Satellietdata gaan waterbeheerders ondersteunen in waterbeheer

Het onderzoeksvoorstel Optimizing Water Availability using Sentinel-1 Satellites (OWAS1S) was succesvol in het STW programma WATER 2014. Het onderzoeksbudget wordt onder andere gebruikt voor het aanstellen van drie promovendi, twee aan de Universiteit Twente, bij de faculteiten ITC en CTW en een in Wageningen. 
De promovendi gaan een nieuwe Europese satelliet, Sentinel-1 gebruiken om met ongeëvenaarde ruimtelijke resolutie (10-m) de draagkracht voor landbouwvoertuigen en vochtbeschikbaarheid voor planten te meten. Door deze informatie te combineren met bestaande modellen wordt onderzocht hoe waterbeheer geoptimaliseerd kan worden. 

Vasthouden of afvoeren?
Het onderzoek moet waterschappen ondersteunen bij de keuze op welk moment water onder landbouwgronden moet worden afgevoerd, vertelt onderzoeker dr. Ir. Rogier van der Velde, van universiteit Twente. “Tijdens de transitie van de natte winter naar de droge zomer staat de Nederlandse waterbeheerder voor het dilemma om water vast te houden of juist af te voeren. Vasthouden betekent dat landgronden natter blijven met als gevolg dat de draagkracht onvoldoende is voor uitvoeren van bewerkingen waarmee het groeiseizoen wordt verkort. Aan de andere kant te vroeg beginnen met water afvoeren kan zorgen voor een vochttekort in droge zomermaanden met desastreuze gevolgen voor de gewasgroei en landbouwproductie.” Waterschappen kunnen de informatie, verkregen uit de satellietdata, gebruiken om weloverwogen beslissingen te nemen ten aanzien van dit jaarlijks terugkerende dilemma. 


Sentinel-1
De Sentinel-1 werd in april vorig jaar gelanceerd vanuit de Europese ruimtehaven Kourou in Frans Guyana. De radarsatelliet maakt deel uit van een omvangrijk Europees aardobservatieprogramma. Sentinel-1a maakt met zijn radar elke twaalf dagen een totaalopname van de aarde. Sentinel-2, 3, 4 en 5 volgen nog, allemaal met specialistische apparatuur aan boord om onder meer de luchtkwaliteit, klimaatverandering, zeestromingen en bodemveranderingen vast te leggen. 
Sentinel-1a maakt elke twaalf dagen een opname, als binnenkort ook Sentinel-1b is gelanceerd komt er zelfs elke zes dagen data vrij voor de onderzoekers. Van der Velde vertelt dat het gaat om beelden van een microgolf-satelliet waarmee je “als het ware door de wolken heen kijkt”. 
Van der Velde vertelt dat het de eerste keer is dat de ruimtevaart kan garanderen dat de dadardata met een hoge ruimtelijke resolutie beschikbaar komen. Het gaat om open data, die gratis door iedereen te gebruiken zijn. 

Backscater
De satelliet meet met microgolven de radarreflectie: de backscater. De reflecties veranderen als de hoeveelheid vocht in de bodem verandert. De draagkracht is afhankelijk van het vochtgehalte in de bodem. Door de data van de satellieten te combineren met bodemtypekaarten en andere gegevens van het waterschap, zoals de grondwaterstand willen we de vochtbeschikbaarheid voor planten bepalen.”

Sentinel-1 beeld van Enschede van 8 oktober 2014. In aangepaste resolutie. Foto via Rogier van der Velde

Ambitie
De UT-onderzoeker kijkt enorm uit naar het onderzoek. “We spreken in de wetenschappelijke wereld al dertig jaar over het gebruik van satellietdata in het waterbeheer. Nu begint dan eindelijk de acceptatie te komen dat we data inderdaad in Nederland kunnen gebruiken voor waterbeheer. Dit is de eerste keer dat de Nederlandse watersector wetenschappelijk onderzoek naar het gebruik van satellietbeelden voor optimaliseren van waterbeheer op deze manier ondersteunt. Mijn ambitie is om binnen het project in samenwerking met de andere partijen nuttige toepassingen voor satellietdata te kunnen ontwikkelen waar waterbeheerders echt iets aan gaan hebben.”

Consortium
Het STW-programma WATER is onderdeel van de onderzoeks- en innovatieagenda’s van de Topsector water. 
Naast de universiteit Twente en Wageningen nemen in het consortium de provincie Overijssel, Rijkswaterstaat, Hoogheemraadschap De Stichtse Rijnlanden en de waterschappen Aa en Maas, Groot Salland en Vechtstromen deel. Ook behoren ZLTO, Deltares, Stowa, HKV, HydroLogic, en de Technische Universiteit Wenen tot het consortium.