Wetenschap - 15 mei 2017

Satelliet meet sponswerking van klei

tekst:
Roelof Kleis
3

Kleigrond krimpt en zwelt onder invloed van vocht. Die beweging is met satellieten goed te volgen en levert in theorie een maat op voor de natheid van de bodem. De praktijk is evenwel weerbarstig.

(Foto: Bram te Brake)
Hoe nat het is, kun je meten. Neerslag is op veel manieren in kaart te brengen. Maar hoe vochtig de bodem is, hoeveel water de bodem bergt, is lastiger in beeld te brengen, legt hydroloog Bram te Brake uit. ‘Even in de bodem kijken is moeilijk.’ Hij verdedigt woensdag zijn proefschrift over het gebruik van radarbeelden om waterberging te meten aan de hand van bodemkrimp.

Radar
De techniek die Te Brake daarvoor gebruikt heet radar-interferometrie. Uit radarbeelden van een overvliegende satelliet wordt informatie afgeleid over de verticale verplaatsing van de bodem. En dat kan verbazingwekkend nauwkeurig. Afhankelijk van de gebruikte golflengte van de radar is tot op enkele millimeters nauwkeurig te meten of een bodem tussen twee opnamen is gedaald of gestegen.

porefschriftBramteBrake.jpg

Het gebruik van radarinterferometrie om veranderingen aan het aardoppervlak in kaart te brengen is niet nieuw, licht Te Brake toe. ‘Het wordt steeds vaker gebruikt om de gevolgen van aardbevingen, vulkanische activiteit of winningen van olie, gas of water in beeld te brengen. In Groningen wordt met deze techniek de verzakking van de bodem gemeten.’ Maar het in beeld brengen van kleikrimp en leggen van een verband tussen het vochtgehalte en die krimp is wel nieuw.

Purmer
Kleihoudende bodems krimpen als ze indrogen. Dat zie je doordat de bodem scheurt. Maar behalve in de breedte, vindt die krimp ook in de hoogte plaats. En die verzakking (of uitzetting) kun je dus afleiden uit de vergelijking van radarbeelden die met enige tussentijd zijn opgenomen. Te Brake deed dat voor kleibodems in de Noorduid-Hollandse polder de Purmer met hulp van een Duitse satelliet die opnamen met een tussentijd van elf dagen nam. De promovendus koppelde de radarsignalen aan het krimpgedrag van de bodem.

Eigenlijk kun je vanaf juni niet meer meten, omdat het signaal dan wordt verstoord door gewas
Bram te Brake

Zo simpel als het lijkt is het evenwel niet. Ook de radarbeelden hebben zo hun beperkingen, blijkt uit het werk van Te Brake. Dat komt door de verstorende werking van de bodembedekking. De radar ‘ziet’ het verschil niet tussen de bodem en alles wat erop groeit. ‘Met de korte golflengte die ik gebruikte (3,1 centimeter) kun je eigenlijk vanaf juni niet meer meten, omdat het signaal dan wordt verstoord door gewas.’ Meten met een langere golflengte kan dat probleem volgens Te Brake oplossen.

Krimpgedrag
Het krimpgedrag van kleihoudende grond blijkt bovendien lastiger dan Te Brake vooraf had ingeschat. In het ideale geval krimpt klei in alle richtingen evenveel met vochtafname. Labproeven met kluitjes klei laten evenwel zien dat zo’n verband maar deels lineair is. Het krimpgedrag van echte bodems in het veld is nog grilliger. Dat samen maakt een goede berekening van de verandering in waterberging lastig.

Het principe van de metingen werkt, bewijst Te Brake in zijn proefschrift. Maar praktische bruikbaarheid voor het waterbeheer is door alle mitsen en maren nog ver weg. ‘Dit is heel exploratief onderzoek en de omstandigheden waren niet ideaal. De grond in de Purmer bevat maximaal een kwart klei. Dat is niet veel. Er zijn zwaardere kleibodems, waarvan het krimpgedrag veel idealer is voor deze methode.’ Daarnaast is volgens Te Brake aangetoond dat kleikrimp een duidelijk effect heeft op het radarsignaal en dat daarvoor bij andere toepassingen gecorrigeerd moet worden.

Re:acties 3

  • Jos van Oijen

    Wie o wie, weet, kent of vermoedt dat er nog iemand in Wageningen op de hoogte is van, sympathiseerde/-t met, belangstelling had of heeft voor de kleihypothese van de vorig jaar overleden Alexander Graham Cairns-Smith. Met hem/haar zou ik graag eens van gedachte willen wisselen aan de hand van aardkundig materiaal. De Wageningse UB heeft van alle UB's de meeste publicaties/boeken van C-S op de planken liggen ...

    Met vriendelijke groet,
    Jos van Oijen, geoloog
    Debussystraat 31 Leiden

    Reageer
  • Webredactie

    Helemaal gelijk! Het kwartje is gevallen. Dat moet inderdaad 25% zijn of een kwart. De tekst is aangepast. Dank!

    Reageer
  • kwart procent

    "De grond in de Purmer bevat maximaal een kwart procent klei." 0.25 %? Dat is wel heel weinig. Waarschijnlijk moet daar staan: 25%

    Reageer

Re:ageer