Opdrachtgever: Waterschap Rijn en IJssel. Niet Afwentelen

Transcriptie

1 Opdrachtgever: Waterschap Rijn en IJssel Niet Afwentelen Een verkennend onderzoek naar de toename van piekafvoeren na klimaatverandering op hoogwater op de Gelderse IJssel Auteurs: Hans Hakvoort Joost van der Zwet PR oktober 2013

2

3 oktober 2013 Niet afwentelen Inhoud Lijst van tabellen... iii Lijst van figuren... v 1 Inleiding Gebiedsbeschrijving Omvang zijdelingse toestroming Oude IJssel Rekenmodel Reproductie modelresultaten Berekeningen Extrapolatie naar MHW afvoer Interpretatie en conclusies Maatregelen Oude IJssel Typen maatregelen Effect maatregelen in stroomgebied van Oude IJssel Vasthouden Bergen Versneld afvoeren Interpretatie en conclusies Oude IJssel Vertaling naar andere stroomgebieden Bepaling wateropgave Effect maatregelen in overige stroomgebieden Interpretatie en conclusies per stroomgebied Conclusies en aanbevelingen Referenties Bijlage A: Gevoeligheid neerslagstation Bijlage B: Parameterwaarden Sacramento model Bijlage C: Berekeningsresultaten Bijlage D: Feiten uitgevoerd onderzoek Bijlage E: GIS analyse bergingsgebieden Oude IJssel HKV LIJN IN WATER PR i

4

5 oktober 2013 Niet afwentelen Lijst van tabellen Tabel 2-1 Oppervlak van deelstroomgebieden in het stroomgebied van de Oude IJssel Tabel 4-1 Inschatting wateropgave en effect maatregelen op basis van volumeberekeningen voor het stroomgebied van de Oude IJssel (m 3 ) Tabel 5-1 Oppervlakte en wateropgave van grote stroomgebieden binnen WRIJ die afwateren op de Gelderse IJssel Tabel 5-2 Potentieel waterbergingsvolume in zes stroomgebieden door de maatregel Vasthouden Tabel 5-3 Potentieel volume in de stroomgebieden door de maatregel Versneld Afvoeren Tabel 5-4 Potentieel waterbergingsvolume in de stroomgebieden door de maatregel Bergen Tabel 5-5 Inschatting wateropgave en effect maatregelen op basis van volumeberekeningen voor het stroomgebied van de Buurse beek-schipbeek (Mm 3 ) Tabel 5-6 Inschatting wateropgave en effect maatregelen op basis van volumeberekeningen voor het stroomgebied van Berkel-Groenlose Slinge (Mm 3 ) Tabel 5-7 Inschatting wateropgave en effect maatregelen op basis van volumeberekeningen voor het stroomgebied van de Grote Beek (Mm 3 ) Tabel 5-8 Inschatting wateropgave en effect maatregelen op basis van volumeberekeningen voor het stroomgebied van de Bevermeer (Mm 3 ) Tabel 5-9 Inschatting wateropgave en effect maatregelen op basis van volumeberekeningen voor het stroomgebied van de Baakse Beek-Veengoot (Mm 3 ) HKV LIJN IN WATER PR iii

6

7 oktober 2013 Niet afwentelen Lijst van figuren Figuur 2-1 Overzicht van het stroomgebied van de Oude IJssel. De zwarte lijn in het stroomgebied is de Nederlands Duitse grens... 3 Figuur 3-1: SOBEK RE model met Rijntakken en Oude IJssel... 6 Figuur 3-2 Voorbeeld afvoer Oude IJssel in huidig klimaat en na klimaatverandering... 8 Figuur 3-3 Voorbeeld waterstand Gelderse IJssel en afvoer Oude IJssel bij Doesburg in huidig klimaat en na klimaatverandering... 9 Figuur 3-4 Voorbeeld volumetoename Oude IJssel in huidig klimaat en na klimaatverandering Figuur 3-5 Relatie tussen gemiddelde afvoertoename van de Oude IJssel en de maximum afvoer van de Rijn Figuur 3-6 MHW-afvoergolf van de Rijn bij Lobith (Waqua referentie: rijn_pkb_3_4) Figuur 3-7 Extra volume van de Oude IJssel door klimaatverandering voor verschillende drempelwaarden van de MHW-afvoergolf van de Rijn Figuur 4-1 Ligging van de grootste (potentiële) bergingsgebieden in het Oude IJssel stroomgebied (bron: Waterschap Rijn en IJssel, 2005) Figuur 4-2 Uberschwemmungsgebiete T500 in het Oude IJssel stroomgebied (grijze gebieden in het geel gekleurde stroomgebied) HKV LIJN IN WATER PR v

8

9 oktober 2013 Niet afwentelen 1 Inleiding In het waterakkoord Blauw Knooppunt Rijn en IJssel (2008) zijn door Rijkswaterstaat en Waterschap Rijn en IJssel onderling afspraken vastgelegd, waaronder over het zogenaamde niet-afwentel principe. Dit principe houdt in dat piekafvoeren uit het beheergebied van Waterschap Rijn en IJssel (WRIJ) naar rijkswater (Rijn, IJssel en Twentekanaal) niet mogen toenemen, ondanks klimaatontwikkeling. Nader geconcretiseerd wordt gesteld dat deze afvoertoename als gevolg van klimaatverandering nul dient te zijn tijdens het passeren van de MHW-top van de IJssel. De MHW-top is de maximale hoogwaterstand van de 1/1250 jaar afvoer op de IJssel. Dit onderzoek richt zich op het verkennen van de opgave als gevolg van het niet-afwentel principe. Hierbij richten we ons in eerste instantie op de Oude IJssel, een belangrijke zijrivier van de Gelderse IJssel. De Oude IJssel is verantwoordelijk voor het overgrote deel van de zijdelingse toestroming naar de Gelderse IJssel van het beheergebied van waterschap Rijn en IJssel. Bovendien is voor dit stroomgebied een model beschikbaar, dat ook gebruikt is in een onderzoek naar tijdsverschillen tussen afvoerpieken uit dit gebied en op de Gelderse IJssel (Botterhuis en Klopstra, 2004). Dit onderzoek 1 heeft als doel het in beeld brengen van de afvoertoename door klimaatverandering en het effect daarvan op de MHW in de Gelderse IJssel (Hoofdstuk 3). Ook wordt het effect van maatregeltypen onderzocht om daarmee de afvoertoename te reduceren (Hoofdstuk 4). Last but not least vindt een doorvertaling van deze resultaten naar het gehele beheergebied van het waterschap plaats (Hoofdstuk 5). De conclusies en aanbevelingen zijn in Hoofdstuk 6 opgenomen. Maar eerst wordt een beschrijving van het stroomgebied van de Oude IJssel gegeven in Hoofdstuk 2. 1 Ter voorbereiding op dit onderzoek, waarin een modelmatige benadering van de onderzoeksvragen centraal staat, zijn enkele relevante uitgevoerde onderzoeken bestudeerd. Volledigheidshalve is in Bijlage D een korte opsomming van een aantal relevante aspecten opgenomen. HKV LIJN IN WATER PR

10

11 oktober 2013 Niet afwentelen 2 Gebiedsbeschrijving In het project Onderzoek afvoer Oude IJssel (Botterhuis en Klopstra, 2004) is een neerslagafvoer model gemaakt voor het stroomgebied van de Oude IJssel. Hierbij zijn 10 deelstroomgebieden onderscheiden volgens Figuur 2-1. De oppervlakken van deze deelstroomgebieden zijn weergegeven in Tabel 2-1. Gelderse IJssel Doesburg Oude IJssel 9 3 De Pol 7 1 Lobith Isselburg Bielheimerbeek Bocholter Aa 3 2 Rijn Issel 6 Rhederbrugge Figuur 2-1: Overzicht van het stroomgebied van de Oude IJssel. De zwarte lijn in het stroomgebied is de Nederlands Duitse grens Nummer Deelstroomgebied Oppervlak [ha] Bergerslagbeek BocholterAa Bielheimerbeek Holtwicherbach Keizersbeek OudeIJssel WaalseWater Wielbach Wijnbergseloopgraaf ZwarteBeek totaal Tabel 2-1: Oppervlak van deelstroomgebieden in het stroomgebied van de Oude IJssel Zeventig procent van het stroomgebied ligt in Duitsland. Door twee hoofdwaterlopen, de Issel en de Bocholter Aa, wordt het water naar Nederland afgevoerd. Bij Ulft komen deze twee takken samen en gaan over in de Oude IJssel. In Nederland monden diverse kleine beekjes in de Oude HKV LIJN IN WATER PR

12 Niet afwentelen oktober 2013 IJssel uit. Benedenstrooms van stuw de Pol takt nog een grote waterloop, de Bielheimerbeek, aan. Het maaiveldniveau in het stroomgebied van de Issel loopt van 55,5 m+nap in het oosten tot 11,8 m+nap bij de Nederlandse grens. Het maaiveld in het stroomgebied van de Bocholter Aa daalt van oost naar west van 69,5 m+nap naar 14,9 m+nap. De Bielheimerbeek overbrugt een hoogteverschil van 53,4 m+nap in Duitsland naar ongeveer 11 m+nap in Nederland. Vanaf stuw de Pol naar Doesburg overbrugt de Oude IJssel een hoogteverschil van 2 meter. De lengte van de Issel is ongeveer 50 km, de Bocholter Aa heeft een lengte van 55 km en de Bielheimerbeek meet zo n 40 km. De bodem in het stroomgebied van de Oude IJssel bestaat voornamelijk uit zand- en keileemgronden. De hoger gelegen delen hebben een ondergrond van keileem en een toplaag van zand. De dalen bestaan voornamelijk uit zandgronden. Van het grondgebruik bedraagt akkerbouw 50 tot 60 procent, het stedelijk gebied wordt geschat op 5 procent, bosgebied is zo n 10 procent en het overige gedeelte is voornamelijk grasland. De Oude IJssel mondt bij Doesburg uit in de Gelderse IJssel. Net voor de instroming in de Gelderse IJssel staat een stuw die een peil van 10 m+nap op de Oude IJssel handhaaft. Het water wordt vrij afgelaten. Ten behoeve van de doorspoeling in Doesburg wordt een klein deel van het water afgelaten via een inlaat bij Doesburg (ongeveer 0,5 m 3 /s). Bij lagere peilen op de IJssel loost dit stedelijke water uit Doesburg onder vrij verval op de IJssel. Bij hogere peilen vindt bemaling plaats door gemaal Doesburg met een maximale capaciteit van twee maal 30 m 3 /min ofwel 1 m 3 /s. Bij waterstanden hoger dan 10 m+nap op de Gelderse IJssel staat stuw Doesburg open en is sprake van een open verbinding met de Oude IJssel. Een combinatie van een hoge waterstand op de Gelderse IJssel met een afvoergolf op de Oude IJssel leidt tot maatgevende hoogwatercondities op de Oude IJssel. De invloed van de Gelderse IJssel reikt tot Doetinchem. De waterstand op de Oude IJssel nabij Doesburg wordt met name bepaald door de waterstand op de Gelderse IJssel en slechts in geringe mate door de afvoer van de Oude IJssel. Daarentegen wordt de waterstand op de Oude IJssel nabij Doetinchem met name bepaald door de afvoer van de Oude IJssel. 4 PR HKV LIJN IN WATER

13 juni 2013 Niet afwentelen 3 Omvang zijdelingse toestroming Oude IJssel 3.1 Rekenmodel Voor de Oude IJssel is een model beschikbaar waarmee de afvoeren berekend kunnen worden (Botterhuis en Klopstra, 2004). In dit model is het neerslag-afvoerproces in het stroomgebied in drie Sacramento-knopen geschematiseerd. Het eerste gebied is ha groot en heeft stuw De Pol als uitvoerpunt. Het 2 e en 3 e gebied betreffen de stroomgebieden bovenstrooms van Isselburg ( ha) en Rhedebrugge ( ha), zie Figuur 2-1. De drie uitvoerpunten zijn gekozen omdat er op deze locaties afvoermetingen beschikbaar waren, welke zijn gebruikt in het calibratieproces. Uit deze Sacramento knopen zijn neerslag-afvoer relaties afgeleid voor het hele stroomgebied van de Oude IJssel. De met het Sacramento model gesimuleerde afvoer is op 10 locaties aan een SOBEK RE model gekoppeld, om een evenwichtige inloop in het SOBEK RE model te verkrijgen. Het SOBEK RE model schematiseert de Bocholter Aa vanaf de stadsgrens Bocholt en de Oude IJssel vanaf de grens met Duitsland als aparte takken (Figuur 3-1). Zijrivieren zijn gesimuleerd als laterale instroompunten (Bielheimerbeek, Bergerslagbeek, Holgwicherbach, Keizersbeek, Waalse Water, Wielbach en Wijnbergseloopgraaf). Daarnaast zijn ook de Rijn, Waal, en Gelderse IJssel opgenomen in dit model, omdat de waterstand van de Gelderse IJssel de waterstand van de Oude IJssel beïnvloedt. HKV LIJN IN WATER PR

14 Niet afwentelen juni 2013 Figuur 3-1: SOBEK RE model met Rijntakken en Oude IJssel 3.2 Reproductie modelresultaten Voordat de berekeningen voor dit project worden gestart, hebben we geprobeerd de rekenresultaten in Botterhuis en Klopstra (2004) te reproduceren. Dit is gelukt, maar wel gelden daarbij de volgende opmerkingen: 1. In rapport Botterhuis en Klopstra (2004) is gesteld dat de neerslagreeks van Winterswijk is gebruikt, maar dit blijkt onjuist. De berekeningsresultaten in dat rapport zijn bereikt met de 100-jarige dagneerslagreeks van station Arnhem. Bijlage A geeft een overzicht van de modeluitkomsten bij neerslaginvoer van verschillende stations (Winterswijk, Arnhem en De Bilt). 2. Tussen rapport Botterhuis en Klopstra (2004) en het bijbehorende model zit een discrepantie in een paar parameterwaarden. De upper en lower zone parameters in het HBV-model voor Isselburg blijken in dat model en rapport iets te verschillen (zie Bijlage B voor details). De berekeningsresultaten in rapport Botterhuis en Klopstra (2004) zijn bereikt met de parameters die in het oorspronkelijke model zaten. In dit onderzoek zijn we daarmee verder gegaan. 6 PR HKV LIJN IN WATER

15 juni 2013 Niet afwentelen 3.3 Berekeningen Met het model zijn de afvoeren van de Oude IJssel berekend bij huidig klimaat en bij klimaatverandering. Voor klimaatverandering is uitgegaan van het scenario W2050. In dit scenario wordt voor het zichtjaar 2050 een klimaatverandering verondersteld, waarbij een toename van de gemiddelde neerslaghoeveelheid in de winter van 7% wellicht de belangrijkste verandering is voor dit onderzoek. Voor meer details wordt verwezen naar KNMI (2006). De volgende randvoorwaarden zijn gebruikt: Huidig klimaat Neerslag 100-jarige dagneerslagreeks Arnhem voor de periode Deze reeks is vertaald naar uurwaarden door de dagwaarden gelijk te verdelen over de uren (blokken van 24 uur met constante neerslag), omdat het model op uurbasis rekent. De bron van het 1 ste deel van de neerslagreeks Arnhem ( ) is onbekend. Het 2 e deel ( ) komt overeen met de neerslagreeks Arnhem van het KNMI. Verdamping 100-jarige verdampingsreeks De Bilt voor periode (bron: Dit is dezelfde verdampingsreeks zoals gebruikt door Botterhuis en Klopstra (2004). Afvoer op rijkswater Op het RE model zijn op een aantal locaties afvoerreeksen opgelegd. De grootste is de afvoer van de Rijn bij Lobith. Maar ook zijn er afvoerreeksen voor alle belangrijke zijwatergangen opgelegd, bijvoorbeeld de Berkel en het Twenthekanaal. Voor achtergronden hierover wordt verwezen naar Botterhuis en Klopstra (2004). Klimaatscenario W2050 Neerslag Dezelfde reeks als gebruikt voor het huidige klimaat (100-jarige dagneerslagreeks Arnhem) waarbij de dagwaarden getransformeerd zijn naar het W2050 klimaatscenario met het KNMI transformatieprogramma (bron: Verdamping 100-jarige verdampingsreeks De Bilt voor klimaatscenario W2050 (bron: Dit betreft dus dezelfde verdampingsreeks als gebruikt voor het huidig klimaat, maar dan getransformeerd naar het W2050 klimaatscenario. Afvoer op rijkswater In de klimaatberekening is dezelfde afvoer op rijkswater gebruikt als in de berekening van de huidige situatie. Hiermee wordt dezelfde waterstand berekend, met dezelfde stremmende effecten op de afvoer uit de Oude IJssel. Deze aanname is geoorloofd, omdat de Ruimte voor de Rivier projecten erop gericht zijn dezelfde MHW-waterstanden te realiseren ondanks afvoertoename als gevolg van klimaatverandering. De afvoer en waterstanden zijn berekend voor 19 hoogwaterperiodes. Voor deze hoogwaterperioden geldt dat de piekafvoer bij Lobith groter was dan m 3 /s. Dit selectiecriterium is ook gebruikt in Botterhuis en Klopstra (2004). Het is indertijd gekozen omdat het een grote afvoer representeert -de helft van de vigerende MHW-afvoer bij Lobith-, die in de afgelopen eeuw dus 19 keer overschreden is. HKV LIJN IN WATER PR

16 Niet afwentelen juni 2013 De berekeningsresultaten zijn vanwege het aantal/omvang in figuren en tabellen opgenomen in Bijlage C. De betekenis van de gegevens in de tabellen in Bijlage C kan het makkelijkst via een grafiek uitgelegd worden. In Figuur 3-2 is de hoogwaterperiode 1998 afgebeeld. (7) T.mk (8) T.zk (3) Qmax,OIJmk Qmax,OIJzk (4) (1) Qmax,LB (2) Qmax,GIJ Figuur 3-2: Voorbeeld afvoer Oude IJssel in huidig klimaat en na klimaatverandering De betekenis van de afkortingen is als volgt: (1) Qmax,LB De maximum afvoer van de Rijn bij Lobith bedraagt m 3 /s. (2) Qmax,GY De maximum afvoer van de Gelderse IJssel bij Doesburg bedraagt m 3 /s. (3) Qmax,OIJzk De maximum afvoer van de Oude IJssel bij Doesburg zonder klimaatverandering bedraagt 133,7 m 3 /s. (4) Qmax,OIJmk De maximum afvoer van de Oude IJssel bij Doesburg met klimaatverandering is 155,7 m 3 /s. (5) dq De toename van de maximum afvoer van de Oude IJssel door klimaatverandering is ca. 20 m 3 /s (=(4)-(3)). (6) dq De procentuele toename van de maximale afvoer van de Oude IJssel door klimaatverandering is 16 % (=(5)/(3)). (7) T.zk Het tijdsverschil tussen de maximum afvoer van de Rijn bij Lobith en de maximum afvoer van de Oude IJssel bij Doesburg (zonder klimaatverandering) is drie dagen. De maximum afvoer van de Oude IJssel wordt dus drie dagen eerder bereikt dan de maximum afvoer van de Rijn. (8) T.mk Het tijdsverschil tussen de maximum afvoer van de Rijn bij Lobith en de maximum afvoer van de Oude IJssel bij Doesburg (met klimaatverandering) is ook drie dagen. (9) T De tijdsverschuiving van de maximum afvoer van de Oude IJssel door klimaatverandering is dus nul dagen (=(8)-(7)) 8 PR HKV LIJN IN WATER

17 juni 2013 Niet afwentelen In Figuur 3-3 zijn voor dezelfde hoogwaterperiode de berekende waterstanden weergegeven: (10) Hmax,GIJ,zk De maximale waterstand op de Gelderse IJssel bij Doesburg zonder klimaatverandering is 10,332 mnap. (11) Hmax,GIJ,mk De maximale waterstand op de Gelderse IJssel bij Doesburg met klimaatverandering is 10,337 mnap. (12) dhmax,gij De toename van de maximale waterstand op de Gelderse IJssel door klimaatverandering is dus 5 mm (=(11)-(10)). (13) dh_gij bij Qmax_OY Op het moment dat de afvoer van de Oude IJssel het maximum bereikt, is de waterstandstoename op de Gelderse IJssel 8,5 cm. (11) HmaxGIJ,mk (13) dh_gij bij Qmax_OY (10) HmaxGIJ,zk Figuur 3-3: Voorbeeld waterstand Gelderse IJssel en afvoer Oude IJssel bij Doesburg in huidig klimaat en na klimaatverandering 3.4 Extrapolatie naar MHW afvoer De 19 hoogwaterperiodes in de afgelopen eeuw bevatten geen van alle de MHW afvoer voor Lobith van m 3 /s ( 1926 is het hoogst met m 3 /s). Om te onderzoeken of de berekeningsresultaten geëxtrapoleerd kunnen worden naar deze extreme situatie is het extra afvoervolume als gevolg van klimaatverandering berekend tijdens de periode dat de afvoer van de Rijn een bepaalde drempelwaarde overschrijdt. Voor elke hoogwaterperiode zijn 4 à 5 drempelwaarden geselecteerd, in stappen van 1000 m 3 /s. Voor hoogwaterperiode 1998 waren de drempelwaarden 6.000, 7.000, en m 3 /s. Onderstaand is een voorbeeld uitgewerkt voor drempelwaarde Qdr = m 3 /s. HKV LIJN IN WATER PR

18 Niet afwentelen juni 2013 (21) T,Qdr = 4.3 dagen (14) Qdr,LB =8000 m 3 /s (17) dv = 4.9 miljoen m 3 (22) dv/d(t,qdr) = 13.1 m 3 /s Figuur 3-4: Voorbeeld volumetoename Oude IJssel in huidig klimaat en na klimaatverandering Uitleg bij deze figuur: (14) Qdr De drempelwaarde van de afvoer van de Rijn bij Lobith is in dit geval 8000 m 3 /s. (15) V(OIJzk)>Qdr Het afvoervolume van de Oude IJssel (zonder klimaatverandering) tijdens de periode dat de afvoer van de Rijn hoger is dan m 3 /s is m 3. (16) V(OIJmk), >dr Het afvoervolume van de Oude IJssel (met klimaatverandering) tijdens de periode dat de afvoer van de Rijn hoger is dan m 3 /s bedraagt m 3. (17) dv Het verschil tussen (16) en (15), de volumetoename van de afvoer van de Oude IJssel ten gevolge van klimaatverandering, bedraagt m 3. (18) dv% De procentuele volumetoename (=(17)/(15) bedraagt 15%. (19) dv,d De procentuele volumetoename vanuit het Duits gedeelte van het stroomgebied is 10%pnt. Het Duitse gedeelte van het stroomgebied bestaat uit de deelstroomgebieden Bocholter AA, Holtwicherbach, Oude IJssel en Wielbach (totaal ha). De afvoer vanuit deze deelstroomgebieden is afgeleid uit het 1D model op de locatie van de Duitse grens. Daarnaast ligt ¼ van het stroomgebied van de Bielheimerbeek in Duitsland (4.276 ha). Daarom wordt de afvoer op de Duitse grens nog gecorrigeerd voor een kwart van het oppervlak van de Bielheimerbeek (factor 1,05). (20) dv,nl De procentuele volumetoename vanuit het Nederlands gedeelte van het stroomgebied is 5%pnt. 10 PR HKV LIJN IN WATER

19 juni 2013 Niet afwentelen De berekende volumina zijn uiteraard sterk afhankelijk van de periode waarover wordt geïntegreerd en deze hangt af van de drempelwaarde; hoe hoger de drempelwaarde, hoe korter de periode dat deze waarde wordt overschreden en hoe kleiner het afvoervolume. Om verschillende hoogwaterperioden met elkaar te kunnen vergelijken, dient de volumetoename te worden geschaald door deze te berekenen per tijdseenheid: (21) T,Qdr De periode dat de drempelwaarde van de Rijn (Qdr = 8000m 3 ) wordt overschreden bedraagt 4,3 dagen. (22) dv/dt De gemiddelde afvoertoename over deze periode (= (16)/(20)), dus voor drempelwaarde m 3 /s, bedraagt 13,1 m 3 /s. Voor de 1998 gebeurtenis bedraagt de gemiddelde klimaatafvoertoename dus 13,1 m 3 /s bij een Lobith drempelwaarde van ,1 m 3 /s. Als we kijken naar de hoogste drempelwaarde in die afvoerperiode, namelijk 9000 m 3 /s (de gemeten afvoerpiek bij Lobith was toen 9413 m 3 /s) dan bedraagt de gemiddelde afvoertoename 12,4 m 3 /s. Figuur 3-5 toont de relatie tussen de gemeten maximum afvoer bij Lobith (x-as) en de gemiddelde klimaatafvoertoename boven de hoogste drempel per hoogwaterperiode. We zien dat de gemiddelde afvoertoename van de Oude IJssel, tijdens de hoogwatergolf van de Rijn, ligt tussen 0,4 en 12,4 m 3 /s (gebeurtenissen Jan 26 en Nov 98). Het gemiddelde over de 17 hoogwaterperiodes is 4,95 m 3 /s met een standaarddeviatie van 2,79 m 3 /s. De relatie met de maximum afvoer van de Rijn is statistisch zwak (r 2 = -0,0196, zie Figuur 3-5). Hierdoor is statistisch niet nauwkeurig vast te stellen wat de afvoertoename als gevolg van klimaatverandering zal zijn bij de MHW-afvoer van de Rijn van m 3 /s. In de volgende paragraaf wordt daarom op een andere manier een inschatting hiervan vastgesteld. Nov 98 Jan 26 Figuur 3-5: Relatie tussen gemiddelde afvoertoename van de Oude IJssel en de maximum afvoer van de Rijn HKV LIJN IN WATER PR

20 Niet afwentelen juni Interpretatie en conclusies In deze paragraaf worden de berekeningsresultaten (Bijlage C) geïnterpreteerd en worden conclusies getrokken. Afvoertoename Door klimaatverandering (2050 W) neemt de maximum afvoer van de Oude IJssel toe, variërend van 3% tot 19% voor de 19 doorgerekende buien. Uit kolom 19 en 20 blijkt dat het overgrote deel van de extra afvoer van de Oude IJssel afkomstig is uit Duitsland (65-75%). Slechts 25-35% is afkomstig uit Nederland. De opgave is in beide landen ongeveer evenredig met de oppervlakte. De maximum afvoer van de Oude IJssel vindt 2 tot 5 dagen eerder plaats dan de maximum afvoer van de Rijn bij Lobith. Dit faseverschil zal niet veranderen door klimaatverandering. De looptijd van de Rijnafvoergolf van Lobith naar Doesburg is ongeveer 1 dag (zie de figuren in Bijlage C). Dit brengt het totale faseverschil tussen de afvoer van de Gelderse IJssel en de Oude IJssel op 3-6 dagen. Waterstandsverhoging De toegenomen afvoer als gevolg van klimaatverandering heeft nauwelijks effect op de maximale waterstand van de Gelderse IJssel bij Doesburg tijdens passage van de top van de afvoergolf op de Gelderse IJssel. De toename van de maximale waterstand is hier voor alle hoogwaterperiodes minder dan 1 cm. De waterstandstoename op de Gelderse IJssel is groter op het moment dat de afvoer van de Oude IJssel maximaal is; gemiddeld 2,3 cm met een maximale toename van 8,5 cm in september Dit gebeurt echter tijdens de was van de hoogwatergolf van de Gelderse IJssel. De piek passeert enkele dagen later. De afvoer op de Oude IJssel is op dat moment sterk gereduceerd. Wateropgave bij MHW omstandigheden De gemiddelde afvoertoename als gevolg van klimaatverandering van de Oude IJssel, tijdens de hoogwatergolf van de Rijn, ligt tussen 0,4 en 12,4 m 3 /s voor de onderzochte hoogwaters. Het gemiddelde over de 17 hoogwaterperiodes is 4,95 m 3 /s met een standaarddeviatie van 2,79 m 3 /s. De relatie met de maximum afvoer van de Rijn is statistisch zwak (r 2 = -0,0196, zie Figuur 3-5). Hierdoor is statistisch niet nauwkeurig vast te stellen wat de afvoertoename als gevolg van klimaatverandering zal zijn bij de MHWafvoer van de Rijn van m 3 /s). Om toch een inschatting te kunnen maken van het volume afvoertoename door klimaatverandering, wordt aangenomen dat de gemiddelde afvoertoename op de Oude IJssel tussen 0,4 en 12,4 m 3 /s ligt. Dit blijkt uit de berekeningen, waarbij opgemerkt wordt dat 12,4 m 3 /s berekend is bij een afvoer te Lobith van m 3 /s en 0,4 m 3 /s bij m 3 /s. Op basis hiervan is te berekenen wat het extra volume water is dat vanuit de Oude IJssel de Gelderse IJssel instroomt tijdens een afvoergolf bij Lobith met MHW-condities. Dit kan worden berekend voor verschillende drempelwaarden van de MHW-afvoergolf, door dv/dt te vermenigvuldigen met de periode dat de drempelwaarde van de MHW-afvoergolf wordt overschreden. In Figuur 3-6 is de MHW-afvoergolf van de Rijn weergegeven (Waqua referentie: rijn_pkb_3_4). Hieruit is af te lezen dat een afvoer van bijvoorbeeld m 3 /s gedurende 4 dagen wordt overschreden. Door deze periode te vermenigvuldigen met dv/dt wordt de volumetoename berekend voor Q> m 3 /s. 12 PR HKV LIJN IN WATER

21 juni 2013 Niet afwentelen Figuur 3-6: MHW-afvoergolf van de Rijn bij Lobith (Waqua referentie: rijn_pkb_3_4) In Figuur 3-7 is dit voor verschillende drempelwaarden van de MHW-afvoer berekend, te beginnen bij m 3 /s tot boven m 3 /s. Bij een MHW-afvoer van m 3 /s bedraagt het volume uiteraard nul, omdat de MHW-afvoergolf in Figuur 3-7 haar top precies op m 3 /s heeft liggen en de duur waarmee de intensiteiten van 0,4 en 12,4 m 3 /s worden vermenigvuldigd dan nul is. Figuur 3-7: Extra volume van de Oude IJssel door klimaatverandering voor verschillende drempelwaarden van de MHW-afvoergolf van de Rijn Zoals al vastgesteld is niet statistisch nauwkeurig te berekenen hoe groot het volume afvoertoename door klimaatverandering precies is tijdens zeer extreme omstandigheden (MHW HKV LIJN IN WATER PR

22 Niet afwentelen juni 2013 of bijna MHW). De informatie in Figuur 3-7 is het best haalbare resultaat binnen de scope van dit onderzoek. Dit is besproken in de projectgroep, waar afgesproken is uit te gaan van een klimaat gerelateerd afvoer surplus (verder te noemen: wateropgave) van 2,5 miljoen m 3. Deze hoeveelheid is met een rode stip in de figuur weergegeven. Het gaat dus de uit van de bovengrensschatting van 12,4 m 3 /s bij een Lobith afvoer van m 3 /s. Deze grens is om pragmatische redenen gekozen. Volgens de letter van het waterakkoord zou het waterschap strikt genomen slechts water vast hoeven te houden tijden het passeren van de MHW top, dus die overeenkomt met een Lobith afvoer van m 3 /s of hoger. Omdat de top van een afvoergolf per definitie kort duurt, zou die wateropgave heel klein zijn. De projectgroep realiseert zich dat de vastgestelde wateropgave van 2,5 miljoen m 3 niet de absolute waarheid is, maar vindt het voldoende realistisch en concreet om hiermee het effect van potentiele maatregelen te kunnen verkennen (Hoofdstuk 4). Als we aannemen dat de wateropgave recht evenredig met de oppervlakte van het stroomgebied uit Nederland en Duitsland komt, dan bedraagt de Nederlandse wateropgave 0,75 miljoen m 3 en de Duitse 1,75 miljoen m 3 voor het stroomgebied van de Oude IJssel. 14 PR HKV LIJN IN WATER

23 juni 2013 Niet afwentelen 4 Maatregelen Oude IJssel 4.1 Typen maatregelen Er zijn drie typen maatregelen denkbaar om het effect van de afvoertoename uit de Oude IJssel en waterstandstoename op de Gelderse IJssel als gevolg van klimaatverandering te reduceren, namelijk vasthouden, bergen en versneld afvoeren. Vasthouden Met vasthouden wordt het tijdelijk opstuwen van het oppervlaktewater en grondwater bedoeld. Deze maatregel wordt veelal toegepast in de haarvaten van een watersysteem, omdat de bovenstrooms gelegen stroomgebieden vaak over gedimensioneerd zijn qua afvoercapaciteiten en hun afvoer relatief sterk afwentelen naar benedenstrooms. Bergen De maatregel bergen betreft veelal het op het juiste moment benutten van daarvoor gereserveerde bergingsgebieden of retentiegebieden. Veelal kan in deze gebieden een waterschijf van enkele decimeters tot 1 á 2 meter tijdelijk geborgen worden. Deze bergings- of retentiegebieden zijn (bijna altijd) gestuurd in te zetten. In Duitsland kent men nog een andere vorm van berging, namelijk de zogenaamde Uberschwemmungsgebiete. Dit zijn gebieden die in een hoogwatersituatie in mogen stromen en mee mogen bergen. Het betreft hier ongestuurde berging. Er wordt onderscheid gemaakt tussen een T100 en T500 hoogwatersituatie. Versneld afvoeren Met het versneld afvoeren wordt bedoeld het versnellen van de afvoerpiek, zodat de afvoer uit het Oude IJssel gebied ten tijde van het passeren van de MHW-golf op de Gelderse IJssel ook lager is. Dit type maatregel is doorgaans alleen effectief als (1) de grootte van de afvoerpiek beperkt is ten opzichte van de regelmacht in het watersysteem en (2) als hierdoor een duidelijk faseverschil tussen de beiden afvoergolven gecreëerd wordt. Dit laatste is niet het geval, omdat de afvoerpiek uit het regionale systeem 2-5 dagen eerder op de Gelderse IJssel komt dan de MHW zelf. Met betrekking tot de regelmacht in het watersysteem geldt dat de afvoerpiek beïnvloed kan worden door het vroegtijdig strijken van stuwen en/of het voormalen met gemalen. Het effect van beide sturingsmechanismes kunnen met het model bepaald worden. 4.2 Effect maatregelen in stroomgebied van Oude IJssel In Hoofdstuk 3 is vastgesteld dat de wateropgave 2,5 Mm 3 bedraagt voor het Oude IJssel stroomgebied. In deze paragraaf is een inschatting gemaakt van de effectiviteit van de diverse maatregelen op basis van een volumeberekening. Opgemerkt wordt dat per maatregeltype een inschatting gemaakt is van de potentiële beschikbare bijdrage op basis van volumes of capaciteiten. Daarnaast is voor een paar typen maatregelen een eerste inschatting gemaakt van de praktische haalbaarheid van de maatregel. Het is in dit onderzoek nadrukkelijk niet het doel geweest om maatregelen gedetailleerd op hun daadwerkelijke inzetbaarheid te beoordelen, zowel qua beschikbaarheid van het bergingsvolume HKV LIJN IN WATER PR

24 Niet afwentelen juni 2013 op het juiste moment tot aan bijvoorbeeld bestuurlijke bereidheid (in Duitsland) om bergingsgebieden voor een zeer extreme (T1250) gebeurtenis vrij te houden Vasthouden In het gebied van de Oude IJssel is geen onderzoek bekend naar het effect van vasthouden van water in de haarvaten van het systeem. Daarom is op grond van enkele kentallen en aannames een inschatting van het volume vast te houden water gemaakt: Oppervlakte stroomgebied in Nederland: ha. Oppervlakte stroomgebied in Duitsland: ha. Schatting oppervlakte oppervlaktewater: 1%. We nemen aan dat in een kwart van de waterlopen vastgehouden wordt (kwart van 1%). De waterstand in de waterlopen kan 20 cm opgestuwd worden. Er vindt door deze maatregel geen extra berging in de bodem en op het maaiveld plaats. Ook houden we in deze volumeberekening geen rekening met een mogelijk ongewenst neveneffect van vasthouden, namelijk versnelde oppervlakte afvoer. Afhankelijk van het type gebied kan het opstuwen van het oppervlaktewaterpeil via het stremmen van de ontwatering tot het sneller optreden van oppervlakte-afstroming leiden. Het vast te houden volume bedraagt dan 0,6 Mm 3 (0,18 Mm 3 in Nederland en 0,42 Mm 3 in Duitsland). De praktische uitvoerbaarheid van deze maatregel wordt als gering ingeschat. Het vraagt zeer veel stuwen en daarmee hoge kosten. Bovendien is het niet eenvoudig om de bediening van al deze stuwen op het juiste moment en op de juiste wijze te laten plaatsvinden. Dat is wel noodzakelijk: alleen dan kan deze maatregel effectief zijn Bergen In het stroomgebied van de Oude IJssel liggen in Nederland enkele gebieden waar water geborgen zou kunnen worden (zie Figuur 4-1): Het reductiereservoir bij Bredevoort. Dit gebied kan 1,4 Mm 3 water bergen. Het reservoir wordt elke paar jaar ingezet om wateroverschot in het regionale systeem op te vangen. Daarom is het onzeker of het reservoir ook daadwerkelijk kan worden ingezet om aan de niet afwentel opgave te voldoen. Het is waarschijnlijk dat een MHW afvoer op de Rijn samenvalt met hevige buien in het stroomgebied van de Oude IJssel en het bergingsgebied dus al in gebruik is voor het regionale systeem. Het Eldrikse Veld: 4,4 Mm 3 bergingscapaciteit (zie berekening in Bijlage E). Dit gebied wordt niet ingezet voor het regionale systeem. Zodoende is deze bergingscapaciteit beschikbaar voor niet afwentelen Overige inundatiegebieden Oude IJssel. Naast het Eldrikse Veld zijn er nog 13 andere bergingsgebieden, waarvan de meeste erg klein zijn (Bijlage E). De gebieden ten noorden van Doetinchem kunnen niet gebruikt worden (met uitzondering van het Eldrikse Veld), omdat die onderdeel vormen van de uiterwaarden van de Gelderse IJssel. Deze zullen bij MHW afvoer reeds onder water staan. Hiermee vervalt de capaciteit van de gebieden Langerak, Oude IJssel Muldera, en Oude IJssel nabij Drempt. De gebieden ten zuiden van Doetinchem kunnen in potentie 0,23 Mm 3 water bergen (bij de hoogwaterstand van de periode in 1995, zie bijlage E). Deze gebieden zijn echter niet bestemd voor inundatie. Daarom zullen hier eerst inrichtingsmaatregelen moeten worden 16 PR HKV LIJN IN WATER

25 juni 2013 Niet afwentelen genomen. Een deel van dit gebied kan onder water worden gezet door opzetten van stuw de Pol. Om het gebied bovenstrooms van de Pol onder te laten lopen zal een extra stuw nodig zijn. Samengevat wordt gesteld dat de totale potentiele bergingscapaciteit in Nederland ongeveer 6 Mm 3 bedraagt (1,4+4,4+0,23). In Duitsland bevindt er zich nabij Rhede een retentiegebied (0,2 Mm 3 ). In Duitsland zijn er ook nog overstromingsgebieden, waar ongestuurde hoogwaterberging in plaatsvindt ( Uberschwemmungsgebiete ). Er worden gebieden onderscheiden die typisch eens per 100 jaar functioneren en eens per 500 jaar. Deze laatste gebieden zijn voor dit onderzoek relevant, zie Figuur 4-2. Het oppervlak T500-overstromingsgebieden in het Duitse deel van het Oude IJssel stroomgebied bedraagt ha. Uitgaande van een aanname van 0,3 m gemiddelde waterdiepte kan er 14,4 Mm 3 geborgen worden. In totaal bedraagt de potentiele bergingscapaciteit in Duitsland dan 14,6 Mm 3. Figuur 4-1: Ligging van de grootste (potentiële) bergingsgebieden in het Oude IJssel stroomgebied (bron: Waterschap Rijn en IJssel, 2005) HKV LIJN IN WATER PR

26 Niet afwentelen juni 2013 Figuur 4-2: Uberschwemmungsgebiete T500 in het Oude IJssel stroomgebied (grijze gebieden in het geel gekleurde stroomgebied) Versneld afvoeren Versneld afvoeren wordt voor het stroomgebied van de Oude IJssel niet als reële mogelijkheid gezien, omdat de stuwen al overstroomd zullen zijn in extreme afvoeromstandigheden die veel eerder optreden dan de MHW-gebeurtenis. Daarnaast is gemaal Doesburg ook niet beschikbaar voor deze maatregel, omdat dat gemaal het stedelijk gebied van Doesburg bemaalt en niet het stroomgebied van de Oude IJssel. 4.3 Interpretatie en conclusies Oude IJssel In Tabel 4-1 is het effect van de maatregelen samengevat. Nederland Duitsland Wateropgave 0,75 1,75 Maatregelen: Vasthouden 0,2 0,4 Bergen 6,0 14,6 Versneld afvoeren - - Tabel 4-1: 6,2 15,0 Inschatting wateropgave en effect maatregelen op basis van volumeberekeningen voor het stroomgebied van de Oude IJssel (m 3 ) De maatregel Vasthouden levert potentieel ongeveer een kwart van de wateropgave. De werkelijke grootte van deze maatregel valt of staat met de schaal waarop binnen het gehele stroomgebied, ook Duitsland, water opgestuwd kan worden in de waterlopen op het juiste moment. In deze berekeningen is uitgegaan van een kwart van alle waterlopen, slechts 20 cm opstuwing en geen extra berging in de bodem en op maaiveld. Een gedetailleerde analyse wordt 18 PR HKV LIJN IN WATER

27 juni 2013 Niet afwentelen geadviseerd als het effect nauwkeuriger ingeschat moet worden. Implementatie van deze maatregel vraagt wel zeer veel regelbare kunstwerken die op het juiste moment ingezet moeten worden. De maatregel Bergen levert verreweg de grootste bijdrage aan het oplossen van de wateropgave. De totale potentiele bergingscapaciteit is in zowel het Nederlandse deel als het Duitse deel van het stroomgebied veel groter dan de wateropgave die per deelstroomgebied geldt. Bij Bergen is het wel erg belangrijk dat de bergingscapaciteit op de juiste locatie in het stroomgebied ligt en op het juiste moment ingezet kan worden. HKV LIJN IN WATER PR

28

29 juni 2013 Niet afwentelen 5 Vertaling naar andere stroomgebieden 5.1 Bepaling wateropgave In dit onderzoek is het effect van klimaatverandering op de afvoer in het stroomgebied van de Oude IJssel onderzocht. Het waterschap kent echter nog een aantal andere grote stroomgebieden die op de Gelderse IJssel afwateren (Buursebeek-Schipbeek, Berkel-Groenlose Slinge, Baakse Beek-Veengoot, Grote beek, Bevermeer, Oude Rijn en Liemers). Voor deze stroomgebieden is de wateropgave ingeschat door de wateropgave van het Oude IJssel gebied recht evenredig naar de oppervlakte van het stroomgebied om te slaan. Dit is een vrij grove methode, maar voor dit project acceptabel geacht. Het resultaat staat in Tabel 5-1. Stroomgebied Opp. [ha] Wateropgave [Mm 3 ] NL D NL D Oude IJssel ,75 1,75 Buursebeek-Schipbeek ,31 0,31 Berkel-Groenlose Slinge ,91 0,91 Grote beek ,21 - Bevermeer ,25 - Baakse Beek-Veengoot ,55 - Oude Rijn ,13 0,08 Liemers ,14 - Tabel 5-1: Oppervlakte en wateropgave van grote stroomgebieden binnen WRIJ die afwateren op de Gelderse IJssel 5.2 Effect maatregelen in overige stroomgebieden In onderstaande tabellen is per stroomgebied per type maatregel weergegeven welke capaciteit in het stroomgebied voorhanden is. Hierbij gelden dezelfde aannames als in het Oude IJssel stroomgebied. Stroomgebied Vasthouden [Mm 3 ] NL D Oude IJssel 0,18 0,42 Buursebeek-Schipbeek 0,20 0,10 Berkel-Groenlose Slinge 0,40 0,20 Grote beek 0,10 - Bevermeer 0,10 - Baakse Beek-Veengoot 0,10 - Oude Rijn 0,03 0,02 Liemers 0,03 - Tabel 5-2: Potentieel waterbergingsvolume in zes stroomgebieden door de maatregel Vasthouden HKV LIJN IN WATER PR

30 Niet afwentelen juni 2013 Stroomgebied Gemaal Capaciteit Volume [m 3 /s] [Mm 3 ] Oude IJssel N.V.T. (gemaal Doesburg bemaalt alleen stedelijk gebied) - - Buursebeek-Schipbeek Geen gemaal - - Berkel-Groenlose Slinge Helbergen 5,30 0,9 Grote beek Grote Beek 10,33 1,8 Bevermeer N.V.T. (gemaal Bevermeer maalt op Oude IJssel uit) - - Baakse Beek-Veengoot Baakse Beek 10,33 1,8 Oude Rijn Kandia 10,00 1,7 Liemers De Liemers 11,00 1,9 Tabel 5-3: Potentieel volume in de stroomgebieden door de maatregel Versneld Afvoeren 22 PR HKV LIJN IN WATER

31 oktober 2013 Niet afwentelen Bergen in Nederland Bergen in Duitsland Stroomgebied T500 Totaal Retentiegebied Opp. Volume Retentiegebied Opp. Volume gebiete Opp. Volume Vol. [ha] [Mm 3 ] [ha] [Mm 3 ] [ha] [Mm 3 ] [Mm 3 ] Oude IJssel Reductiereservoir bij Bredevoort 76 1,4 Inundatiegebieden Oude IJssel N.B. 0,2 Eldrikse Veld 514 4,4 Rhede N.B. 0,2 Ja ,4 14,6 Buursebeek-Schipbeek Buursebeek-Rietmolen 23,9 0,1 Lankheet N.B. 0,06 - Ja 984 3,0 3,0 Berkel-Groenlose Slinge Berkel Den Borgweg 20 0,1 Reductiereservoir Eibergen 242 2,0 Berkel Stokkersbrug 11 0,1 Inundatiegebieden Berkel 261 0,6 Coesfeld N.B. 0,2 Ja ,7 3,8 Grote beek Spaanswaard 287 1,6 - - Bevermeer Baakse Beek-Veengoot Boezem van Hackfort 61 0,5 Bakerwaard 379 3,4 Baakse Beek 302 1,4 - - Oude Rijn Tabel 5-4: Liemers Potentieel waterbergingsvolume in de stroomgebieden door de maatregel Bergen HKV LIJN IN WATER PR

32 Niet afwentelen oktober Interpretatie en conclusies per stroomgebied In Tabel 5-5 t/m Tabel 5-11 staan de resultaten voor de overige zeven grote stroomgebieden. Allereerst wordt geconcludeerd dat in alle stroomgebieden (een pakket aan) maatregelen voorhanden zijn (is) waarmee de klimaatwateropgave opgelost kan worden. Evenals in het gebied van de Oude IJssel levert de maatregel Bergen ook in de stroomgebieden Buursebeek-Schipbeek en Berkel-Groenlose Slinge de grootste bijdrage. De maatregel Versneld Afvoeren levert in de stroomgebieden van de Grote Beek, Bevermeer, Baakse Beek-Veengoot, Oude Rijn en Liemers een zeer grote bijdrage, vanwege de grote gemaalcapaciteiten. Voor al deze stroomgebieden geldt dat dit type maatregel voldoende zou zijn om de wateropgave op te lossen, mits uitvoerbaar. Eerder is al genoemd dat de vraag is of in zeer extreme omstandigheden deze gemalen al op volle capaciteit draaien. Zeer waarschijnlijk is de gemaalcapaciteit in die omstandigheden niet beschikbaar. Het effect van de maatregel Vasthouden in deze stroomgebieden is weinig verrassend: vanwege de wijze van berekenen hiervan en het berekenen van de wateropgave, levert deze maatregel potentieel in alle stroomgebieden precies dezelfde bijdrage, namelijk nagenoeg een kwart van de wateropgave (verschillen hierin in onderstaande tabellen zijn het gevolg van afronding). De praktische uitvoerbaarheid van deze maatregel blijft een punt van aandacht, zoals ook eerder gemeld. Nederland Duitsland Wateropgave 0,6 0,3 Maatregelen: Vasthouden 0,2 0,1 Bergen 0,1 3,0 Versneld afvoeren - - Tabel 5-5: 0,3 3,1 Inschatting wateropgave en effect maatregelen op basis van volumeberekeningen voor het stroomgebied van de Buurse beek-schipbeek (Mm 3 ) Nederland Duitsland Wateropgave 1,5 0,9 Maatregelen: Vasthouden 0,4 0,2 Bergen 2,7 3,8 Versneld afvoeren 0,9 - Tabel 5-6: 3,9 4,0 Inschatting wateropgave en effect maatregelen op basis van volumeberekeningen voor het stroomgebied van Berkel-Groenlose Slinge (Mm 3 ) 24 PR HKV LIJN IN WATER

33 oktober 2013 Niet afwentelen Nederland Duitsland Wateropgave 0,2 - Maatregelen: Vasthouden 0,1 - Bergen 1,6 - Versneld afvoeren 1,8 - Tabel 5-7: 3,5 - Inschatting wateropgave en effect maatregelen op basis van volumeberekeningen voor het stroomgebied van de Grote Beek (Mm 3 ) Nederland Duitsland Wateropgave 0,2 - Maatregelen: Vasthouden 0,1 - Bergen - - Versneld afvoeren - - Tabel 5-8: 1,6 - Inschatting wateropgave en effect maatregelen op basis van volumeberekeningen voor het stroomgebied van de Bevermeer (Mm 3 ) Nederland Duitsland Wateropgave 0,6 - Maatregelen: Vasthouden 0,1 - Bergen 4,8 - Versneld afvoeren 1,8 - Tabel 5-9: 6,7 - Inschatting wateropgave en effect maatregelen op basis van volumeberekeningen voor het stroomgebied van de Baakse Beek-Veengoot (Mm 3 ) Nederland Duitsland Wateropgave 0,13 0,08 Maatregelen: Vasthouden 0,03 0,02 Bergen - - Versneld afvoeren 1,73 - Tabel 5-10: 1,76 0,02 Inschatting wateropgave en effect maatregelen op basis van volumeberekeningen voor het stroomgebied van de Oude Rijn (Mm3) Nederland Duitsland Wateropgave 0,14 - Maatregelen: Vasthouden 0,03 - Bergen - - Versneld afvoeren 1,93 - Tabel 5-11: 1,96 - Inschatting wateropgave en effect maatregelen op basis van volumeberekeningen voor het stroomgebied van de Liemers (Mm3) HKV LIJN IN WATER PR

34

35 oktober 2013 Niet afwentelen 6 Conclusies en aanbevelingen Dit hoofdstuk bevat de conclusies en aanbevelingen van een verkennend onderzoek naar de toename van piekafvoeren na klimaatverandering uit het gebied van waterschap Rijn en IJssel ten tijde van een hoogwatersituatie op de Gelderse IJssel. Meer specifiek gesteld gaat het om de afvoertoename als op de Gelderse IJssel zogenaamde MHW-omstandigheden gelden: een hoogwatergolf als gevolg van een piekafvoer op de Rijn bij Lobith van m 3 /s. Met nadruk wordt gesteld dat dit een globaal, verkennend onderzoek is. Met behulp van een bestaand simulatiemodel is de afvoertoename onder extreme omstandigheden als gevolg van klimaatverandering voor het stroomgebied van de Oude IJssel berekend. Het aldus verkregen klimaat afvoer surplus (verder te noemen: wateropgave) is op basis van oppervlakte van stroomgebieden omgerekend naar een wateropgave voor andere stroomgebieden. Tenslotte zijn potentiele maatregelen geïnventariseerd om de wateropgave te reduceren en is via een volumebalansbenadering een indicatie gegeven van het potentiële effect ervan. Het onderzoek levert de volgende conclusies en aanbevelingen op voor de Oude IJssel: Door klimaatverandering neemt de maximum afvoer van de Oude IJssel op de Gelderse IJssel toe, in de berekeningen variërend van 3% tot 19% afhankelijk van de hoogwatergebeurtenis. De wateropgave als gevolg van klimaatverandering tijdens MHW-omstandigheden is in dit onderzoek niet met voldoende statistische zekerheid te berekenen. De MHW- afvoer op de Rijn is in het verleden (meetperiode van ruim 100 jaar) namelijk nooit ook niet bij benadering bereikt. Daarnaast bleek in het onderzoek dat extrapolatie op basis van de wel bekende hoogwaterperiodes statistisch geen betrouwbaar resultaat oplevert. Gegeven deze onzekerheid is in dit onderzoek wel beredeneerd een opgave voor de Oude IJssel afgeleid, namelijk 2,5 miljoen m 3. Op grond van de oppervlakte van stroomgebieden in Nederland en Duitsland wordt gesteld dat 0,75 miljoen m 3 voor rekening komt van het Nederlandse deel van het stroomgebied, het restant (1,75 miljoen m 3 ) is extra afvoer als gevolg van klimaatverandering uit het Duitse deel van het stroomgebied van de Oude IJssel. De toegenomen afvoer heeft een gering effect op de maximale waterstand van de Gelderse IJssel bij Doesburg. De toename van de maximale waterstand is hier voor alle hoogwaterperiodes minder dan 1 cm. Er zijn drie typen maatregelen onderzocht om de wateropgave op te kunnen vangen. De capaciteit van deze maatregelen is potentieel zo groot dat de wateropgave zeer ruim geaccommodeerd kan worden. Voor de Oude IJssel geldt meer specifiek: - De maatregel Versneld Afvoeren is voor de Oude IJssel niet mogelijk, omdat er geen gemaal is dat het waterbezwaar van het gebied op de Gelders IJssel versneld kan bemalen. - De maatregel Vasthouden levert theoretisch een aanzienlijke bijdrage, ongeveer de helft van de wateropgave. HKV LIJN IN WATER PR

36 Niet afwentelen oktober De maatregel Bergen levert verreweg de grootste bijdrage aan het oplossen van de wateropgave. De totale potentiele bergingscapaciteit is een aantal malen groter dan de wateropgave. Er worden bij de praktische haalbaarheid van de maatregelen wel vragen gesteld. De maatregel Vasthouden vraagt om zeer veel kunstwerken (stuwen) waarmee in de haarvaten van het watersysteem water op het juiste moment opgestuwd moet worden. In theorie zou dit mogelijk zijn, maar praktisch gezien wordt deze maatregel als niet haalbaar ingeschat. Bij de inzet van bergingsgebieden is het belangrijk uit te zoeken of de bergingscapaciteit ook op het juiste moment beschikbaar is. Voor welke frequentie van hoogwater is het bergingsgebied bedoeld, waarvoor is het fysiek geschikt en hoe zal het verlopen in de zeer uitzonderlijke omstandigheden die in dit onderzoek centraal staat? De uitkomsten van de Oude IJssel zijn vertaald naar de zeven andere stroomgebieden in het beheergebied van het waterschap die afwateren op de Gelderse IJssel: Voor deze stroomgebieden is de wateropgave oppervlakte-evenredig berekend en zijn de typen maatregelen ook geïnventariseerd en op grootte beschouwd: - Allereerst wordt geconcludeerd dat in alle stroomgebieden (een pakket aan) maatregelen voorhanden zijn (is) waarmee de klimaatwateropgave opgelost kan worden. - Evenals in het gebied van de Oude IJssel levert de maatregel Bergen ook in de stroomgebieden Buurserbeek-Schipbeek, Berkel-Groenlose Slinge en de Baakse Beek- Veengoot een zeer grote bijdrage dan wel accommodeert de totale wateropgave volledig. - De maatregel Versneld Afvoeren levert in de stroomgebieden van de Grote Beek, Bevermeer, Baakse Beek-Veengoot, Oude Rijn en Liemers een zeer grote bijdrage, vanwege de grote gemaalcapaciteiten. Voor al deze stroomgebieden geldt dat alleen dit type maatregel voldoende zou zijn om de wateropgave op te lossen. - Het effect van de maatregel Vasthouden is in alle stroomgebieden van vergelijkbare grootte en lost in theorie ongeveer een kwart van de wateropgave op. Ook hierbij geldt de eerder genoemde praktische kanttekening: zeer veel stuwen nodig die op het juiste moment moeten opstuwen. Indien het noodzakelijk geacht wordt om (inrichtings)maatregelen te benoemen of te nemen om de waterstandsstijging op de Gelderse IJssel als gevolg van klimaat gerelateerde afvoertoename ten tijde van MHW-omstandigheden op de Gelderse IJssel te compenseren, dan wordt aanbevolen gedetailleerd onderzoek te doen per stroomgebied. Hierbij noemen we de volgende aandachtspunten: - Per stroomgebied onderzoek doen naar waterloopkundige effecten die binnen het stroomgebied kunnen ontstaan als gevolg van zeer hoge waterstanden op de Gelderse IJssel. Anders geformuleerd: opstuwing kan in een aantal stroomgebieden ervoor zorgen dat afwentelingseffecten niet optreden. Voor het grootste stroomgebied, de Oude IJssel, is bekend dat opstuwing niet/nauwelijks optreedt en er dus een afwenteleffect blijft. - De praktische haalbaarheid van een maatregel onderzoeken, zowel qua werkelijke beschikbaarheid van de maatregel op het juiste moment als de benodigde inzet van mens en organisatie. Dit geldt bijvoorbeeld voor de beschikbaarheid van gemaalcapaciteiten op het juiste moment, maar ook voor de daadwerkelijke inzet van berging. Voor met name de inzet van berging in Duitsland ten behoeve van 28 PR HKV LIJN IN WATER

37 oktober 2013 Niet afwentelen afvoerreductie op de Gelderse IJssel kan bij voorbaat vermoed worden dat dit op tal van bezwaren stuit. Een heel belangrijk bezwaar is dat deze gebieden in Duitsland bedoeld zijn voor afvoersituaties die gemiddeld eens per 100 tot 500 jaar optreden. Deze doelstelling kan gemakkelijk conflicteren met het beschikbaar houden van Uberschwemmungsgebiete ten behoeve van de afvoerreductie op de Gelderse IJssel bij herhalingstijden van orde 1250 jaar. - De kosten-efficiëntie van de maatregelen berekenen, als onderdeel van een multi-criteria analyse om de potentiele maatregelen te wegen en op geschiktheid te beoordelen. - Rekening houden met de grote onzekerheidsmarge die de uitkomsten van dit onderzoek kent, door juist deze marge bij de afweging van maatregelen mee te wegen. Dit is een meer effectieve manier om tot effectieve maatregelen te komen dan door nader onderzoek te doen om deze onzekerheidsmarge proberen te verkleinen: daarvan verwachten we niet snel een significante daling. Tenslotte wordt aanbevolen aan het waterschap om de voor- en nadelen af te wegen van het eventueel formeel vastleggen van het handelen ingeval van zeer extreme hoogwateromstandigheden en van het eventueel formeel reserveren van in te zetten bergingsgebieden voor een dergelijke gebeurtenis, zoals hier onderzocht. HKV LIJN IN WATER PR