Wereldwijd waterstanden monitoren met satellietdata
Met de Global Water Watch staan binnenkort voor iedereen zoveel mogelijk feiten over het wereldwijde oppervlaktewater gratis en heel gedetailleerd beschikbaar op het web. Het moet helpen om tot een evenwichtige en duurzamere omgang met zoet water te komen en bij calamiteiten een beter overzicht te hebben. De Behoeftestudie Waterbeheer in opdracht van het NSO was een belangrijke stimulans voor deze ontwikkeling.
In september begint het werk aan Global Water Watch, een nieuw informatieplatform voor iedereen die wil weten hoeveel oppervlaktewater er waar precies is. Het gaat wereldwijd om zo'n miljoen 'waterlichamen', met name reservoirs, meren en rivieren. Het Nederlandse Deltares is leider van dit tweejarig project, en gaat samen met het World Resources Institute en het World Wildlife Fund hieraan werken. Ze hebben daarvoor onlangs 1 miljoen euro subsidie vanuit het Google.org Impact Challenge On Climate gekregen na een selectie uit 100 indieners. Google heeft namelijk ook een filantropische tak, die met een jaarbudget van 200 miljoen dollar innovatieve projecten stimuleert van not-for-profit organisaties. De applicatie zal vrij raadpleegbaar zijn.
Sentinel-2 satellietbeelden tonen het resultaat van de overstromingen veroorzaakt door hevige regenval die West-Australië eind 2020 trof. Het linker satellietbeeld is van 11 november 2020, terwijl het satellietbeeld rechts werd genomen op 16 december 2020. | Beeld: ESA
De belangrijkste input zijn beelden uit satellietconstellaties van NASA en ESA. De data worden onmiddellijk bewerkt met kunstmatige intelligentie. “De app zal precieze digitale kaarten en bijna real-time informatie leveren over de beschikbare bronnen en waterhoeveelheden en de veranderingen daarin monitoren”, vertelt Chris Bremmer van Deltares, een gerenommeerd kennisinstituut op het gebied van water en ondergrond. Veel 'natte' gebieden op aarde zijn slecht gekarteerd. De exacte locatie van dammen, stuwen en andere details is vaak niet in beeld. “Met satellietdata worden land en water(hoogte) efficiënt in kaart gebracht en daarmee ook de afvoeren van rivieren. Het gaat erom dat beslissers antwoorden kunnen vinden op vragen als: hoeveel water bevat dit meer? Is er in die regio genoeg water dit jaar voor mens, dier en gewas? Hoe beheert het bovenstrooms gelegen land het water in de rivier en welk effect heeft dat stroomafwaarts op de kwantiteit?”
Onafhankelijk
“We starten eerst met het in kaart brengen van de feitelijke situatie”, licht Deltares-projectleider Gennadii Donchyts toe. “Vervolgens zullen we op de satellietbeelden analytische tools inzetten. In welke mate wordt het water gebruikt voor energie, drinkwater, landbouw etc.? Wat zijn grote gebruikers? Waar kunnen we verspillingen veronderstellen? Waar gaat de droogte of het hoogwater buitenproportioneel zijn?” De bevindingen zullen ook worden gekoppeld met het Water, Peace and Security Partnership (waarvan Deltares partner is), dat zich richt op conflictgebieden. “Water moet standaard worden meegenomen in de analyse van conflictsituaties. Kloppen de data die de landen onderling uitwisselen? Wij willen daarvoor een onafhankelijke, gezaghebbende bron zijn.”
Satellieten brengen de overstromingen van vorige maand in Nederland in kaart. De omvang van de overstroming is in het rood afgebeeld.| Beeld: ESA
Overstromingen
Ook bij calamiteiten zal er gemonitord worden en die zullen vaker voorkomen door de klimaatverandering. De recente overstromingen in Nederland en de omringende landen laten volgens Chris Bremmer niet zozeer zien dat er andere typen data nodig zijn – hoewel nieuwe instrumenten en satellieten natuurlijk altijd details zullen toevoegen – , maar vooral dat het gebruik van de bestaande data beter kan. “De modellen moeten nauwkeuriger en de data moeten beter geïntegreerd worden. Met de Global Water Watch krijgen we uitstekende voeding voor de zelflerende kunstmatige intelligentie. Maar zo'n gebeurtenis als in juli was een grote verrassing en dat zou het met beter instrumentarium waarschijnlijk ook zijn geweest. Er was sprake van een plotse, heel grote regenval in korte tijd, zonder veel beweging van de buienzone. Meteorologie is over het algemeen lastig voorspelbaar. We zullen wel vorderingen maken met het voorspellen van probleemlocaties door aanhoudende neerslag of aanhoudende droogte, zodat het bevoegd gezag eerder maatregelen kan nemen om de gevolgen van de extremen te verzachten.”
Impact
Het idee achter de Global Water Watch is ontstaan nadat Deltares in 2016 de Aquamonitor had ontwikkeld, waarmee oppervlaktewater-veranderingen wereldwijd in kaart zijn gebracht. Ook de Behoeftestudie Waterbeheer in opdracht van het NSO in 2019 was een stimulans, realiseert Chris Bremmer zich en hij ziet de link met het NSO terugkeren. “We denken dan met name aan hun Satellietdataportaal. Dat is niet alleen van groot nut voor Nederlandse toepassingen, maar ook omdat we daarmee gemakkelijk kunnen experimenteren met zeer hoge resolutie-databestanden. We kunnen er hypotheses mee testen: wat voegt het toe als we verschillende datakwaliteiten gebruiken? Dat kan uitmonden in nieuwe dataservices wereldwijd. Dat zullen overigens geen commerciële diensten zijn”, beklemtoont Gennadii Donchyts. “Het gaat ons om de impact die we willen hebben met onze data. Satellietdata zullen in de nabije toekomst de gevolgen van waterproblemen voor de samenleving helpen te verminderen.”
Global Water Watch | Beeld: Deltares