Effect overstorten op de wateroverlast

Transcriptie

1 Effect overstorten op de wateroverlast Kennisvraag: wat als er geen overstorten waren geweest? Wat is het effect daarvan op de waterstanden en overstromingen? Antwoord: lokaal kunnen overstorten een grote bijdrage leveren aan de afvoer en daarmee de waterstanden en overstromingen. Per locatie kan dit echter nogal verschillen. Toelichting Inleiding De neerslag in juni is grotendeels gevallen in de vorm van extreme buien. Tijdens deze buien zijn veel overstorten opgetreden. Door de agrariërs en natuurbeheerders wordt een deel van de overlast toegeschreven aan het versneld afvoeren van water uit het stedelijke gebied. De vraag is dan ook wat de bijdrage is geweest van stedelijk gebied aan de overstromingen die in juni 2016 zijn opgetreden. Werkwijze Er is besloten om voor het stroomgebied van de Dommel bovenstrooms van Eindhoven een berekening te maken met het SOBEK-model. Er is gekozen voor 1 stroomgebied om deze vraag te beantwoorden omdat het doorrekenen en aanpassen van de modellen meer tijd kost en als er meer gerekend wordt dan moet er ook meer geanalyseerd worden. Het stroomgebied van de Dommel is één van de gebieden waar veel overstromingen plaats hebben gevonden en er is een mix van stedelijk en landelijk gebied aanwezig. Daarom is voor het model van de Dommel bovenstrooms van Eindhoven gekozen. Hetzelfde model is ook gebruikt om een aantal andere scenario s zoals wel/niet gemaaide watergangen etc. door te rekenen. De resultaten van de verschillende vragen zijn daarmee ook vergelijkbaar. Er is gekozen voor het doorrekenen van de T10-afvoergolf zoals die ook gebruikt wordt in projecten en de watersysteemtoets. Dit omdat gebleken is dat het neerslagafvoer model zoals dat nu gebruikt is de juni-buien nog niet goed kan berekenen en een nieuwe validatie van het neerslag-afvoer model nu te veel tijd kost. Met deze afvoergolf zijn zoals meerdere scenario s doorgerekend. Daarmee is inzicht gekregen in de gevoeligheid van het systeem voor bijvoorbeeld stuwstanden, weerstanden en dus ook de stedelijke afvoer. Inzichten die uit deze studie gekomen zijn kunnen niet 1 op 1 door vertaald worden naar andere gebieden. De bijdrage van stedelijk gebied is overal anders en ook locatie specifiek. Wel is het mogelijk om op basis van deze berekeningen een gevoel te krijgen van de bijdrage van de verschillende factoren aan de overlast. In de standaard HMI-modellen zoals hier gebruikt is zijn de overstorten opgenomen als een verhard gebied dat loost op de watergang ter plaatse van de overstort. Het achterliggende gebied van een overstort is globaal bepaald. Daarnaast is er vanuit gegaan dat er overal een gemengd stelsel ligt. Dit omdat nog niet van alle gemeenten gedetailleerde gegevens aanwezig zijn. Van de neerslag die valt op het verharde gebied wordt 7 mm via de riolering afgevoerd, de zogenaamde pompovercapaciteit. 1 mm blijft staan op straat en infiltreert of verdampt. Er wordt geen rekening gehouden met berging in het systeem. Ook wordt nog geen rekening gehouden met de maximale overstortcapaciteiten. De T10-berekening zoals we die standaard maken overschat daarmee mogelijk de afvoer vanuit het stedelijke gebied naar de watergangen. Voor de scenario berekening is een hele simpele aanname gedaan namelijk dat er geen overstorten meer aanwezig zijn. Alle neerslag die op het verhard gebied valt komt dus niet tot afvoer naar het oppervlaktewatersysteem. Behalve het verhard gebied in België, dat is namelijk niet apart geschematiseerd in het HMI-model. De input vanuit België is dan ook gelijk aan de referentiesituatie.

2 Resultaten Figuur 1 geeft de verandering in input en de effecten op de piekwaterstanden weer. De vierkantjes geven het oppervlak verhard gebied dat in de referentieberekening (HMIberekening) op het model aanwezig is. Hoe groter het vierkantje hoe groter het oppervlak. Daarnaast wordt op de watergangen in kleur weergegeven of de piekwaterstanden lager worden of hoger en hoeveel. Figuur 1. Stedelijke oppervlaktes (vierkantjes) en verschil in piekwaterstand tussen referentieberekening en berekening zonder verhard oppervlak. Uit de figuur blijkt dat de waterstanden in een groot deel van de zijwatergangen niet beïnvloed worden door het stedelijk gebied. Dit is direct te verklaren doordat geen overstorten aanwezig zijn (geen verhard oppervlak aangesloten). Of maar heel kleine overstorten die maar een zeer beperkte bijdrage leveren aan de afvoer en de waterstanden. In de overige watergangen dalen de waterstanden 5-10 cm met lokaal een maximum van 1,1 meter (zwarte pijl). Deze lokale uitschieter ligt in een relatief kleine waterloop met een grote overstort. Dit effect dempt dan ook al snel uit in benedenstroomse richting. Verder is zichtbaar dat de effecten het grootst zijn in de kleine beken (Keersop). Verder benedenstrooms en in de Dommel nemen de effecten af doordat de bijdrage van het landelijk gebied aan de totale afvoer groter wordt.

3 Figuur 2 geeft weer wat de effecten hiervan zijn op de overstromingen. Hieruit blijkt dat met name lokaal in de kleine beken de overstromingen minder worden. Helemaal benedenstrooms is er ook een relatief groot gebied met minder overstroming (zwarte pijl). Dit wordt veroorzaakt doordat daar een relatief grote overstort aanwezig is op een kleine watergang. Het verwijderen van deze overstort levert volgens figuur 1 een grote daling in de waterstanden op en daarmee ook een relatief groot gebied dat niet meer overstroomt. Figuur 2. Verschillen in overstroming tussen de twee scenario s. In blauw de overstromingen zoals die optreden als er geen overstorten zijn, in groen/oranje het extra gebied dat onder waterstaat als er wel overstorten aanwezig zijn.

4 Naast het effect op de waterstanden is er ook gekeken naar het effect op de afvoeren. Dit is bepaald op de benedenstroomse rand van het model, waar het water het model weer uitstroomt. Hier is het totale effect over het gehele modelgebied zichtbaar. Verder bovenstrooms zal de afvoer in de situatie zonder overstorten meer afwijken van de referentiesituatie omdat de bijdrage van de landelijke afvoer in benedenstroomse richting steeds groter wordt. De afvoergolf op de benedenstroomse rand van het model wordt weergegeven in figuur 3. Figuur 3. Afvoergolf op benedenrand model, in zwart de golf met overstorten, in rood de golf zonder overstorten Uit figuur 3 blijkt dat bijdrage van de overstorten op de totale afvoer uit het modelgebied maar minimaal is. De piek en het volume nemen maar beperkt af. Dit is deels te verklaren doordat het grootste deel van deze afvoer uit afvoer van de Dommel bestaat. En een groot deel van de afvoer van de Dommel op dit traject komt uit België en daar zijn de overstorten er niet afgehaald. Uit eerder onderzoek [2] is gebleken dat bij zomerbuien tot 20% van de afvoer van de Dommel bij s Hertogenbosch uit overstortwater kan bestaan. Daarbij was de afvoer uit landelijk gebied niet zo extreem hoog als in juni Om te kijken wat het effect op kleinere beken is, wordt in figuur 4 de afvoer van de Keersop bekeken. Dit is gedaan voor de locatie met de rode pijl in figuur 2.

5 Figuur 4. Afvoergolf deelstroomgebied van de KS18. Uit figuur 4 blijkt dat lokaal overstorten wel een behoorlijke invloed kunnen hebben op de afvoerpiek. In de bovenlopen valt de afvoer golf vanuit het stedelijk gebied ook veel meer samen met de afvoer golf uit het landelijke gebied. Het effect op de uiteindelijke piek afvoer is daarmee ook groter. Op dit punt scheelt het maximaal 0,3m3/s. Ongeveer 20% van de maximale afvoer komt hier uit het verhard gebied. Overstorten kunnen dus, lokaal en afhankelijk van de situatie, een grote bijdrage aan de afvoer hebben. Conclusie Lokaal kunnen overstorten een grote bijdrage leveren aan de afvoer en daarmee de waterstanden en overstromingen. Dit is afhankelijk van twee factoren: de verhouding tussen de hoeveelheid overstortwater en afvoer in de watergang/beek en het samenvallen van de overstortgebeurtenis en de afvoerpiek in de watergang/beek. Als gekeken wordt naar het aandeel overstortwater in de Dommel en in een A-watergang met een overstort waar een heel dorp op aangesloten is, dan is het aandeel in de Dommel veel kleiner. In die A-watergang is het aandeel van de overstort en dus het effect op de waterstand veel groter. In het algemeen kan gesteld worden dat verder benedenstrooms de bijdrage van de stedelijke afvoer kleiner wordt, omdat de verhouding met afvoer uit landelijk gebied verandert. Verder wordt de afvoergolf in benedenstroomse richting steeds meer vertraagd ten opzichte van de bui die de overstort veroorzaakt. De piek in de watergang/beek valt later in de tijd als de te overbruggen afstand groter wordt. De afvoer uit het stedelijk gebied komt echter altijd snel. Daardoor komt, in de benedenstrooms gelegen delen van het beheergebied, de afvoerpiek uit het stedelijk gebied eerder dan de afvoer van het landelijk gebied en is de bijdrage van de stedelijke afvoer aan de maximale piek kleiner. Tenzij er een nieuwe bui valt zoals in juni wel gebeurde. Per locatie kan het dus nogal verschillen. Van Eindhoven is bekend dat een extreme bui in de zomer hogere waterstanden oplevert dan een winterbui [3]. Dit wordt veroorzaakt doordat in Eindhoven zeer veel overstorten aanwezig zijn. Deze leveren een grote piekbelasting op de Dommel terwijl de landelijke afvoer vanuit het bovenstroomse gebied van de Dommel naar het Wilhelminakanaal wordt afgevoerd. De bijdrage vanuit stedelijk gebied aan de totale

6 afvoer wordt daarbij weer heel groot, de landelijke afvoer komt alleen van het stroomgebied van de Tongelreep. Literatuur [1] HKV, Ondersteuning bij evaluatie van wateroverlast juni 2016, [2] Waterkwaliteitsmodellering Escherichia coli in de Dommel t.b.v. de City Swim in s- Hertogenbosch, augustus [3] Royal haskoning DHV, Hoogwatergolf Dommel door Eindhoven, integrale analyse interactie riolering en oppervlakte water. November 2016.