn aanwezig of eenvoudig
aan te leggen en uit te diepen. Vandaar dat veel delta's intensief bewoond worden.
Daar komt nog bij dat de natuur er in nog niet door de mens aangetaste delen prachtig
of vaak zelfs overweldigend is, met een grote rijkdom aan planten- en diersoorten.
Dat maakt de delta's ook interessant voor ecotoeristen en andere niet-bewoners.
Wereldwijd
bezien wonen er bijna een half miljard mensen in of in de buurt van delta's, deels
in miljoenensteden. Elk jaar krijgen meer dan 10 miljoen bewoners van delta's
echter te maken met overstromingen door alleen nog maar stormvloeden. Door overvloedige
regenval buiten hun oevers getreden rivieren en tsunami's zijn dan dus nog buiten
beschouwing gelaten. Als het zeewater gaat stijgen en de bevolking in de delta's
verder toeneemt, worden ook de aantallen mogelijke slachtoffers steeds groter.
Méér
dan zeespiegelstijging
Dit betekent niet dat de veiligheid van de
delta's gewaarborg is, als de zeespiegelstijging tot staan zou komen, zo blijkt
uit een recentelijk in Nature Geoscience verschenen artikel (Syvitski et al.,
2009). Waar het om gaat is of de delta in de loop der jaren hoger komt te liggen
ten opzichte van het gemiddelde zeeniveau of lager. Daarbij spelen naast de zeespiegelstijging
onder andere natuurlijke stijg- en daalbewegingen van de aardkorst een rol. Verder
blijft voor het onderhoud en de versterking van de delta door de rivier aangevoerd
sediment nodig. Op dat punt gaat het in veel delta's mis, vooral na ingrepen van
de mens. Zo houden bovenstrooms aangelegde stuwdammen vaak zand en klei tegen,
dat anders voor het aangroeien van de delta zou worden gebruikt. Het bedijken
van rivieren en het afsluiten van rivierarmen gaat overstromingen tegen; daardoor
komt er vrijwel nooit meer nieuw sediment terecht op de vlakte van de delta. Ook
leggen dijken de weg vast die de rivier moet volgen, en daardoor ook het sediment,
voor zo ver het niet is verdwenen in irrigatiesystemen. De rivier kan zijn loop
niet meer verleggen om andere delen van de delta van vers sediment te voorzien.
De
delta zakt ook door inklinking van de bodem, doordat de lege ruimtes tussen de
zand- en kleideeltjes op den duur verdwijnen of het water dat zich daar bevindt,
wordt weggepompt. De bodemdaling is nog sterker als er in de delta aardgas, olie
of grondwater wordt gewonnen. Zo daalde de Podelta in de vorige eeuw 3,7 meter,
waarvan 81% voor rekening kwam van aardgaswinning. Al deze factoren moeten worden
meegenomen om te bepalen of het risico van overstromingen toe- of afneemt.
 |  |  |
| 6. Satellietbeeld in valse kleuren van overstromingen langs de Mekong in Cambodja en Vietnam. Vooral het gebied van de dichtbevolkte delta van de Mekong in het zuidwesten van Vietnam is zwaar getroffen. Het water in de overstroomde gebieden steekt met zijn blauwe tint duidelijk af tegen het groen van de omgeving. De Mekong komt via een netwerk van rivierarmen uit in de Zuid-Chinese Zee. Instrument: MODIS. Satelliet: Terra. Datum: 8 november 2007. Bron: NASA/GSFC Modis Land Rapid Response Team. |
| 8.
Delta van de drooggevallen Colorado in Neder-Californië, Mexico, bij laag
water. Het sediment van de rivier bouwde in de afgelopen 2-3 miljoen jaar een
140 kilometer lange delta op, die begint bij de huidige grens tussen de Verenigde
Staten en Mexico. Door de bouw van twee dammen is de monding van de rivier droog
komen te liggen en de aanvoer van sediment gestopt. Rechts ligt met de bruingele
kleur van woestijnzand de Desierto de Altar. De witte tinten zijn van uitgestrekte
zoutvlaktes. Onderaan is de Golf van Californië met tussen twee rivierarmen
het Isla Montague. De opname werd op 2 juni 2004 gemaakt met een digitale camera
vanuit het Internationaal Ruimtestation ISS. Bron: NASA ISS009E09839. Afrikaans gezegde: Al is de rivier opgedroogd, hij behoudt zijn naam. |
Dalende
delta's
De auteurs van het artikel in Nature Geoscience gingen voor
33 grotere delta's na of het verschil met het zeeniveau in de afgelopen vijftig
jaar was toe- of afgenomen. Voor de meeste delta's, 24, gold dat ze daalden. Ook
keken ze naar grote overstromingen die in de afgelopen jaren hebben plaatsgevonden,
om een inschatting te maken hoeveel sediment er terecht kwam op een hoe groot
gebied. Van de onderzochte delta's kreeg 85% de afgelopen tien jaar te maken met
overstromingen. Daarbij kwam in totaal 260.000 vierkante kilometer land tijdelijk
onder water te staan. Alleen al in 2007 en 2008 deden zich overstromingen voor
in acht van de 33 delta's. Ze eisten ruim 100.000 slachtoffers en meer dan een
miljoen mensen raakten dakloos.
Verder maakten de onderzoekers een inschatting
van de toe- of afname van de kwetsbaarheid van de delta voor overstromingen of
voor het verloren gaan van land. Bij sommige delta's bleek de aanvoer van sediment
in de afgelopen vijftig jaar niet of nauwelijks veranderd. Dat geldt bijvoorbeeld
voor de Amazone in Brazilië, de Congo in Democratische Republiek Congo en
de Orinoco in Venezuela. In andere gevallen, zoals bij de Donau in Roemenië,
is de hoeveelheid sediment wel minder geworden, maar is de aangroei nog steeds
groter dan de zeespiegelstijging. In al deze delta's loopt de veiligheid dus niet
terug.
De meeste delta's dalen echter sneller dan de zeespiegel stijgt. Nu
eens is de aanvoer van sediment te ver afgenomen om de zeespiegelstijging bij
te houden, zoals bij de Indus in Pakistan. Dan weer is het de combinatie van minder
sediment en natuurlijke inklinking of bodemdaling door gas-, olie- of grondwaterwinning.
Dat gaat op voor onder andere de Mississippi in de Verenigde Staten (figuren 3
en 4), de Ganges in Bangla Desh (figuur 5), de Mekong in Vietnam (figuur 6) en
de Irrawaddy in Myanmar (Birma) (figuur 7). Soms is de aanvoer van sediment zelfs
nagenoeg volledig to stilstand gekomen. Voorbeelden hiervan zijn de Colorado in
Mexico (figuur 8), de Nijl in Egypte (figuur 2) en de Parelrivier (Zhu Jiang)
(figuren 9-11) in het zuidoosten van China.
SRTM
Bij
hun inschatting van kwetsbaarheid van delta's maakten de onderzoekers gebruik
van vanuit de ruimte verkregen gegevens van het aardoppervlak. De topografie van
de delta's werd bepaald uit metingen van de Shuttle Radar Topography Mission (SRTM).
Deze radarhoogtemeter werd meegevoerd door het ruimteveer Endeavour tijdens een
elf dagen durende missie in februari 2000. Daarbij werd de topografie van het
aardoppervlak tussen 60 graden noorder- en zuiderbreedte opgemeten. Delta's buiten
dit meetgebied, zoals die van de Lena in Siberië (figuur 1) konden daardoor
niet meedoen met dit onderzoek.
De meetgegevens werden in kaart gebracht op
de manier zoals getoond in figuur 9 voor de dichtbevolkte delta van de Parelrivier
(Zhu Jiang). Het paarse gebied ligt onder zeeniveau. Deze delta en de eveneens
door miljoenen mensen bewoonde Mekong delta in Vietnam lijken uitzonderlijk kwetsbaar
voor overstromingen. Dat komt door de omvang van het gebied onder zeeniveau, de
beperkte bescherming van de kust en het frequent optreden van tropische cyclonen.
In de 33 onderzochte delta's ligt in totaal 26.000 vierkante kilometer land
onder zeeniveau. De onderzoekers berekenden dat het gebied dat minder dan 2 meter
boven zeeniveau ligt en daardoor het gevaar loopt onder te lopen door overstromingen,
in de loop van deze eeuw met 50% toeneemt als de voorspellingen van het internationale
klimaatpanel IPCC werkelijkheid worden. Als je in aanmerking neemt dat de tyfoon
Nargis in mei 2008 in de delta van de Irrawaddy een gebied onder water zette met
een hoogte tot zes meter boven zeeniveau (figuur 7), dan is die 50% misschien
aan de voorzichtige kant, zo voegen de auteurs van het artikel in Nature Geoscience
daaraan toe.
 |  Boven: de 33 delta's die werden betrokken in het onderzoek van Nature Geoscience |
|
MODIS
De
omvang van overstroomde gebieden bepaalden ze uit satellietbeelden in natuurlijke
kleuren (zoals het beeld van de overstromingen van de Mississippi in figuur 4)
of in valse kleuren. De beelden zijn gebaseerd op stralingsmetingen van de Moderate
Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) op de Amerikaanse satellieten Terra
en Aqua. De Terra werd gelanceerd in december 1999, zodat men alleen over bruikbare
gegevens beschikte van de afgelopen tien jaar. Op de zichtbaarlichtbeelden zijn
modderbruine waterstromen en bruinachtig bouwland overigens vaak moeilijk uit
elkaar te houden. Met beelden in valse kleuren, gebaseerd op een combinatie van
stralingsmetingen in het zichtbaar licht, het infrarood en het nabij-infrarood,
is het onderscheid tussen overstroomd en niet-ondergelopen land gemakkelijker
te maken. Overstroomde gebieden steken door hun blauwe tint duidelijk af tegen
de door vegetatie groen getinte omgeving (zoals bij de overstromingen in de delta
van de Mekong in figuur 6).
Een satellietbeeld toont een momentopname en het
slechte weer dat de overstromingen veroorzaakt heeft, is als de wateroverlast
op gang is gekomen vaak nog niet over. Bewolking kan dan het zicht op de overstroomde
gebieden ontnemen. Daarom is er winst te behalen door gegevens van twee of meer
satellietbeelden te combineren. Dat is gedaan in figuur 7, die net als de figuren
2, 4-6 is gebaseerd op MODIS-stralingsmetingen. Het satellietbeeld toont de door
de tyfoon Nargis veroorzaakte overstromingen in Myanmar op 5 mei 2008. Er zijn
gegevens gebruikt van de MODIS op de Terra-satelliet, die in de tweede helft van
de ochtend overkomt, en van het identieke instrument op de zustersatelliet Aqua,
die in het begin van de middag passeert. Overstroomde gebieden, voor zover zichtbaar
op een van beide beelden, zijn blauw. Eventueel ondergelopen land dat op beide
tijdstippen schuilging achter bewolking, ontbreekt. De groene en gele tinten zijn
gebaseerd op gegevens uit de zogeheten 'MODIS Vegetation Continuous Fields database'
met informatie over de hoeveelheid bomen per oppervlakte-eenheid. In de donkergroene
gebieden staan veel bomen, in de gele gebieden weinig.
Landsat
Voor
de illustraties bij dit artikel zijn ook beelden gebruikt van andere instrumenten
en satellieten. Zo leveren de Amerikaanse Landsat-satellieten ons als sinds 1972
gedetailleerde beelden van allerlei gebieden op aarde (zie ook Zenit,
november 2008). Het satellietbeeld van de delta van de Lena (figuur 1) is
gemaakt op basis van stralingsmetingen in rood zichtbaar licht, het infrarood
en het nabij infrarood door de Enhanced Thematic Mapper plus (ETM+) op de Landsat
7.
Ook de satellietbeelden van de figuren 10 en 11 komen van Landsat. Ze tonen
de delta van de Parelrivier (Zhu Jiang) in het zuidoosten van China, dus hetzelfde
gebied als in het SRTM-beeld van figuur 9. Vegetatie is rood, water blauw en bebouwing
grijsblauw. Op figuur 10 uit 1979 overheersen de rode tinten. Er was dus veel
vegetatie aanwezig en er had nog geen urbanisatie plaatsgevonden. Die kwam een
jaar later op gang, wat leidde tot grote veranderingen in het landschap. In 1980
vestigde de Volksrepubliek China er namelijk een speciale economische zone, Shenzhen,
met het doel buitenlandse investeringen aan te trekken in dit gebied net ten noorden
van Hong Kong. In de jaren daarna moest veel vegetatie plaats maken voor bebouwing
en bestrating. Het resultaat daarvan is te zien in figuur 11, die hetzelfde gebied
toont in 2003. De verschillen zijn opmerkelijk; de grijsblauw tint van bebouwing
en bestrating overheerst het beeld nu volledig. De bebouwde en bestrate delta
zal bij heftige regenval, bijvoorbeeld door in die streken geregeld voorkomende
tropische cyclonen, het water veel sneller naar de rivierarmen willen afvoeren
dan een 'groene', in Landsat-beelden roodgekleurde delta, wat dus extra problemen
met zich meebrengt voor de waterhuishouding in het gebied.
 | |
| 10
(muis naast beeld). Delta van de Parelrivier in 1979, voor de urbanisatie er op
gang kwam. Vegetatie is rood, water blauw, bebouwing en bestrating blauwgrijs.
Instrument: Multispectral Scanner (MSS). Satelliet: Landsat 3. Datum: 19 oktober
1979. Bron: NASA/Earth Observatory en University of Maryland. 11 (muis op beeld). Delta van de Parelrivier in 2003. Het gebied is veel meer bebouwd dan in 1979. Instrument: ETM+. Satelliet: Landsat 7. Datum: 10 januari 2003. Bron: NASA/Earth Observatory en NASA/GSFC. |
Meer
ruimtebeelden
Een andere bron van gedetailleerde landopnamen is
de Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) op de
Amerikaanse satelliet Terra, die ook MODIS-beelden levert. De Amerikanen en Japanners
die bij de ontwikkeling van de ASTER betrokken zijn, beschouwen het instrument
als de 'zoomlens' van de Terra. De beelden hebben een resolutie van maar liefst
15 meter. Figuur 3 is afkomstig van de ASTER; in de figuur is de karakteristieke
vogelpootvorm van de Mississippidelta gedetailleerd vastgelegd.
De foto van
de monding van de Colorado in Mexico (figuur 8) werd genomen met een digitale
camera door de bemanning van het internationaal ruimtestation ISS.
Rijn-Maas-Schelde
| |
| Literatuur: Reker, J. et al., Deltas on the move, KvR report 001/2006. Syvitski, J.P.M. et al., Sinking deltas due to human activities. Nature Geoscience, 20 september 2009. doi:10.1038/ngeo629. | 12: satellietbeeld in valse kleuren (mouse off) en in ware kleuren (mouse on)van de Rijn-Maas-Schelde delta. Instrument: MODIS. Satelliet: Terra. Datum: 18 september 2009. Bron: NASA/GSFC Modis Land Rapid Response Team. |
