Rijksoverheid

Netherlands Space Office

Gebruik van aardobservatie voor waterkwaliteitsmonitoring

Satellieten kunnen waardevolle informatie leveren over de waterkwaliteit en de toestand van het watersysteem. De waterkwaliteit wordt bepaald door de chemische en fysische eigenschappen van het water, zoals temperatuur en zuurgraad, en de aanwezigheid en hoeveelheid van bepaalde deeltjes in het water, zoals zwevend stof en algen. Aan de hand van de kleur van het water kunnen sommige van deze waterkwaliteitsparameters worden berekend uit satellietdata, waaronder algenconcentratie, zwevende stof en doorzichtigheid.

Zo kan de hoeveelheid algen in het water worden berekend doordat het belangrijkste pigment van planten en algen – Chlorofyl-a of bladgroen – bepaalde kleurenspectra uit zonlicht absorbeert. Sommige satellieten, zoals de Sentinel-2 satelliet, meten het gereflecteerde zonlicht in deze kleuren. Hoe hoger de Chlorofyl-a concentratie, hoe meer van een bepaalde kleur wordt geabsorbeerd en dus hoe minder van deze kleur wordt gereflecteerd naar de satelliet. Uit de gemeten reflectie kan de concentratie Chlorofyl-a worden berekend en daaruit de hoeveelheid algen in water worden afgeleid. Algen zijn voedsel voor allerlei waterdieren en daarmee een belangrijke parameter voor de waterkwaliteit.

Met satellietbeelden zijn deze parameters frequent in beeld te brengen. Dit voorbeeld bevat een beeld van de satelliet Sentinel-2, en de daarop gebaseerde kaart van Chlorofyl-a concentratie. De kaart is gevalideerd met een meting ter plekke (in situ meting) van het Lauwersmeer. Sentinel-2 maakt ongeveer eens in de 2 à 3 dagen een beeld van Nederland, al zijn daar soms ook wolken op te zien en kun je in de praktijk dus niet iedere paar dagen een nieuwe kaart maken, maar vaak wel een paar keer per maand.

Waterschappers noemen kaarten gebaseerd op satellietdata een erg interessante, aanvullende bron van informatie. Waar traditionele monitoring vooral gedaan wordt met analyse van lokale watermonsters op specifieke plekken, brengt een satellietbeeld het hele waterlichaam in kaart. De toegevoegde waarde zit dus vooral in de ruimtelijke verschillen die zichtbaar worden. Voorbeelden van toegevoegde waarde zien waterschappers in het analyseren en beter begrijpen van het watersysteem, het evalueren van maatregelen die worden genomen in het kader van de Kaderrichtlijn Water, of als invoer voor of validatie van een ruimtelijk ecologisch model. Omdat Sentinel-2 automatisch foto’s maakt en de beelden bewaard worden kan een analyse ook achteraf uitgevoerd worden. De verwachting is dat zeker in combinatie met andere gegevens van waterbeheerders, of bijvoorbeeld uit satellieten afgeleide kaarten van de watertemperatuur, er nieuwe inzichten zullen ontstaan in de processen die spelen in onze watersystemen.