‘Mr. Evaporation’: ‘Nergens in de wereld kun je nog veilig regenwater drinken’

Rivieren drogen uit en de kwaliteit van het grondwater gaat achteruit. ‘We moeten dringend terug naar een natuurlijker leefomgeving,’ zegt de Vlaamse hydroloog Wilfried Brutsaert, winnaar van de ‘Nobelprijs voor Water’.

Op 31 augustus kreeg de 88-jarige Vlaamse waterexpert Wilfried Brutsaert in de Zweedse hoofdstad de Stockholm Water Prize uit handen van koning Carl XVI Gustaf. Omdat de prijs mee wordt uitgereikt door de academie die de Nobelprijzen toekent, wordt hij weleens de Nobelprijs voor Water genoemd. De uitreiking ging gepaard met een symposium over Brutsaerts stokpaardje: onzichtbaar water. Anders dan regen- en rivierwater gaat het om waterbronnen en waterstromen die minder gemakkelijk te zien en te bestuderen zijn: grondwater en verdamping.

Vooral dat laatste was de focus van Brutsaerts onderzoek. In kringen van hydrologen wordt hij weleens ‘Mr. Evaporation’ genoemd: ‘Meneer Verdamping’. Het werk van Brutsaert sloeg een brug tussen water op het land en in de atmosfeer. Omdat beide in een eindeloze hydrologische cyclus aan elkaar ge-koppeld zijn – water op het land verdampt, komt in de atmosfeer terecht en valt als regen weer naar beneden – kan de studie van het ene niet zonder het andere. Brutsaerts werk mondde uit in nieuwe inzichten over de eigenschappen van de watercyclus.

U doet wetenschappelijk onderzoek sinds 1957. Heeft de prijs u verrast?

Wilfried Brutsaert: Het was zeer onverwacht en overweldigend. Zulke prijzen worden dikwijls met veel vertraging toegekend, want nieuwe inzichten sijpelen doorgaans slechts langzaam door. Het duurt een tijdje voor het belang ervan duidelijk wordt.

Kunt u uitleggen waarmee u als ‘Mr. Evaporation’ het verschil hebt gemaakt?

Brutsaert: Het is niet één groot verhaal, het waren vele kleine bijdragen, jaar in jaar uit. In 1982 heb ik wel een boek geschreven, dat een standaardwerk over verdamping is geworden. Het is nog altijd populair in de sector. Dit jaar werd het ook in het Chinees gepubliceerd.

Hoe wordt iemand verdampingsdeskundige?

Brutsaert: Ik begon mijn loopbaan in de zomer van 1957 in Oost-Congo, waar ik als stagiair-student voor rekening van de Mission Anti-Erosive van de Belgische overheid meewerkte aan grootschalige irrigatieprojecten. Men wilde er het droogseizoen overbruggen met irrigatie, zodat de kuddes koeien van de plaatselijke landbouwers gemakkelijker zouden overleven. Maar om een irrigatiesysteem te plannen moet je weten hoeveel water je nodig hebt en hoeveel er verdampt.

Als de Walen hun waterbronnen toedraaien, zouden Vlaamse steden in de problemen kunnen komen.

U verhuisde wel snel naar de Verenigde Staten.

Brutsaert: Ik dacht dat ik voor een jaar vertrok om er nog wat bij te studeren, maar soms verzeil je bijna als vanzelf in een straatje van onderzoek, een doctoraat en nog meer onderzoek. Bovendien was ik niet van plan om naar Congo terug te keren. Als jonge mensen vonden wij de Belgische aanwezigheid er sowieso problematisch. We hadden er zelfs nooit mogen zijn. In 1960 werd Congo onafhankelijk, terwijl ik in de VS aan mijn doctoraat werkte.

Deed u vergelijkbaar onderzoek in de VS?

Brutsaert: Ik ondervond er dat er fundamentele inzichten ontbraken om de berekeningen rond irrigatieprojecten voldoende geloofwaardig te maken of om ze substantieel te kunnen verbeteren. Voor ik er erg in had, was ik in een academische loopbaan beland.

Kunt u een voorbeeld geven van een inzicht waarmee u een verschil hebt gemaakt?

Brutsaert: Een bijdrage waar ik redelijk blij mee was, was de formulering van de rol die het moleculair gewicht van water speelt in de mate van verdamping. Water komt hoofdzakelijk voor in drie moleculaire vormen met een lichtjes verschillend gewicht. Daarmee kunnen we bepalen waar regenwater vandaan komt. Water dat verdampt uit de Middellandse Zee heeft een andere verhouding tussen die drie moleculen dan water van boven het noorden van de Atlantische Oceaan. Verschillende klimatologische omstandigheden geven verschillende verdampingssnelheden. We kunnen er ook mee bepalen hoelang water in de grond gezeten heeft. Er is prehistorisch water dat miljoenen jaren vastzit in de grond, en er is water dat permanent deel uitmaakt van de hydrologische cyclus. Op basis van het moleculair gewicht kunnen we het onderscheid maken.

Hoe ligt de verhouding tussen zichtbaar en onzichtbaar water?

Brutsaert: Op globale schaal is de hoeveelheid onzichtbaar water die verdampt even groot als de hoeveelheid neerslag. Wat naar boven gaat, moet weer naar beneden komen. Als je die hoeveelheid uitsmeert over het hele aardoppervlak, geeft het overal ongeveer een meter water per jaar. Boven het land valt er ruwweg een derde meer regen dan er verdampt. Het overschot loopt via de rivieren naar de zee. Boven de oceaan is de verdamping groter dan de neerslag.

Is de cyclus volledig gesloten? Is er ergens verlies?

Brutsaert: Men neemt aan dat er geen verlies is. Er zijn mensen die veronderstellen dat er misschien wat water in de ruimte verdwijnt, maar dat is moeilijk na te gaan. De beroemde Franse scheikundige Antoine Lavoisier zei meer dan tweehonderd jaar geleden: ‘Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme’. We mogen aannemen dat het ook voor onze cyclus opgaat.

U zit meer dan zestig jaar in het vak. De werkmethode is erg veranderd. Heeft dat een verschil gemaakt?

Brutsaert: Ik heb nooit computerwetenschappen gestudeerd, ik heb het al doende moeten leren. Ik deed aanvankelijk onderzoek met potlood en papier. Ik heb veel tijd geïnvesteerd in grootschalige veldonderzoeken die informatie moesten verschaffen om theoretische modellen te onderbouwen. Zo werkte ik mee aan een groot project in de Franse Landes, dat we gebruikten voor het fijn afstellen van methodes om verdamping te meten en voorspellen – later vertaalde het zich in het optimaliseren van computermodellen. Dat werk werd gefinancierd door de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA in de context van de eerste onderzoeken naar de klimaatopwarming.

Op het symposium in Stockholm werd gesteld dat het in rekening brengen van onzichtbaar water in de watercyclus ertoe leidde dat zuiver water ineens een veel schaarser goed op de aarde bleek te zijn dan werd aangenomen. Hoe komt dat?

Brutsaert: Het gaat zeer slecht met het onzichtbare water, zowel het grondwater als het verdampte water. De kwaliteit van het grondwater verslechtert, vooral als gevolg van de intensieve landbouw en de overbemesting die ermee gepaard gaat. Bovendien is er in sommige droge streken een groeiend oververbruik van grondwater voor irrigatie. In het midden van de VS worden de grondwaterreservoirs niet langer aangevuld door regen, waardoor ze leeg komen te staan. Op een ander vlak liet de Wereld Meteorologische Organisatie onlangs weten dat het nu eender waar in de wereld onveilig is om regenwater te drinken, als gevolg van vervuiling met onder meer microplastics.

Als de grondwaterreservoirs leeglopen, waar gaat het water dan naartoe?

Brutsaert: Naar menselijk verbruik en landbouwgewassen. Wat niet verdampt, komt via de rivieren in de oceaan terecht. Het fundamentele principe achter de hydrologische cyclus is het waterbudget. Zoals in een huishouden of een bestuursstructuur moet je voor een goed beheer alle componenten van je budget kennen: inkomen, uitgaven en reserves. Wat water betreft, is neerslag het inkomen. De uitgaven zijn menselijke consumptie, verdamping en wat er via de rivieren naar de zee stroomt. Het water in de grond en in meren is de reserve. Neerslag en debiet van rivieren zijn goed gekend, maar verdamping en grondwater veel minder.

De verdeling van regen boven het land lijkt te veranderen. Sommige plekken kreunen onder droogte, andere onder wateroverlast.

Brutsaert: Juist, en daar kunnen we niets aan doen. We moeten ermee leren leven. In Vlaanderen en Nederland was de regenval altijd groter dan de verdamping. In mijn jaren als student leerden wij over de noodzaak tot drainage en het ontwateren van polders om landbouwgronden gemakkelijker te kunnen bewerken. Wij leerden hoe we moerassen moesten droogleggen en hoe we van kronkelende rivieren rechte kanalen moesten maken.

Terwijl er nu gestreefd wordt naar het omgekeerde: alles moet weer natuurlijker om waterproblemen te vermijden.

Brutsaert: Dat is absoluut toe te juichen. Rivieren ‘naturaliseren’ is in onze sector een werkwoord geworden. Het is een uitstekende ontwikkeling. We moeten terug naar een natuurlijker leefomgeving, een omgeving die gecreëerd werd in een eeuwenlang evenwicht tussen onder meer verdamping en neerslag.

Is er iets te doen aan het ontwrichtende effect van de klimaatopwarming op de hydrologische cyclus?

Brutsaert: Instinctief houd ik er niet van dat er met de omgeving geknoeid wordt. Er zijn mensen die zeggen dat ze op bepaalde plekken artificiële neerslag in de hand willen werken, maar dan vermindert automatisch de hoeveelheid neerslag elders. We moeten er vooral naar streven dat we opnieuw evolueren naar een meer natuurlijk evenwicht.

Hoe moeten we dat doen?

Brutsaert: Simpel, door het verminderen van de uitstoot van broeikasgassen, onder meer door het terugdringen van het gebruik van fossiele brandstoffen. Maar ik vrees dat het niet genoeg zal zijn. We moeten absoluut stoppen met de overexploitatie van onze planeet en met het bederven van ons ecosysteem.

Heeft het kappen van het regenwoud een effect op de hydrologische cyclus?

Brutsaert: Uiteraard, dat is onderdeel van het verbreken van het langdurige evenwicht. Ontbossing is een sterk ontwrichtende factor. Als het Amazonewoud zou verdwijnen, zal het hele circulatieproces in de atmosfeer veranderen.

Waterzuivering is een van de succesverhalen van de laatste tijd, zeker in onze regio.

Brutsaert: Maar ik geloof niet dat het een wezenlijke verbetering voor het hele systeem betekent. Het heeft weinig invloed op de watercyclus. In de Amerikaanse Mississippi, bijvoorbeeld, wordt het water keer op keer door hetzelfde proces gejaagd van menselijke vervuiling gevolgd door waterzuivering. Het geloosde gezuiverde water wordt dan enkele tientallen kilometers stroomafwaarts opnieuw opgezogen voor vervuilende menselijke activiteiten. Finaal wordt dat een probleem, omdat je een opstapeling van stoffen krijgt die je met zuivering niet meer kunt verwijderen.

In Vlaanderen doemt het spook op dat er in de zomer geen water meer uit de kraan komt.

Brutsaert: Buiten het aanleggen van spaarbekkens is daar op korte termijn waarschijnlijk niets aan te doen. Op langere termijn kan dat slechts opgelost worden door de klassieke klimaatmaatregelen waar we het al over hadden. Overal in de wereld krijgen rivieren het moeilijk, omdat de gletsjers smelten. Ze waren altijd een belangrijke bron van zoetwater in de zomer. Maar als gevolg van de opwarming regent het meer in de winter en valt er minder sneeuw, waardoor de buffer voor de zomer verkleint. Als je dat gaat opvangen door sterker te rekenen op grondwater, bega je een fundamentele fout. Je moet grondwater altijd als een reserve beschouwen, als iets wat altijd wordt aangevuld door regen. Als je dat niet doet, kom je gegarandeerd in de problemen.

Wereldwijd wordt er steeds meer ruzie gemaakt over de beschikbaarheid van water.

Brutsaert: Inderdaad. Ik heb in China gewerkt. Het is er onmogelijk om aan gegevens te komen over de hoeveelheid sneeuw op het plateau van Tibet – ze worden er als een staatsgeheim beschouwd. Ze zijn echter extreem belangrijk, omdat er rivieren beginnen die naar Pakistan, India, Vietnam en Cambodja lopen. Je kunt dat wel vanuit de ruimte bekijken, maar als je geen terreingegevens hebt om de modellen af te stellen ben je er niet veel mee. Ook de situatie tussen Egypte en Ethiopië baart zorgen. Als er te weinig water door de Nijl vloeit, gaat dat zonder twijfel veel onrust veroorzaken.

Er zijn mensen die zeggen dat de Nijl binnen een halve eeuw volledig uitdroogt.

Brutsaert: Dat is niet uitgesloten. Het zou een enorm probleem zijn. Ook in Vlaanderen zijn moeilijkheden niet uitgesloten. Ik veronderstel dat een deel van Vlaanderen zijn drinkwater haalt uit rivieren in Wallonië. Ik wil geen politiek statement maken, maar mensen die streven naar de onafhankelijkheid van Vlaanderen moeten goed nadenken over de gevolgen voor de waterbevoorrading, zeker als die door de klimaatopwarming onder druk komt. In het onwaarschijnlijke geval dat de Walen hun waterbronnen zouden toedraaien, zouden Vlaamse steden in de problemen kunnen komen. Water speelt een veel grotere rol in ons leven dan veel mensen beseffen.