Van bron tot monding maakt het water van de Rijn een duizelingwekkende reis van zo’n 1240 kilometer. West-Europa’s grootste rivier ontspringt als een klein stroompje in de Zwitserse bergen. Daarna gaat de aanzwellende watermassa via de Bodensee, door het Zwarte Woud, langs het industrierijke Ruhrgebied naar het dichtbevolkte Nederland om daar uiteindelijk uit te monden in de Noordzee. Onderweg voegt zich onder meer de Moezel bij de Rijn. Tijdens de reis ontmoet het rivierwater duizenden binnenvaartschepen en komt het uiteindelijk bij miljoenen mensen uit de kraan.

De stroom Rijnwater lijkt vrijwel onuitputtelijk. Niets is echter minder waar. Droogte houdt dit jaar huis. Aan de grens bij Lobith komt in een gemiddelde zomer per seconde zo’n 1500 kubieke meter Rijnwater langs. Nu is dat nog niet de helft ervan. En doordat de droogte in Europa aanhoudt, zal dit de komende weken verder dalen: mogelijk zelfs onder de 700 m3/s.

Trend inzichtelijk

De laatste keer dat de Rijn te maken had met serieus laagwater was in 2018. Ook destijds stroomde nog geen 750 m3/s langs. De intense droogte deed waterbeheerders goed beseffen dat klimaatverandering niet alleen voor hoogwater kan zorgen in de winter, maar ook voor laagwater in de zomer.

Want het is uitzonderlijk dat de Rijn in een paar jaar tijd twee keer kampt met zulk laagwater, weet Niko Wanders, universitair docent hydrologie aan de Universiteit Utrecht. Volgens hem kan het toeval zijn. Net als dat je ook twee keer achter elkaar zes kunt gooien met een dobbelsteen. „Toch lijkt er sprake te zijn van een trend door klimaatverandering.” Om de tendens inzichtelijk te maken, ontworp Wanders een streepjescode van laagwater in de Rijn. Daaruit blijkt dat van de vijftien droogste jaren sinds 1900 –qua afvoer in de Rijn– er maar liefst zeven vielen in de laatste twintig jaar.

Niet rooskleurig

De toekomst is ondertussen niet rooskleurig: Nederland moet zich door klimaatverandering opmaken voor een opdrogende Rijn. Wetenschappelijk onderzoek wijst op vier belangrijke conclusies. Laagwater gaat vaker voorkomen. Laagwater zal lager zijn dan ooit. Laagwater start steeds eerder in de zomer – ook in juli en augustus al. En tot slot houdt laagwater langer aan.

De kans op laagwater in de zomer neemt toe, bleek in 2019 uit onderzoek dat Wanders publiceerde samen met onderzoekers van het KNMI. Een afvoer van 750 kubieke meter per seconde gaat door klimaatverandering 2,5 tot 3 keer vaker voorkomen (zie grafiek ”Kans op laagwater in de Rijn”). Waar dit normaal gesproken eens in de 40 jaar voorkwam, gaat dat in een wereld die 2 graden warmer is eens per 15 jaar voorkomen.

Tussen 2018 en 2022 ligt nog geen vijf jaar. Wanders: „Statistisch gezien kan dit dus haast niet voorkomen. Zelfs in een wereld van 2 graden opwarming zou dit dus al buitengewoon zijn. Deze gebeurtenis stemt tot nadenken. Klimaatverandering dringt zich meer aan ons op dan ooit.”

Extremer laagwater

Het laagwater in de zomer zal ook nog lager uitvallen. Het wordt extremer. Records gaan mogelijk sneuvelen. Dat heeft drie oorzaken, legt Wanders uit. Allereerst zal er in het stroomgebied van de Rijn door de opwarming meer vocht verdampen. En zo simpel is het: al het water dat is verdampt kan niet worden afgevoerd door de Rijn.

Daarnaast zorgt klimaatverandering ervoor dat winterse neerslag in de Alpen vaker in de vorm van regen in plaats van sneeuw zal vallen. Regen vloeit direct af, terwijl sneeuw doorgaans bijdraagt aan de broodnodige hogere afvoer van water in het voorjaar en de zomer. „We zien nu al de effecten van de veranderende sneeuwsmelt, dit gebeurt namelijk steeds eerder in het jaar (zie grafiek ”De Rijn en klimaatverandering”, MK)”, zegt Marit van Tiel die promoveerde op de waterhuishouding van gletsjers. Ze weet ook te vertellen dat de gemiddelde jaarlijkse afvoer van sneeuwwater kan halveren op de lange termijn.

Verdwijnende gletsjers

De derde reden voor lagere laagwaterstanden is het smelten van de gletsjers. Van Tiel: „Juist bij zulke kritische droogtes zoals nu, kun je de bijdrage van smeltwater in de Rijn niet missen.” In een ‘gewoon’ jaar is het aandeel gletsjerwater bij Lobith maar een paar procent. Maar in droge zomers loopt dat op tot zeker 12 procent.

Nu gletsjers verdwijnen, valt dat aandeel water steeds meer weg. Als klimaatverandering doorzet is het volume van de Rijngletsjers in 2050 gehalveerd ten opzichte van 1970. Tegen het eind van de eeuw zijn ze nagenoeg weggesmolten. Per saldo wordt de Rijn dan net als de Maas een regenrivier. Het wegblijven van het gletsjerwater valt ook benedenstrooms te merken.

„De waterafvoer bij Lobith zal 10 tot 25 procent minder worden in extreme zomers zoals in 2003 en 2018 als die zich zouden herhalen in de verre toekomst”, aldus Van Tiel, die als hydrologe werkzaam is aan de Universiteit van Freiburg. Volgens de Utrechtse wetenschapper Wanders kan de waterstroom bij Lobith in zulke situaties richting 600 m3/s gaan. „Dan verwacht ik problemen, waar we nu nog geen weet van hebben.”

Ook op dit moment is klimaatverandering al merkbaar. De gemiddelde afvoer laagwater lag de afgelopen dertig jaar met 1500 m3/s al zo’n 200 m3/s lager dan in de periode ervoor (zie grafiek ”De Rijn en klimaatverandering”). Uit hetzelfde Utrechtse onderzoek blijkt dat in een gemiddelde voorjaar en zomer er beduidend minder water naar Nederland komt: 3,29 km3 water. Wanders: „Dat zijn gigantische hoeveelheden. Je kunt het vergelijken met een derde van wat er in het IJsselmeer is opgeslagen.”

Zeespiegelstijging

Saskia van Vuren, rivierkundige bij Rijkswaterstaat, vertelt dat Nederland zich voorbereidt op een meer extreme laagwatersituatie door klimaatverandering. Zo kwam vorig jaar het Deltaprogramma Zoetwater uit met maatregelen die ervoor moeten zorgen dat Nederland in 2050 weerbaar is tegen watertekorten. En vorige maand verscheen nog een lijvig rapport waarin de „majeure opgaven” voor rivierbeheer in kaart zijn gebracht. Laagwater komt uitvoerig aan bod. Van Vuren was een van de hoofdauteurs van het rapport.

Ze vertelt dat er nog een complicerende factor van klimaatverandering is rond laagwater: zeespiegelstijging. Bij een extreem lage afvoer (740 m3/s) kan een 1 meter hogere zeespiegel het waterpeil tot diep in het land beïnvloeden. Neem het peil bij Zaltbommel: dat staat 80 centimeter hoger. Van Vuren: „Zeespiegelstijging gaat een vrije afstroming naar zee belemmeren en zorgt voor getijdenwerking tot diep in het binnenland. En met name bij de Nieuwe Waterweg zal er meer zout water binnendringen. Met meer verzilting tot gevolg.”

De gevolgen van extreem laagwater zijn legio en stellen waterbeheerders voor enorme uitdagingen, zegt Van Vuren (zie kader ”Gevolgen van laagwater in de Rijn”). Daarom namen Rijkswaterstaat en Waterschappen sinds 2018 -maar ook al in de jaren ervoor- tientallen maatregelen om water beter vast te houden en te verdelen. Een belangrijke stap is volgens haar de mogelijkheid om het peil van het IJsselmeer te verhogen met maximaal 30 centimeter om in te spelen op droogte. „Het IJsselmeer heet wel de regenton van Nederland. In mei heeft Rijkswaterstaat de waterstand in het meer nog met 10 centimeter verhoogd gezien de verwachte droogte.”

Een van de uitdagingen in de strijd tegen laagwater is het verhogen van de rivierbodem in de hoofdgeul. Van Vuren: „Dat behoeft uitleg. Je zou misschien denken dat de schepen eerder in de problemen zouden komen met een nog ondiepere rivier, maar het zit wat ingewikkelder in elkaar.”

Van Vuren vertelt dat de Hollandse rivieren door de eeuwen heen een steeds rechtere loop kregen. Dijken werden aangelegd, de vaargeur werd smaller. „Een nadeel daarvan is dat er veel bodemerosie plaatsvindt. De rivier komt steeds dieper in het landschap te liggen. Dat gaat knellen voor de scheepvaart op punten waar we hebben ingegrepen, bijvoorbeeld in bepaalde bochten. Daar hebben we de bodem verstevigd en slijt de rivier de bodem niet uit. Op zulke plekken wordt de diepgang dan minder. Bodemerosie tegengaan voorkomt dat en houdt de Rijntakken bevaarbaar.”

Uitgesleten Waal

Het ophogen van de rivierbodem dient meerdere doelen. Behalve het bevaarbaar houden, zorgt het er ook voor dat grondwater in de omgeving op peil blijft en dat het schaarse water beter over het land wordt verdeeld. „We zien namelijk dat de Waal extra snel uitslijt en de IJssel veel minder. Door de bodem in de Waal op te hogen stroomt er bij laagwater ook in de toekomst nog voldoende water door de IJssel naar onze nationale regenton.”

Volgend jaar is een belangrijk jaar voor de toekomst van de Rijn. Dan volgt de uitwerking van nationaal beleid. Daar werken Rijk en regio in het Programma Integraal Riviermanagement samen hard aan. Van Vuren ziet dat er werk aan de winkel is voor waterbeheerders in Nederland. „Maar dat is niet erg. Ik ben elke dag weer trots dat ik mee mag helpen de laag- en hoogwaterproblemen in Nederland aan te pakken.”