RUIMTE VOOR DE RIVIER PROJECTEN DIJKVERLEGGINGEN CORTENOEVER EN VOORSTERKLEI SNIP 3 COVO TM (GEO)HYDROLOGIE

Transcriptie

1 RUIMTE VOOR DE RIVIER PROJECTEN DIJKVERLEGGINGEN CORTENOEVER EN VOORSTERKLEI PROJECT RUIMTE VOOR DE RIVIER GEMEENTEN BRUMMEN EN VOORST WATERSCHAP VELUWE DEFINITIEF TBV BESTEMMINGSPLANNEN, MER, PASSENDE BEOORDELING, DIV. RAPPORTEN EN VERGUNNINGSAANVRAGEN 5 november E C

2 :E ARCADIS 2

3 Voorwoord Voor u ligt het definitief rapport (Geo)hydrologie en Waterhuishouding van het project Ruimte voor de Rivier maatregelen dijkverleggingen Cortenoever en Voorsterklei (verder: CoVo). Het rapport (Geo)hydrologie en Waterhuishouding maakt deel uit van de rapporten voor de benodigde toestemmingen, besluiten, vergunningen en bestemmingsplanherzieningen. Rapporten zijn eerder gebruikt voor de zogenaamde -besluitvorming en zijn afgelopen periode in overleg met bevoegde gezagen, PDR en waterschap Veluwe aangescherpt. In die -fase staat de verdere uitwerking en optimalisatie van de SNIP 2A-Variantkeuze uit het eerste deel van de planstudiefase centraal. Daarbij is het doel te komen tot een ontwerp, waarin technische en landschappelijke aspecten, aandachtspunten van de Staatssecretaris, omliggende projecten en de wensen van belanghebbenden samen komen. Hierbij is de haalbaarheid van het plan belangrijk: het plan moet uitvoerbaar, betaalbaar, vergunbaar en beheerbaar en te onderhouden zijn. De ontwikkeling in de tijd van het ontwerpproces in de -fase, met de daarbij behorende producten, is in onderstaande figuur weergegeven. De -fase is afgerond met de Projectbeslissing van de Staatssecretaris, die de -beslissing op 21 mei 2012 heeft ondertekend. Deze beslissing markeert het einde van de planstudiefase en het begin van de realisatiefase. Voordat echt tot realisatie over kan worden gegaan, moeten ook de verschillende bevoegde instanties met respectievelijk het ontwerpbestemmingsplan en de ontheffings- of vergunningaanvragen kunnen instemmen. Afbeelding 1 Overzicht van producten voor de -fase :E ARCADIS 3

4 :E ARCADIS 4

5 Inhoud Voorwoord 3 Inhoud 5 Samenvatting 7 1 Inleiding Ruimte voor de rivier Aanleiding Plan dijkverleggingen Cortenoever en Voorsterklei Leeswijzer 11 2 Doel en kader Cortenoever en Voorsterklei Drie doelstellingen dijkverleggingen Cortenoever en voorsterklei Het planproces: van SNIP 2a-Variantkeuze tot definitief ontwerp 14 3 Aanpak en afbakening van het onderzoek Afbakening (geo)hydrologisch onderzoek Afbakening toetsing waterhuishouding Relevantie voor deelonderzoeken CoVo Begrippen in het basisrapport 19 4 Grond- en oppervlaktewatermodel Aanpassingen en gekozen aanpak grondwatermodel Modelaanpassingen Quasi niet-stationaire benadering Gevoeligheidsanalyse grondwatermodel Plausibiliteitscontrole grondwatermodel Verificatie modelaanpassingen Validatie quasi niet-stationaire benadering Conclusie Aanpassingen en gekozen aanpak oppervlaktewatermodel 38 5 Definitief ontwerp Cortenoever Voorsterklei Modelschematisatie ingrepen 43 6 Resultaten en analyse (geo)hydrologische berekeningen Verandering grondwaterstand Gemiddelde zomer (GLG) Gemiddelde winter (GHG) Extreme hoogwatergolf T=25 (EHW) Afvoerfluxen :E ARCADIS 5

6 6.2.1 Afvoerfluxen binnen plangebieden: Gemiddelde winter Afvoerfluxen binnendijks: extreme hoogwatergolf (T=25) 56 7 Resultaten en analyse toetsing waterhuishouding Scenario 1: Ledigen na hoogwater (situatie 1:25 (T=25)) Scenario 2a: T=10 neerslag + T=1 rivierstand Scenario 2b: T=10 rivierstand + T=1/10 neerslag Scenario 3: Stationaire berekening Stroomsnelheid watergangen Stroomsnelheid duikers Opstuwing duikers Verhang in de watergangen Debiet Dimensies uitvlieten 71 8 Conclusies en aanbevelingen Conclusies voor Grondwater Conclusies voor Oppervlaktewater Aanbevelingen 75 Bijlage 1 Geraadpleegde bronnen 77 Bijlage 2 Objectenkaarten 79 Bijlage 3 Vergelijking modelresultaten met de GxG 81 Bijlage 4 Resultaten toetsing waterhuishouding 87 Colofon :E ARCADIS 6

7 Samenvatting PROGRAMMA RUIMTE VOOR DE RIVIER maatregelen ter bescherming tegen overstromingen Het kabinet heeft in 2000 een standpunt voor de aanpak van hoogwater ingenomen, dat heeft geleid tot de ontwikkeling van het programma Ruimte voor de Rivier. Dit programma moet leiden tot een verbetering van de bescherming tegen overstromingen en een verbetering van de ruimtelijke kwaliteit in het rivierengebied. Een onderdeel van dit programma vormt het project Ruimte voor de Rivier maatregelen dijkverleggingen Cortenoever en Voorsterklei (CoVo). In het kader van het project CoVo zijn verschillende ingrepen gepland, die een effect hebben op de waterhuishoudkundige situatie. Voorbeelden van deze ingrepen zijn dijkverleggingen, verlagingen van de huidige dijk en vergravingen nabij in- en uitstroomopeningen. Deze ingrepen kunnen consequenties hebben voor de verschillende landgebruikfuncties zoals landbouw, natuur en bebouwing. MODELAANPASSINGEN Model omgezet van stationair naar nietstationair Modelgrid aangepast Om de (geo)hydrologische effecten van de ingrepen te kunnen beoordelen is gebruik gemaakt van een grondwatermodel, dat tevens is gebruikt in eerdere fasen van dit project. Om het grondwatermodel geschikt te maken voor de beoordeling van de effecten zijn de volgende aanpassingen aan het model uitgevoerd: Om de fluxen naar de watergangen en de grondwaterstanden op perceelsniveau goed in beeld te brengen, is de resolutie van het modelgrid verfijnd naar 25 bij 25 meter. Om de rekentijd te verkleinen en het complexe gestuwde gebied uit te sluiten is het modelgebied verkleind. Om de tijdelijke effecten goed te kunnen berekenen is het grondwatermodel omgezet van een stationair model naar een quasi niet-stationair model. Om de effecten uit te kunnen splitsen in effecten die in de zomer en in de winter optreden, is de gemiddelde neerslag en het gemiddelde IJsselpeil in de verschillende seizoenen bepaald en gehanteerd bij de berekening van de effecten. Uit de berekeningen met het grondwatermodel blijkt dat in Cortenoever en Voorsterklei onder gemiddelde zomer- en gemiddelde winteromstandigheden alleen lokaal bij de vergravingen vernatting optreedt. Bij extreme hoogwaterperioden, waarbij de plangebieden onder water komen te staan, kunnen binnendijks hogere grondwaterstanden optreden ten gevolge van de ingrepen uit het voorkeursontwerp. Het watersysteem van Cortenoever en Voorsterklei is getoetst aan ontwerprichtlijnen, de normen voor regionale wateroverlast en de uitgangspunten van het ontwerp. Voor deze analyse is een bestaand oppervlaktewatermodel aangepast met de uitgangspunten voor het ontwerp. Uit de toetsing komen de volgende conclusies naar voren: Zowel Cortenoever als Voorsterklei zijn binnen drie weken na het passeren van de hoogwatergolf weer toegankelijk. Binnen 12 weken na het passeren van de hoogwatergolf is normaal landgebruik in het grootste deel van het gebied weer mogelijk. Uit de toetsing op een neerslaggebeurtenis die eens in de 10 jaar voorkomt blijkt dat de gebieden voldoen aan de normen voor regionale wateroverlast :E ARCADIS 7

8 Uit de toetsing op een situatie met golfoverslag blijkt dat beide watersystemen niet aan de normen voldoen voor regionale wateroverlast. De golfoverslag die optreedt bij hoge rivierstanden resulteert erin dat de gemaalcapaciteit onvoldoende is en er treedt grootschalige inundatie op. Met het waterschap is vastgesteld dat het ontwerp o.b.v. deze conclusie wordt aangepast. In zowel Cortenoever als Voorsterklei wordt ter hoogte van de uitlaten een locatie opgenomen voor noodpompinstallaties :E ARCADIS 8

9 HOOFDSTUK 1Inleiding 1.1 RUIMTE VOOR DE RIVIER AANLEIDING PLANOLOGISCHE KERNBESLISSING RUIMTE VOOR DE RIVIER - Bescherming uiterlijk 2015 op wettelijk vereiste niveau - Ruimtelijke kwaliteit verbeteren Het Kabinet heeft in 2000 een standpunt voor de aanpak van hoogwater ingenomen, dat, naar aanleiding van de klimatologische ontwikkelingen, in 2001 is bijgesteld. Door het parlement (Tweede en Eerste Kamer) is de Planologische Kernbeslissing Ruimte voor de Rivier (verder: PKB) vastgesteld. Het doel van deze PKB is om de bescherming tegen overstromingen bij de maatgevende hoogwaterafvoer (MHW) in de rivieren uiterlijk in 2015 op het wettelijk vereiste niveau te brengen. Daarnaast heeft het Kabinet een tweede algemene doelstelling geformuleerd om met het maatregelenpakket ten behoeve van de veiligheid tevens de ruimtelijke kwaliteit in het rivierengebied te verbeteren. Meer specifiek voor de dijkverleggingen in Cortenoever en Voorsterklei is de nevendoelstelling opgenomen om de huidige agrarische functie in het gebied te behouden. PROGRAMMA RUIMTE VOOR DE RIVIER - 30 korte termijn maatregelen ter bescherming tegen overstromingen Om de rivierverruiming te realiseren is door het Rijk het programma Ruimte voor de Rivier opgesteld. In de PKB zijn verschillende maatregelen opgenomen, waarvan op korte termijn (2015) op 30 plekken langs de Rijn, IJssel, Waal, Nederrijn en Lek de bescherming tegen overstromingen op het vereiste niveau wordt gerealiseerd. Tevens moet dit Basispakket uit de PKB de ruimtelijke kwaliteit verbeteren. In de gemeenten Brummen en Voorst gaat het om de twee dijkverleggingen bij Cortenoever en Voorsterklei. 1.2 PLAN DIJKVERLEGGINGEN CORTENOEVER EN VOORSTERKLEI OMGEVING ZUTPHEN - 2 van de 30 PKB maatregelen - dijkverlegging Voorsterklei en Cortenoever In de gemeenten Brummen en Voorst liggen 2 van de 30 maatregelen die op korte termijn gerealiseerd worden. Als maatregel is in de PKB gekozen voor het verleggen van de dijk bij Cortenoever en Voorsterklei. In beide gebieden wordt een nieuwe primaire waterkering landinwaarts aangelegd zodat ruimte aan het rivierbed wordt toegevoegd voor de verwerking van hoogwaterafvoeren. Afbeelding 2 geeft het zoekgebied van de dijkverleggingen weer :E ARCADIS 9

10 Afbeelding 2 Maatregelen in de PKB bij Zutphen voor de korte termijn ACHTERGROND: BLAUWE ENVELOP VAN PROJECT IJSSELSPRONG: ALLES IN ÉÉN KEER De twee dijkverleggingen en de geul in de Tichelbeeksewaard vormden de Blauwe Envelop van de integrale gebiedsontwikkeling plan IJsselsprong: In één keer goed (2008) (verder: IJsselsprong). Het is ontstaan uit de mogelijkheid om een omwisselbesluit voor de omgeving Zutphen te bewerkstelligen. De regio verkreeg de mogelijkheid in de PKB om een alternatief plan aan te bieden. Naar aanleiding hiervan is door de gemeenteraden van Brummen, Voorst en Zutphen de intergemeentelijke structuurvisie (IGSV) IJsselsprong: In één keer goed (2008) vastgesteld, waarbij de PKB maatregelen voor de dijkverleggingen, de realisering van een geul bij Zutphen (Breed water) en het verwijderen van de ruimtelijke reservering om De Hoven in Zutphen voor hoge waterstanden op lange termijn zijn opgenomen. Naar aanleiding van de reactie van de Staatssecretaris in juli 2008, is de planstudie van de dijkverleggingen uit de PKB gecombineerd met de geul van de Tichelbeeksewaard om te bezien of daarmee de lange termijn maatregelen voor waterverruiming in de regio in één keer goed kunnen worden gerealiseerd. Dit plan IJsselsprong: Alles in één keer was voor kennisgeving aangenomen door de gemeenteraden van Brummen, Voorst en Zutphen, het Algemeen Bestuur van Waterschap Veluwe en Gedeputeerde Staten van de provincie Gelderland in mei 2009 en vervolgens voorgelegd aan de Staatssecretaris. Het plan IJsselsprong bestaat uit vier enveloppen: - De Blauwe Envelop omvat de maatregelen die nodig zijn in het kader van Ruimte voor de Rivier (Cortenoever en Voorsterklei) en de geul in de Tichelbeeksewaard; - De Rode Envelop opgave betreft een woningbouwontwikkeling van ongeveer woningen; - De Grijze Envelop betreft de realisering van rondwegen dan wel het treffen van oplossingen voor infrastructurele problemen; - De Groene Envelop bevat plannen in het kader van natuur en landschap. Eind 2011/begin 2012 is naar aanleiding van de IJsselanalyse door de regio en de Staatssecretaris besloten om de realisatie van de maatregel in Tichelbeeksewaard uit te stellen en door te gaan met de dijkverleggingen in Cortenoever en Voorsterklei. Ook de ambities voor de Groene- en Rode Envelop zijn door economische ontwikkelingen bijgesteld en hiervoor is een nieuw herijkte structuurvisie in voorbereiding. Voor de Grijze Envelop zijn aparte m.e.r.-trajecten voor de rondwegen Voorst en De Hoven opgestart. De samenwerkende publieke partijen zijn: ministeries EL&I en I&M, provincie Gelderland, gemeenten Brummen, Voorst en Zutphen en Waterschap Veluwe :E ARCADIS 10

11 1.3 LEESWIJZER Onderdeel van het projectontwerp voor de dijkverleggingen bij Cortenoever en Voorsterklei is het opstellen van een rapport ten aanzien van (geo)hydrologie en waterhuishouding voor het in te richten gebied. Dit rapport bespreekt in hoofdstuk 1 de achtergrond en in hoofdstuk 2 de essentie van het project CoVo. Vanaf hoofdstuk 3 begint het deel dat alleen geldt voor het voorliggende specialisme (Geo)hydrologie en Waterhuishouding. Lezers die alleen geïnteresseerd zijn in de specifieke (Geo)hydrologie hoofdstukken kunnen het beste beginnen bij hoofdstuk 3. Het definitieve ontwerp en een korte toelichting vindt u in hoofdstuk 5. Terminologieën voorliggend rapport Omdat de maatregelen per gebied verschillen is de officiële benaming van het project: Ruimte voor de Rivier projecten dijkverleggingen bij Cortenoever en Voorsterklei. Voor de leesbaarheid van het rapport is verder de projectnaam gebaseerd op de geografische ligging (Cortenoever en Voorsterklei) en afgekort tot CoVo. Er is op drie momenten in het proces sprake geweest van Definitieve Ontwerpen (DO 1, DO 2 en DO 3). Omdat deze rapportage met name betrekking heeft op het derde Definitieve Ontwerp, DO 3, wordt dit verder ten behoeve van de leesbaarheid aangeduid als DO :E ARCADIS 11

12 :E ARCADIS 12

13 HOOFDSTUK 2Doel en kader Cortenoever en Voorsterklei 1.1 DRIE DOELSTELLINGEN DIJKVERLEGGINGEN CORTENOEVER EN VOORSTERKLEI DOELSTELLING 1: TAAKSTELLING DIJKVERLEGGINGEN CORTENOEVER EN VOORSTERKLEI Veiligheid Dijkverlegging Cortenoever en Voorsterklei Waterschap Veluwe heeft opdracht de landelijke PKB doelstelling regionaal uit te werken voor een aantal projecten. In het kader van de PKB geldt het landinwaarts verleggen van de IJsseldijk als uitgangspunt voor project dijkverleggingen Cortenoever en Voorsterklei. Vanuit de PKB is met een modelmatige benadering en berekenwijze per maatregel een taakstelling berekend, die in de projecten gehaald moeten worden. Door de Programmadirecte Ruimte voor de Rivier (PDR) is vervolgens een werk-taakstelling voor alle maatregelen geformuleerd op basis van herijkte uitgangspunten. In het rapport Hydraulica en Morfologie is dit beschreven (Bijlage 15 bij het MER). Doelstelling van het project dijkverleggingen Cortenoever en Voorsterklei is het verleggen van de huidige dijk langs de IJssel op een zodanige wijze dat een verlaging van de maatgevende hoogwaterstand wordt gerealiseerd: Bij Cortenoever (tussen km 917,9 918,8) van tenminste 35 cm volgens PKBtaakstelling respectievelijk 31 cm volgens PDR- werktaakstelling. Bij Voorsterklei (tussen km 929,1 930,1) van tenminste 29 cm volgens PKBtaakstelling respectievelijk 26 cm volgens PDR-werktaakstelling. IJSSELLANDSCHAP Gevarieerd en kleinschalig Ruimtelijke kwaliteit Er wordt veel waarde gehecht aan het gevarieerde en kleinschalige karakter van het IJssellandschap. Dit is het resultaat van het eeuwenlange samenspel tussen drie lagen die in het landschap herkenbaar zijn: het natuurlandschap, het cultuurlandschap en het stedelijk netwerk. DOELSTELLING 2: BEHOUD RUIMTELIJKE KWALITEIT Doelstelling voor de dijkverleggingen is dan ook het verbeteren danwel het behoud van ruimtelijke kwaliteit. In de nabije toekomst zullen verschillende geplande maatregelen meer of minder ingrijpende gevolgen hebben voor het landschap van de IJssel. Daarom zal de vormgeving van die maatregelen met de nodige zorgvuldigheid moeten plaatsvinden. Indien vergravingen in het nieuwe buitendijkse gebied nodig zijn, verdient het de voorkeur deze zoveel mogelijk te beperken en bovendien zoveel mogelijk te laten aansluiten op het huidige reliëf in het landschap :E ARCADIS 13

14 DOELSTELLING 3: BEHOUD HUIDIGE FUNCTIE RANDVOORWAARDE: Voortzetting én ontwikkeling: niet vaker dan eens in de 25 jaar overstromen Behoud huidige functie Voor de dijkverleggingen is een nevendoelstelling dat het landbouwkundig gebruik van de gebieden Cortenoever en Voorsterklei gehandhaafd moet kunnen blijven. De PKB ging er vanuit dat de nieuwe buitendijkse gebieden van Cortenoever en Voorst jaarlijks overstromen. Voortgezette landbouw vereist echter, zo blijkt uit reeds uitgevoerd onderzoek door het Landbouw Economisch Instituut (LEI) (dit rapport is opgenomen als bijlage bij het MER), dat het gebied niet vaker dan gemiddeld eens in de 10 jaar mag overstromen om enigszins een landbouwkundige functie te kunnen uitvoeren. Continuïteit én ontwikkeling van het landbouwkundig gebruik vereist, zo blijkt uit hetzelfde onderzoek, dat het gebied niet vaker dan gemiddeld eens in de 25 jaar overstroomt. Met dit uitgangspunt (overstromingsfrequentie van eens per 25 jaar) wordt aan de doelstelling van het behoud van de huidige functie voldaan. Daarom is besloten voor het ontwerp uit te gaan van een overstromingsfrequentie van gemiddeld eens in de 25 jaar of minder. 1.2 HET PLANPROCES: VAN SNIP 2A-VARIANTKEUZE TOT DEFINITIEF ONTWERP VAN SNIP 2A- VARIANTKEUZE NAAR ONTWERP 1 EN 2 In december 2009 heeft de Staatssecretaris (I&M) voor de twee deelgebieden de SNIP 2A- Variantkeuze vastgesteld. Bij het benoemen van de SNIP 2A-Variantkeuze heeft de Staatssecretaris in de brief d.d. 21 december 2009 tevens wensen en aanbevelingen voor nadere uitwerking van de maatregelen benoemd. Op basis hiervan is door Waterschap Veluwe een gebiedsproces opgestart, waarbij de bewoners, gebruikers, eigenaren en belangengroepen in het gebied intensief zijn betrokken. In het gebiedsproces is de basis gelegd voor de Definitieve Ontwerpen 1. In de periode tussen maart en juni 2010 zijn, mede op basis van het gebiedsproces en het advies van de Staatssecretaris, twee ontwerpen per gebied ontwikkeld: Ontwerp 1 en Ontwerp 2. De verfijning van -en aanpassingen op de SNIP 2A-Variantkeuze zijn met name ingegeven door de thema s natuur, landschap, recreatie en landbouw en een effectbeoordeling vanuit de rivierkundige taakstelling. Daarnaast is rekening gehouden met wensen uit de omgeving. Deze ontwerpen zijn in de vorm van informatiebrochures en wensen-, advies- en informatiebijeenkomsten naar buiten gebracht en besproken met de bedrijven, belangengroepen, bewoners, en betrokkenen. VAN ONTWERP 1 EN 2 NAAR EEN VOORLOPIG VOORKEURSONTWERP Mede op basis van deze bijeenkomsten die zijn gehouden met de omgeving heeft Waterschap Veluwe, in overleg met de publieke partners van het project IJsselsprong, in juli 2010 per locatie een voorlopig voorkeursontwerp (VKO) gekozen: Cortenoever: Ontwerp 1, kades buitenom. Voorsterklei: Ontwerp 2, ander dijktracé en behoud Wellenberg. 1 De dijkverlegging bij Cortenoever en Voorsterklei wordt uitgevoerd conform het Spelregelkader Natte Infrastructuurprojecten (SNIP). Er worden standaard binnen de SNIP-procedure drie fasen (verkenningen-, planstudie- en realisatiefase) onderscheiden en daarmee samenhangend zeven beslismomenten. De planstudiefase bestaat uit de SNIP 2A-Variantkeuze en de -Projectbeslissing van de Staatssecretaris :E ARCADIS 14

15 VAN VOORLOPIG VOORKEURSONTWERP NAAR DEFINITIEF ONTWERP De ontwerpen zijn, als VKO 1, DO 1, VKO 2 en DO 2, in de periode tot mei 2011 geoptimaliseerd. De optimalisaties betreffen hierbij de aanpassingen vanuit (milieu)effectbeoordelingen. De belangrijkste optimalisatie heeft in april/juni 2011 plaatsgevonden op basis van een scopewijziging vanuit de PDR. Hierbij is ook actief de omgeving betrokken. Uit eerdere wensensessies is duidelijk uitgesproken, dat als vergravingen noodzakelijk zijn deze in oppervlak zoveel mogelijk te beperken. In de stappen VKO 2 en DO 2 heeft deze optimalisatie plaatsgevonden, waarbij 25% minder ten opzichte van het DO 1 in beide gebieden wordt vergraven. Deze optimalisatie heeft het behoud van landbouwgebied ten opzichte van DO 1 versterkt. Op basis van de geleverde producten met betrekking tot DO 2, is gevraagd aan de Staatssecretaris om de -Projectbeslissing te nemen. Dit markeert het einde van de planstudiefase, en het begin van de realisatiefase. De Projectbeslissing van de Staatssecretaris wordt, na een laatste optimalisatie slag, als DO 3 planologisch verankerd in bestemmingsplannen en in verschillende, door Bevoegd Gezag te nemen, besluiten (Natuurbeschermingswet, Ontgrondingenwet, etc.). De gekozen maatregelen zijn in of mogelijk voor 2016 uitgevoerd. In Afbeelding 3 staat schematisch welke stappen vanaf oktober 2010, via de - beslissing van de Staatssecretaris, tot aan DO 3 zijn genomen :E ARCADIS 15

16 Afbeelding 3 Van SNIP 2A- Variantkeuze tot Definitief Ontwerp :E ARCADIS 16

17 HOOFDSTUK 3Aanpak en afbakening van het onderzoek Voor het definitieve ontwerp van CoVo is een (geo)hydrologisch onderzoek uitgevoerd naar de effecten van de maatregelen op de grondwaterstand, kwelflux en de afvoer van watergangen. Daarnaast is het oppervlaktewatersysteem in de plangebieden getoetst voor verschillende omstandigheden. In dit hoofdstuk is voor beide aspecten de aanpak en afbakening beschreven. 3.1 AFBAKENING (GEO)HYDROLOGISCH ONDERZOEK Het deelonderzoek (geo)hydrologie is uitgevoerd om de optredende veranderingen, als gevolg van de ingrepen voor de dijkverleggingen en de geul, in de waterhuishouding inzichtelijk te maken. De basis voor het (geo)hydrologisch onderzoek bestaat uit modelberekeningen met het grondwatermodel dat ook ten behoeve van de SNIP 2A-onderzoeken is gebruikt. Dit model is geoptimaliseerd om op het gewenste detailniveau uitspraken te kunnen doen over de effecten van de ingreep. In hoofdstuk 4 is dit model beschreven, waarbij de eisen aan het model en de benodigde aanpassingen zijn toegelicht. In Tabel 1 is de afbakening van het (geo)hydrologisch onderzoek aangegeven. In de tabel is beschreven welke gebeurtenissen zijn doorgerekend voor het bepalen van de effecten. De herhalingstijden (T=1 en T=25) hebben betrekking op rivierafvoeren. Tabel 1 Producten per gebeurtenis per situatie Gebeurtenis Huidige situatie DO Gemiddeld laagwater (T=1) Grondwaterstand Kwelflux Afvoer watergangen Grondwaterstand Kwelflux Afvoer watergangen Gemiddeld hoogwater (T=1) Grondwaterstand Kwelflux Afvoer watergangen Grondwaterstand Kwelflux Afvoer watergangen Extreem hoogwater (T=25) Grondwaterstand Kwelflux Afvoer watergangen Grondwaterstand Kwelflux Afvoer watergangen Voor iedere gebeurtenis zijn voor de huidige situatie en het DO de effecten op de grondwaterstand, kwelflux en afvoer via de watergangen in beeld gebracht. Hierbij is de gemiddelde laagwatersituatie representatief voor de GLG. De gemiddelde hoogwatersituatie is representatief voor de GHG. De vergelijking van de berekende, representatieve zomer- en wintersituatie met de gemeten GLG en GHG is opgenomen in Bijlage :E ARCADIS 17

18 3.2 AFBAKENING TOETSING WATERHUISHOUDING Voor de toetsing van het oppervlaktewatersysteem van CoVo worden de volgende vier scenario s op hoofdlijnen onderscheiden. De concrete invulling van elk scenario en de toetsing is in Tabel 2 en Tabel 3 beschreven. De uitgangspunten, toetsingscriteria en normen zijn in overeenstemming met de betrokkenen van het waterschap vastgesteld. 1. Ledigen na hoogwater (situatie eens in de 25 jaar (T=25), volledig vol); 2. Twee T=10 toetsingen a. T=10 neerslag + T=1 rivierstand; b. T=10 rivierstand, + T=1/10 neerslag (10 x per jaar); 3. T=1 neerslag + gemiddeld kwel. In Tabel 2 is aangegeven met welke belasting het oppervlaktewatersysteem in de scenario s getoetst wordt. Tabel 2 Opzet scenario s toetsing waterhuishouding Scenario Neerslag Kwel Golfoverslag 1 Stationair 1 mm neerslag overschot 2a 2b T=10 neerslaggebeurtenis STOWA, 9 daags, patroon hoog T=1/10 neerslaggebeurtenis, STOWA, 9 daags, patroon hoog 3 Stationair 1,5 l/s/ha. + 10% Gemiddelde winterkwel Gemiddelde winterkwel T=1 maximale kwel stationair n.v.t. Initiële grondwaterstand Gelijk aan T25 rivierstand Initiële oppervlaktewaterstand Gelijk aan T25 rivierstand n.v.t. GHG Streefpeil Golfoverslag, 3 dagen 1 l/s/m GHG Streefpeil n.v.t. n.v.t. n.v.t. n.v.t. Of het oppervlaktewatersysteem voldoet, wordt bepaald aan de hand van de toetsingscriteria. De toetsingscriteria zijn opgenomen in Tabel 3 Tabel 3 Toetsingscriteria waterhuishouding Scenario Waterstand Verhang 1 Binnen 3 weken < hoogte wegen 2a 2b Drooglegging t.o.v. mv > 0 op basis van Algemene hoogtekaart Nederland Drooglegging t.o.v. mv > 0 3 n.v.t. Max 10 cm netto, maximale stroomsnelheid = 0.3 m/s Opstuwing duikers Grondwaterstand n.v.t. n.v.t. Binnen 12 weken < 0,40 m mv n.v.t. n.v.t. n.v.t. n.v.t. n.v.t. n.v.t. Max 5 mm maximale stroomsnelheid = 0.6 m/s n.v.t :E ARCADIS 18

19 3.3 RELEVANTIE VOOR DEELONDERZOEKEN COVO De geplande ingrepen hebben een effect op de waterhuishoudkundige situatie. Dit heeft mogelijk consequenties voor de verschillende landgebruik functies zoals landbouw, natuur en bebouwing. Het is belangrijk om inzichtelijk te hebben welke effecten waar optreden in de waterhuishouding als gevolg van deze maatregelen. Bovendien worden er functionele eisen gesteld aan het toekomstige oppervlaktewatersysteem (Tabel 3). Deze moeten worden afgestemd op de nieuwe waterhuishoudkundige situatie. Het deelonderzoek voor (geo)hydrologie richt zich op de veranderingen die optreden in het grondwaterniveau als gevolg van de geplande ingreep. Met uitzondering van scenario 1 binnen de toetsing van de waterhuishouding (paragraaf 3.2), is hierbij is geen sprake van een oordeel over het effect. Of een verandering in de grondwaterstand positief of negatief is hangt af van de functie in een gebied. Deze functies en het effect van de ingreep erop worden in andere - basisrapporten nader onderzocht. Daarmee biedt het basisrapport een basis voor de effectbeschrijving en daarmee samenhangende benodigde mitigerende maatregelen voor: Geotechniek: de risico s voor piping MER: risico s grondwateroverlast i.r.t. bebouwing Landbouwkundig effect rapport (Aequator): de effecten op landbouw Natuur rapporten: de effecten op natuurwaarden. Technisch Ontwerp: de functionele eisen aan het watersysteem. In het basisrapport (geo)hydrologie wordt niet ingegaan op deze effecten op gebiedsfuncties en de benodigde mitigerende maatregelen. 3.4 BEGRIPPEN IN HET BASISRAPPORT In het rapport worden de volgende begrippen gehanteerd: Representatieve hoogwater periode: Gemodelleerde quasi niet-stationaire modellering van een hoogwatergolf, die vergelijkbaar is met de werkelijkheid. Quasi niet-stationaire modellering of benadering: Met een quasi niet-stationaire modellering of benadering wordt bedoeld dat het model binnen vastgestelde perioden rekent, waarbij binnen iedere periode de hydrologische randvoorwaarden niet veranderen. Voor meer informatie wordt verwezen naar de uitgangspunten voor een quasi niet-stationaire modellering in paragraaf Gemiddelde laagste en hoogste grondwaterstanden (GLG/GHG): Per hydrologisch jaar (1 april - 31 maart) worden de drie hoogste en de drie laagste standen bepaald. Van elk drietal wordt het gemiddelde berekend, respectievelijk HG3 en LG3. De GHG is het gemiddelde van de HG3-, de GLG het gemiddelde van de LG3-waarden van minimaal acht hydrologische jaren. Het effect van de ingrepen op de GLG en GHG is belang voor de beoordeling van de effecten op landbouw- en natuurgebieden. Gemiddelde zomer / Gemiddelde winter: Met het grondwatermodel wordt een representatieve periode doorgerekend. Hierbij is de gemiddelde zomer vergelijkbaar met de GLG. De gemiddelde winter, met daarin een hoogwatergebeurtenis met een jaarlijkse herhalingstijd (T=1) is daarmee vergelijkbaar met de GHG. Voor deze benaming is gekozen om te benadrukken dat geen GLG of GHG wordt berekend, maar een benadering van de GLG en GHG wordt gezocht. In bijlage 3 is een vergelijking opgenomen tussen de gemiddelde zomer- en wintersituatie met de GLG en GHG :E ARCADIS 19

20 Verificatie: Omdat de aanpassingen die aan het grondwatermodel zijn doorgevoerd niet leiden tot een fysieke verandering van het model, is geen nieuwe kalibratie van het model noodzakelijk. Om dit te bevestigen is een controle uitgevoerd (verificatie) om aan te tonen dat de modelaanpassingen inderdaad niet hebben geleid tot significante veranderingen in de berekende grondwaterstanden/stijghoogten ten aanzien van het originele, aangeleverde model. Validatie: Bij deze controle (validatie) wordt aangetoond dat de quasi niet-stationaire benadering leidt tot realistische grondwaterstanden in de nabij omgeving van de IJssel. Uitvliet: De watergang benedenstrooms van een gemaal, in dit geval afwaterend op de IJssel :E ARCADIS 20

21 HOOFDSTUK 4Grond- en oppervlaktewatermodel In dit hoofdstuk is beschreven welke aanpassingen zijn uitgevoerd aan het bestaande gronden oppervlaktewatermodel en welke benaderingen zijn gebruikt voor de berekening van de effecten. Voor het grondwatermodel is tevens een beschrijving van de randvoorwaarden en een analyse van de betrouwbaarheid opgenomen. In de paragrafen 4.1 t/m 4.3 zijn de aanpassingen en betrouwbaarheid van het grondwatermodel beschreven. In paragraaf 4.4 zijn de aanpassingen en gekozen aanpak van het oppervlaktemodel beschreven. 4.1 AANPASSINGEN EN GEKOZEN AANPAK GRONDWATERMODEL Voor de berekening van de gevolgen van het project op de (geo)hydrologie in het binnendijkse gebied is gebruik gemaakt van het grondwatermodel, dat is ontwikkeld door TNO. Voor de beschrijving van dit model wordt verwezen naar het rapport Modelleeromgeving Veluwe (TNO, 2002). Voor dit model is door TNO een stationaire kalibratie en een optimalisatie van de niet-stationaire modelparameters uitgevoerd. Dit grondwatermodel is ook gebruikt als basis voor de eerdere SNIP 2A-onderzoeken. De huidige inrichtingssituatie is direct overgenomen uit het grondwatermodel dat gebruikt is ten behoeve van de SNIP 2A-onderzoeken. De aanpassingen of uitgangspunten van dit grondwatermodel staan beschreven in het rapport Plan IJsselsprong alles in 1 keer blauwe envelop. Variantkeuze. Deelrapport III Geohydrologie (DHV, 2009b). Vanuit de eisen aan de effectonderzoeken voor de -producten, en vanuit de resultaten uit de SNIP 2A-toetsing door de PDR in 2009 van het (geo)hydrologische onderzoek (DHV, 2009) zijn modelaanpassingen uitgevoerd. Het gaat hierbij uitsluitend om een aanpassing van het model en niet om een verbetering van het model. In paragraaf en zijn respectievelijk de aanpassingen, de uitgangspunten en de randvoorwaarden voor het model en de berekeningen toegelicht. modelaanpassingen: grid-verfijning verkleining modelgebied en modelranden verfijning van de deklaag niet-stationaire berekening quasi niet-stationaire benadering: omschrijving quasi niet-stationaire benadering grondwateraanvulling laag- en hoogwatergebeurtenissen niet-stationaire modelparameters initiële randvoorwaarde :E ARCADIS 21

22 Groundwater Vistas Snel aanpassen modelopzet Modelresultaten ook in GIS Om de aanpassingen eenvoudig te kunnen doorvoeren, is het grondwatermodel ingeladen in het programma Groundwater Vistas. In deze modelschil bestaan er middelen, waardoor modelparameters en randvoorwaarden snel kunnen worden aangepast. Een ander voordeel van dit programma is dat Groundwater Vistas de modelinput en modelresultaten kan wegschrijven in ArcGIS bestandsformaten MODELAANPASSINGEN Grid-verfijning Om de fluxen in de watergangen en de grondwaterstanden op perceelsniveau goed in beeld te kunnen brengen, is het noodzakelijk om tenminste een 25 bij 25 m modelgrid te hanteren. Dit biedt onder andere de mogelijkheid om voor detailvragen de ligging van de watergangen gedetailleerd in het grondwatermodel in te brengen. Het oorspronkelijke grondwatermodel heeft een modelgrid van 250 x 250 m. Tijdens de vorige fase is het modelgrid door DHV (2009b) verfijnd naar een modelgrid van 50 bij 50 m. Om uitspraken te kunnen doen over de grondwaterstanden en de optredende fluxen op regionaal niveau is de minimaal vereiste celgrootte 50 x 50 m. Wens: Gridverfijning Vanuit de SNIP 2A-toetsing is de volgende wens aangegeven voor de modelaanpassing: Om aanvullend ook de fluxen naar de watergangen en de grondwaterstanden op perceelsniveau goed in beeld te brengen, is een fijner modelgrid van tenminste 25 x 25 m noodzakelijk. Dit biedt de mogelijkheid om de ligging van de watergangen gedetailleerd in beeld te brengen en geeft daarmee meer zekerheid aan de uitspraken over het oppervlaktewatersysteem. Modelaanpassing: Verfijning modelgrid Het originele modelgrid van 50 x 50 m is verfijnd naar een modelgrid van 25 x 25 m. Hierbij is het aantal rijen en kolommen verdubbeld, zonder dat de randvoorwaarden in hun geografische ligging zijn aangepast. Dit betekent dat een watergang die in het oorspronkelijke model is opgenomen met een breedte van 1 modelcel (50 m) nu uit twee modelcellen bestaat. Om de intreeweerstand (in dagen) van de watergangen gelijk te houden, is de conductance (m 2 /dag) aangepast aan de nieuwe celgrootte. Deze aanpassing aan het model lijdt niet tot een fysieke verandering van het model, waardoor hier feitelijk geen sprake is van een modelverbetering. Deze aanpassing is gedaan om in een later stadium modelaanpassingen gedetailleerd door te kunnen voeren. Dit gaat om aanpassingen ten behoeve van het DO, maar ook om lokale uitspraken op perceelsniveau te kunnen doen. De resultaten van de verschillende modelberekeningen blijven hierdoor onderling vergelijkbaar. Aanleiding: Reduceren rekentijd en vergroten stabiliteit Verkleining modelgebied Naar aanleiding van de verfijning van het modelgebied is het aantal door te rekenen modelcellen met een factor vier toegenomen. Vanwege de invloed van de toename van het aantal modelcellen op de rekentijd en stabiliteit van het grondwatermodel is besloten om het modelgebied te verkleinen. Door de verkleining van het modelgebied kon ook de anisotropie-module van de aangepaste modflow 96 versie uitgesloten worden :E ARCADIS 22

23 Modelaanpassing: Verkleining modelgebied en uitsluiten anisotropie module Het modelgebied is verkleind door de modelgrenzen van het bestaande grondwatermodel aan te passen. Door deze verkleining van het modelgebied is een groot deel van het gestuwde gebied uitgesloten van het grondwatermodel. Na de verkleining van het modelgebied bevindt zich alleen in het zuidwesten van het nieuwe modelgebied nog een gedeelte van de gestuwde afzettingen van de Veluwe. Door ook dit gedeelte van het model uit te sluiten van de modellering hoeft de anisotropie-module van de aangepaste modflow 96 versie niet te worden meegenomen in de berekeningen. Op de randen van het nieuwe modelgebied is een vaste stijghoogte gelegd, welke is overgenomen uit het aangeleverde grondwatermodel voor de gemiddelde, stationaire situatie Controle: Verificatie: 4.3 Om deze omzetting te verifiëren, zijn voordat de modelaanpassingen worden doorgevoerd de originele berekeningen herhaald. In paragraaf 4.3 is de verificatie van de verkleining van het modelgebied beschreven. In figuur 6 is met grijze markering aangegeven welk gebied nog buiten de modelgrenzen valt (geen stroming). Op deze randen zijn vaste stijghoogten opgegeven. Wens: Verfijning deklaag Verfijning van de deklaag Vanuit de SNIP 2A-toetsing is de volgende wens aangegeven voor de modelaanpassing: Een verfijning van de deklaag. Bij de toetsing van SNIP 2A (PDR, 2009) is geadviseerd in detail naar de opbouw van de ondergrond te kijken, in het bijzonder de deklaag. De grootschalige opbouw van de ondergrond in het (geo)hydrologische model is realistisch en toereikend voor fase SNIP 2A. Voor een meer gedetailleerde doorrekening van de voorkeursalternatieven in de volgende fase zou een hogere detaillering van de deklaagdikten, stroomruggen en dekzandruggen gewenst kunnen zijn. Modelaanpassing: Geen modelaanpassing, wel vergelijking met meetwaarden Er is geen modelaanpassing gedaan in de vorm van verfijning van de deklaag. De schematisatie van de deklaag is vergeleken met beschikbare boringen en sonderingen in de plangebieden. Uit de vergelijking van de modelschematisatie met de werkelijkheid is geconcludeerd dat: de gebruikte weerstand in het model lager is dan de gemeten weerstand, en dat het model daarmee een conservatieve aanname doet; de heterogeniteit van de deklaag wordt onderstreept door grote verschillen in de dikte en samenstelling van de deklaag op korte afstand. Op basis van de bovengenoemde resultaten, en andere boringen en sonderingen kan worden geconcludeerd dat op basis van de beschikbare gegevens geen modelverbetering kan worden doorgevoerd. De gehanteerde lage weerstanden zijn een worst-case weergave van de werkelijkheid. Controle: Gevoeligheidsanalyse: 4.2 Om inzichtelijk te maken welke gevolgen de niet doorgevoerde verfijning heeft op (de betrouwbaarheid van) de modelresultaten is een gevoeligheidsanalyse uitgevoerd. De gevoeligheidsanalyse van de deklaag is opgenomen in paragraaf 4.2. Eis: Omzetting stationair naar niet-stationair model Niet-stationaire berekening Vanuit de SNIP 2A-toetsing is de volgende eis aangegeven voor de modelaanpassing: Om het periodieke effect van een hoogwatergebeurtenis (T=1 en T=25) in beeld te kunnen brengen is een niet-stationaire modelberekening vereist. Ook voor het bepalen van het verdrogende effect van de vergraving is een niet-stationaire modelberekening vereist :E ARCADIS 23

24 Modelaanpassing: Quasi niet-stationair Op basis van de beschikbare gegevens is de eis verwerkt in de vorm van quasi nietstationaire berekeningen. Daarbij zijn de volgende aanpassingen en berekeningen gedaan: Voor de berekening van de effecten tijdens laag- en hoogwatergebeurtenissen, gaat het om de berekening van tijdelijke effecten. De gebeurtenissen houden maar een beperkte tijd aan en de evenwichtssituatie wordt niet bereikt. Het stationaire model voldoet daarmee niet om de effecten in beeld te brengen. Om de tijdelijke effecten goed te kunnen berekenen is het grondwatermodel omgezet van een stationair model naar een quasi niet-stationair model. Om de effecten uit te kunnen splitsen in effecten die in de zomer optreden, en effecten die in de winter optreden, moet ook de neerslag seizoensafhankelijk worden ingevoerd. Op basis van grondwateraanvulling uit de modelleeromgeving Veluwe (TNO, 2002) is een representatieve zomer- en winterneerslag berekend. Om de effecten uit te kunnen splitsen in effecten die in de zomer optreden en effecten die in de winter optreden, moet ook het IJsselpeil seizoensafhankelijk worden ingevoerd. Op basis van de meetgegevens van meetstation Zutphen is het gemiddelde zomerpeil, het gemiddelde winterpeil en de hoogte en duur van de hoogwatergebeurtenissen met een herhalingstijd van 1 en van 25 jaar bepaald. Controle: Uitgangspunten: Verificatie: 4.3 De uitgangspunten en randvoorwaarden voor de quasi niet-stationaire berekeningen zijn nader beschreven in paragraaf De verificatie van de quasi niet-stationaire benadering is opgenomen in paragraaf QUASI NIET-STATIONAIRE BENADERING Om het tijdelijke effect van een hoogwatergolf te kunnen bepalen is het aangeleverde stationaire model omgezet naar een quasi niet-stationair model. Om te komen tot een nietstationair model zijn de hydrologische randvoorwaarden variabel gemaakt in de tijd. Voor de volgende parameters zijn de gekozen uitgangspunten in de paragraaf nader toegelicht: Laag- en hoogwatergebeurtenissen Grondwateraanvulling Niet-stationaire modelparameters Initiële randvoorwaarden Voor de overige parameters en randvoorwaarden van het model wordt verwezen naar eerdere beschrijvingen van het model in voorgaande rapportages, waaronder het rapport Modelleeromgeving Veluwe (TNO, 2002) en het rapport Plan IJsselsprong alles in één keer Blauwe Enveloppe. Variantkeuze. Deelrapport III - Geohydrologie (DHV, 2009b). Modelconcept: Toelichting quasi nietstationaire benadering QUASI NIET-STATIONAIR Met een quasi niet-stationaire benadering wordt bedoeld dat het model binnen vastgestelde perioden rekent, waarbij binnen iedere periode de hydrologische randvoorwaarden niet veranderen. Met andere woorden; de natuurlijke fluctuatie van hydrologische randvoorwaarden als het rivierpeil wordt vereenvoudigd tot enkele vastgestelde perioden. Het voordeel van dit modelconcept ten opzichte van een volledig niet-stationair model is dat effecten in de tijd nauwlettend kunnen worden gevolgd zonder grote nadelige effecten op de rekentijd :E ARCADIS 24

25 Laag- en Hoogwatergebeurtenissen Met het grondwatermodel zijn de effecten van het DO in beeld gebracht voor de volgende gebeurtenissen: de gemiddelde laagwatersituatie (T=1), de gemiddelde hoogwatersituatie (T=1) en de extreme hoogwatersituatie (T=25). De laagwatergebeurtenis (T=1) is geschematiseerd als een periode van 180 dagen, waarbij een vast gemiddeld zomerpeil is gehanteerd. Dit gemiddeld zomerpeil is berekend met behulp van de gemiddelde waterstanden in de maanden augustus, september en oktober. Tabel 4 Hoogwatergebeurtenissen Gebeurtenis Periode 1 Periode 2 Periode 3 Gemiddelde zomer (T=1) Gemiddeld winter (T=1) Extreem hoogwater (T=25) Gemiddelde zomer Duur = 180 dagen Gemiddelde winter Duur = 50 dagen Gemiddelde winter Duur = 50 dagen n.v.t. Hoogwatergolf (T=1) Duur = 24 dagen Hoogwatergolf (T=25) Duur = 25 dagen n.v.t. Gemiddelde winter Duur = 12 dagen Gemiddelde winter Duur = 11 dagen De hoogwatergebeurtenissen zijn opgebouwd uit drie verschillende perioden, die gezamenlijk de gehele hoogwatergebeurtenis vormen. Beide hoogwatergebeurtenissen zijn opgebouwd uit een opeenvolging van een gemiddelde winter, hoogwatergolf (T=1 of T=25) en een gemiddelde winter (zie Tabel 4 en Afbeelding 4). De uiterwaarden Cortenoever en Voorsterklei overstromen alleen bij een extreme hoogwatergebeurtenis met een herhalingstijd van 25 jaar. Bij de duur van de extreme hoogwatergolf is het uitgangspunt gehanteerd dat de uiterwaarden maximaal 30 dagen onder water staan (eis vanuit landbouw i.v.m. anaerobe omstandigheden in de bodem). Afbeelding 4 Voorbeeld schematisatie hoogwatergebeurtenis In iedere periode bestaat de waterstand in de IJssel uit een vast gemiddeld peil, die naar benadering overeenkomt met de werkelijkheid. Hierbij komt het waterpeil in een gemiddelde winter overeen met de gemiddelde waterstand in de maanden januari, februari en maart. Hiervoor is gebruik gemaakt van de gemeten waterstand van de IJssel bij het peilstation Zutphen in de periode van 1954 tot en met De gemiddelde waterstand per dag is in Afbeelding 5 weergegeven. In de afbeelding is met een rode lijn weergegeven welke maanden zijn gebruikt voor de berekening van het gemiddelde winterpeil (NAP +4,93 m). Dit betreft de gemiddelde waterstand van de natste drie maanden. Voor het gemiddelde zomerpeil (NAP +3,84 m) zijn de gehanteerde maanden weergegeven met een paarse lijn. Voor de berekening van het gemiddelde zomerpeil is :E ARCADIS 25

26 gebruik gemaakt van de droogste drie maanden, In beide situaties zijn de drie natste of droogste maanden gebruikt om een representatieve hoog- en laagwatersituatie te berekenen binnen de scenario s. De hoogte van de hoogwatergolf met een herhalingstijd 25 jaar is gebaseerd op het eerder berekende waterpeil in de deelrapporten II en III van Plan IJsselsprong alles in 1 keer Blauwe Enveloppe SNIP 2A-Variantkeuze. De hoogte van de hoogwatergolf met een herhalingstijd 1 jaar is vastgesteld op NAP +7,20 m. Dit is het gemiddelde van de jaarlijkse maxima bij meetstation Zutphen Noord in de periode 1954 t/m Afbeelding 5 Gemiddelde waterstand IJssel bij peilstation Zutphen, over de periode 1954 t/m 200 (blauwe lijn). Voor de overige lijnen geldt het volgende: Rode lijn = gemiddeld winterpeil Groene lijn = gemiddelde waterstand Paarse lijn = gemiddeld zomerpeil Het verhang van het waterpeil in de gemiddelde laagwatergebeurtenis, de gemiddelde hoogwatergebeurtenis en de extreem hoogwatergebeurtenis is tevens gebaseerd op de gegevens uit de deelrapporten II en III van Plan IJsselsprong alles in 1 keer blauwe envelop. Variantkeuze. (DHV, 2009a; DHV, 2009b). In de onderstaande tabel is voor het peilstation bij Zutphen de waterstand en het gehanteerde verhang weergegeven. Tabel 5 Peil van de IJssel bij het peilstation bij Zutphen voor de verschillende scenario s Gebeurtenis Waterstand [m NAP] Verhang Gemiddelde zomer 3,84 8,1 x 10-5 Gemiddelde winter 4,93 8,3 x 10-5 Hoogwatergolf, T=1 7,20 8,3 x 10-5 Hoogwatergolf, T=25 8,28 8,3 x 10-5 Grondwateraanvulling In het oorspronkelijke grondwatermodel van TNO is de grondwateraanvulling nauwkeurig in beeld gebracht. Voor de berekeningen van een gemiddelde zomer en een gemiddelde winter is een gemiddelde grondwateraanvulling niet geschikt. Voor de niet-stationaire berekeningen van de effecten van het DO is voor het zomer- en het winterseizoen een aparte grondwateraanvulling berekend. De grondwateraanvulling is afgeleid van de grondwateraanvulling uit het oorspronkelijke grondwatermodel :E ARCADIS 26

27 Voor de berekening van de gemiddelde grondwateraanvulling in de zomer, is voor de periode van 1954 tot en met 2000 het gemiddelde berekend van de meteorologische zomermaanden (juni, juli en augustus). Voor de berekening van de gemiddelde grondwateraanvulling in de winter, is voor de periode van 1954 tot en met 2000 het gemiddelde berekend van de meteorologische wintermaanden (december, januari en februari). Niet-stationaire modelparameters Voor de niet-stationaire berekening zijn de freatische en elastische bergingscoëfficiënten overgenomen uit het bestaande grondwatermodel, dat is ontwikkeld door TNO. Door TNO is aan de hand van een parameteroptimalisatie bepaald dat een gemiddelde freatische bergingscoëfficiënt van 0,25 de beste resultaten geeft. Voor de elastische bergingscoëfficiënt voor de modellagen 2 t/m 5 respectievelijk 0,0006, 0,0006, 0,0011 en 0,00044 gehanteerd. Voor de porositeit is een waarde van 0,25 aangehouden. Initiële randvoorwaarden Voor elke laag- en hoogwatergebeurtenis is als startwaarde van de stijghoogten gebruik gemaakt van de gemiddelde stijghoogte, berekend met een stationair grondwatermodel. Voor de drie verschillende perioden van de hoogwatergebeurtenissen zijn drie verschillende deelmodellen ontwikkeld. Na iedere periode is het eindresultaat van de berekening gebruikt als initiële stijghoogte in de daaropvolgende periode. 4.2 GEVOELIGHEIDSANALYSE GRONDWATERMODEL Om meer inzicht te krijgen in de onzekerheden bij de berekeningen met het grondwatermodel is een gevoeligheidsanalyse uitgevoerd voor de volgende onderdelen: vaste stijghoogte op modelranden weerstand van de deklaag o.b.v. de zandbanenkaart lokale samenstelling van de deklaag o.b.v. boringen en sonderingen In het vervolg van de paragraaf wordt ingegaan op de samenstelling van de deklaag in de plangebieden. De samenstelling van de deklaag is van groot belang bij de berekening van de effecten van de verschillende ingrepen. Door geplande afgravingen in het DO neemt de weerstand van de deklaag af ten opzichte van de huidige situatie. Door de afname van de weerstand van de deklaag kan bijvoorbeeld de kwel vanuit het watervoerende pakket toenemen, waardoor (lokaal) meer wateroverlast ontstaat bij perioden met hoge rivierwaterstanden. Uit boringen en sonderingen in het gebied blijkt dat de dikte en de weerstand van de deklaag ruimtelijk sterk varieert. Deze grote variabiliteit van de weerstand van de deklaag kan resulteren in verschillende (geo)hydrologische effecten. Om inzicht te krijgen in de gevolgen van deze heterogeniteit is een gevoeligheidsanalyse van de deklaag uitgevoerd. In het oorspronkelijke grondwatermodel is op basis van destijds beschikbare boringen een schatting van de dikte en de doorlatendheid van de deklaag gemaakt. Ter analyse van deze :E ARCADIS 27

28 schematisatie is de geschatte dikte en weerstand van de deklaag in dit model vergeleken met nieuwe boringen en sonderingen. Op basis van de verschillen tussen de geschatte samenstelling van de deklaag op deze locaties kan een beeld worden verkregen van de mate van de heterogeniteit van de deklaag in het gebied. Bij de analyse is geconcentreerd op de Tichelbeeksewaard. Dit gebied was eerst onderdeel van het projectgebied en wordt voldoende vergelijkbaar geacht met de gebieden Cortenoever en Voorsterklei dat deze gegevens gebruikt kunnen worden voor de analyse van de deklaag. Binnen de Tichelbeeksewaard zijn 43 nieuwe boringen en sonderingen verzameld en is op basis van de aanwezige slecht doorlatende lagen een schatting gemaakt van de weerstand. Op basis van de doorlatendheden die zijn gebruikt voor de schatting van de weerstand van de deklaag in het oorspronkelijke model (TNO, 2002) zijn de weerstanden van de nieuwe boringen en sonderingen berekend. In de verzamelde boringen en sonderingen varieert de dikte van de slecht doorlatende lagen in de deklaag van 0,30 tot 2,50 m. De geschatte weerstand varieert hiermee van 45 tot 675 dagen, waarbij meer dan 90% van de nieuwe boringen en sonderingen een weerstand groter dan 100 dagen heeft. Op dezelfde locaties geeft het model een variatie van de weerstand van 56 tot 77 dagen, met een dikte variërend van 1,1 tot 4,1 m. Vergeleken met het model is de dikte van de deklaag in de boringen en sonderingen in alle gevallen kleiner dan in het model is opgenomen. Echter, in meer dan 90% van de boringen en sonderingen is de berekende weerstand significant hoger dan is opgenomen in het oorspronkelijke grondwatermodel. Dit onderzoek wijst erop dat er ruimtelijk grote verschillen kunnen bestaan tussen de werkelijke weerstand van de deklaag en de geschematiseerde weerstand van de deklaag. Deze verschillen zijn voornamelijk toe te schrijven aan de lokale variatie in de bodemopbouw. Dit is ook aangetoond in het onderzoek van Aequator (2011). Op basis van de bovengenoemde resultaten kan worden geconcludeerd dat de op basis van de beschikbare gegevens geen modelverbetering kan worden doorgevoerd. De gehanteerde weerstanden zijn een worst-case weergave van de werkelijkheid. 4.3 PLAUSIBILITEITSCONTROLE GRONDWATERMODEL Vanwege de stationaire kalibratie en niet-stationaire kalibratie in eerdere fasen van het project (TNO, 2002) is het niet nodig om het grondwatermodel opnieuw te kalibreren. Echter om aan te tonen en te bevestigen dat de beschreven modelaanpassingen en de gekozen quasi niet-stationaire benadering inderdaad leiden tot realistische resultaten zijn een aantal plausibiliteitscontroles uitgevoerd. In paragraaf wordt ingegaan op de invloed van de modelaanpassingen op de betrouwbaarheid van het model. In paragraaf wordt beschreven en aangetoond dat de quasi niet-stationaire benadering leidt tot representatieve laag- en hoogwatersituaties :E ARCADIS 28

29 4.3.1 VERIFICATIE MODELAANPASSINGEN Vergelijking modelaanpassingen Voor de modelaanpassingen (gridverfijning, verkleining modelgebied en uitsluiting anisotropie) geldt het uitgangspunt dat de doorgevoerde aanpassingen aan het bestaande model niet leiden tot een verandering van de betrouwbaarheid van het grondwatermodel. De verandering van de berekende grondwaterstanden zouden daarom niet significant (< 5 cm) mogen verschillen van de oorspronkelijk berekende gemiddelde grondwaterstand. Om dit uitgangspunt te bevestigen is het modelresultaat van het aangepaste grondwatermodel vergeleken met de aangeleverde, berekende, gemiddelde grondwaterstand. Het verschil tussen beide berekeningen is weergegeven in Afbeelding 6. Afbeelding 6 Verschil in berekende grondwaterstanden van het aangepaste en het oorspronkelijke model. Droger betekent dat het aangepaste model droger is dan het oorspronkelijke model (en vice versa). Omdat de verschillen minimaal zijn is ook de verandering <5cm weergegeven. Met een grijze arcering is het gebied aangegeven dat buiten het modelgebied valt (geen stroming). Bij de berekening van de grondwaterstand met het aangepaste model, is de gridverfijning, de verkleining van het modelgebied en de uitsluiting van de anisotropie-module meegenomen. Uit de vergelijking van de berekende, gemiddelde grondwaterstanden van het aangepaste model met de berekende, gemiddelde grondwaterstanden van het aangeleverde model volgt dat de verschillen vrijwel overal kleiner zijn dan 5 cm, veelal zelfs kleiner dan 2 cm. De grotere effecten treden op nabij de watergangen. Dit is te verklaren door het verfijnde modelgrid. Het verhang van het grondwater kan nu met een vloeiender verloop worden gepresenteerd :E ARCADIS 29

30 Omdat de watergangen verhoudingsgewijs breder zijn opgenomen (2 modelcellen) met een lagere weerstand, zal het totaal afgevoerde water gelijk zijn. In de afbeeldingen van de grondwaterstand is te zien dat de maximale verlaging van de grondwaterstand ter plaatse van de watergang minder groot is. De verlaging van de grondwaterstand werkt wel tot verder van de watergang door, waarmee het effect van de watergang tot verder zichtbaar is. Dit vloeiender verloop van de grondwaterstand in het aangepaste grondwatermodel in vergelijking met het aangeleverde model is in de dwarsdoorsneden in afbeelding 7 weergegeven. Het absolute gemiddelde verschil tussen de twee berekende grondwaterstanden is minder dan 2 mm. Daarmee kan worden gesteld dan de modellen aan elkaar gelijk zijn. Afbeelding 7 Dwarsdoorsnede met de berekende grondwaterstand met het originele model (rode lijn) en de berekende grondwaterstand met het aangepaste modelgrid (blauwe lijn) ter plaatse van een watergang in het gebied. Verificatie stationair grondwatermodel In het rapport Plan IJsselsprong alles in 1 keer blauwe envelop, variantkeuze, deelrapport III - Geohydrologie (DHV, 2009b) is de validatie van het stationaire grondwatermodel beschreven. Zoals beschreven in het voorgaande gedeelte leiden de modelaanpassingen niet tot verschillen in de berekende grondwaterstanden. Echter om inzicht te krijgen in de betrouwbaarheid van het aangepaste grondwatermodel is in dit onderzoek ook een vergelijking uitgevoerd van de berekende, gemiddelde grondwaterstand met de gemeten, gemiddelde grondwaterstand. Hierbij zijn tevens aanvullende meetpunten meegenomen, omdat er inmiddels toegang is tot extra validatiegegevens. Van alle beschikbare meetlocaties in DINOLoket (TNO) binnen het verkleinde modelgebied is de gemiddelde grondwaterstand berekend voor de laatste 10 jaar. Hierbij is een selectie gemaakt voor representatieve buizen. Dat wil zeggen dat er in de meetperiode geen vreemde (tijdelijke) effecten zijn opgetreden en dat er tenminste 2 jaar lang is gemeten. Op basis van de filterstelling is het meetpunt aan een modellaag toegekend en zijn de verschillen tussen de berekende en de gemeten grondwaterstanden bepaald. Deze zijn weergegeven in de Afbeelding :E ARCADIS 30

31 Ondanks de te laag berekende grondwaterstand achten wij de quasi niet-stationaire benadering voldoende voor de berekening van de (geo)hydrologische effecten van de ingrepen. Dit omdat de gemiddelde afwijking van de punten in vergelijking met de afwijking van het model klein is. GRONDWATERAANVULLING Verschillen in deze verificatie kunnen ook optreden als gevolg van veranderingen in klimatologische omstandigheden. Op basis van de KNMI stations Beekbergen (Neerslag) en de Bilt (Verdamping) zijn de modelperiode en kalibratieperiode vergeleken (zie ook bijlage 3). Het verschil in gemiddelde neerslag tussen de modelperiode en de validatieperiode nihil. De gemiddelde verdamping in de validatieperiode is iets groter dan in de modelperiode wat tot minder grondwateraanvulling kan leiden. Het netto neerslagoverschot (gemeten neerslag min verdamping) verschilt in beide perioden minder dan 0,05 mm/d wat niet tot significante verschillen in grondwaterstand leidt. Afbeelding 8 Het absolute verschil tussen de gemeten en de berekende grondwaterstand is 34 cm. Gemiddeld is het grondwatermodel 22 cm te nat. In Tabel 6 zijn de afwijkingen van het gekalibreerde stationaire model uit de SNIP 2A-fase (DHV, 2009b) vergeleken met de afwijkingen van het huidige, aangepaste model. Hierbij zijn de afwijkingen van het model uit de SNIP 2A-fase zijn opgesplitst over meerdere modellagen, terwijl in dit onderzoek alleen is gekeken naar de betrouwbaarheid van het gehele model. Daarom is in de tabel bij het originele model een range van waarden aangegeven en bij het aangepaste model één waarde voor alle modellagen :E ARCADIS 31

32 Tabel 6 Samenvatting van de afwijkingen tussen het model en de metingen Origineel model Aangepast model Gemiddelde afwijking [m] 0,12 0,14-0,22 Gemiddelde absolute afwijking [m] 0,36 0,37 0,34 Gesommeerd kwadraat van de afwijkingen [m 2 ] 59,46 60,22 57,0 Uit de waarden van Tabel 6 blijkt dat het aangepaste model een hogere gemiddelde afwijking heeft en een lagere absolute afwijking (DHV, 2009b). De oorzaak van de verschillen liggen voornamelijk in het aantal meetpunten dat is meegenomen in het aangepaste grondwatermodel. Naast het gebruik van nieuwe meetpunten zijn bij de analyse van het aangepaste model, ook enkele diepere peilbuizen meegenomen. Afbeelding 9 De verschillen tussen de berekende en de gemeten grondwaterstanden is ruimtelijk weergegeven. Blauwe kleuren geven aan dat het grondwatermodel te hoge grondwaterstanden berekend. De rode kleuren geven aan dat het model te lage grondwaterstanden berekend. Met een grijze arcering is het gebied aangegeven dat buiten het modelgebied valt (geen stroming) :E ARCADIS 32

33 Belangrijk is het om op te merken dat de grotere afwijkingen aan de modelranden voorkomen (Afbeelding 9). Het model berekent te lage grondwaterstanden aan de flank van de Veluwe in het zuidwesten van het modelgebied. Het model berekent te hoge grondwaterstanden in het noorden van het modelgebied en binnen de bebouwde kom van Zutphen. Al deze locaties vallen buiten het interessegebied. Daarmee kan worden gesteld dan het model beter presteert binnen het interessegebied dan uit de validatie is gebleken VALIDATIE QUASI NIET-STATIONAIRE BENADERING De gekozen quasi niet-stationaire benadering wordt ondersteund met aanvullende analyses, waarmee de gekozen uitgangspunten worden gevalideerd. Dit om aan te tonen dat de gekozen benadering leidt tot de gewenste, representatieve laag- en hoogwatersituaties voor het bepalen van de effecten van de ingreep binnen het project. Voor de validatie van de gekozen benadering zijn de volgende vergelijkingen uitgevoerd: 1. Niet-stationaire validatie van de benadering met een opgetreden hoogwatergolf. Om de quasi niet-stationaire benadering onafhankelijk van de gebruikte periode van de modelparameters te kunnen valideren is ervoor gekozen om de hoogwatergolf van januari 2011 te gebruiken voor de validatie van het grondwatermodel. Deze hoogwatergolf valt buiten de gebruikte periode van de kalibratie van het model. Vergelijking van representatieve zomer- en winter scenario s met GLG en GHG. Ter aanvulling van de validatie is een vergelijking gemaakt met de GHG en GLG. Dit om aan te tonen dat de berekende zomer- en wintersituatie leiden tot een benadering van de GHG en GLG, zodat voor de beoordeling van de effecten kan worden uitgegaan van de criteria behorende bij de GHG en GLG. De vergelijking van de representatieve zomer- en wintersituatie is opgenomen in Bijlage 3. De validatie van de quasi niet-stationaire benadering is in beide gevallen uitsluitend gedaan voor de meetpunten, waar de grondwaterstand wordt bepaald door de IJssel (zie onderstaande paragraaf). Hierbij is het uitgangspunt gehanteerd dat voor dit onderzoek alleen de invloed van de IJssel van belang is voor de bepaling van de effecten van de ingrepen in de plangebieden. Tijdreeksanalyse voor bepaling invloed IJssel Om de invloed van de IJssel te kunnen bepalen is voor alle peilbuizen in het modelgebied met een tijdreeksanalyse bepaald, in hoeverre de fluctuatie van de grondwaterstand wordt bepaald door de grondwateraanvulling en/of de IJssel. Bij de uiteindelijke validatie van de quasi niet-stationaire benadering zijn alleen de peilbuizen gebruikt, die niet significant beïnvloed worden door de grondwateraanvulling. Voor de bepaling van de invloed van de grondwateraanvulling is gebruik gemaakt van de metingen bij de neerslag bij het KNMI-station te Beekbergen en de metingen van de referentiegewasverdamping bij het KNMI-station in de Bilt. Voor de bepaling van de invloed van de IJssel is gebruik gemaakt van de metingen bij het meetpunt van Rijkswaterstaat genaamd Zutphen Noord. Bij het meetpunt Zutphen Noord is begonnen met meten op 1 januari Bij de tijdreeksanalyse is dan ook alleen gekeken naar metingen van de grondwaterstanden na het jaar Daarbij is de selectie van :E ARCADIS 33

34 grondwaterstandsmetingen uitgebreid met recentelijk uitgelezen dataloggers die deel uit maken van het grondwatermeetnet dat t.b.v. dit project momenteel wordt geïnstalleerd. Binnen de tijdreeksmodellen is een selectie gemaakt op basis van de berekende waarde van de drainagebasis en de verdampingsfactor. Door bijvoorbeeld gaten in de meetperiode kunnen bij de tijdreeksmodellen vreemde, onrealistische relaties worden gelegd. Voor de overige modellen is op basis van de volgende criteria een indeling gemaakt in de invloed van de IJssel en/of de grondwateraanvulling op de grondwaterstanden: 1. De grondwaterstand is te verklaren op basis van neerslag en verdamping, en wordt niet significant beïnvloedt door de metingen van het waterpeil van de IJssel. 2. De grondwaterstand is te verklaren op basis van neerslag en verdamping, en is door metingen van het waterpeil van de IJssel significant beter geworden. 3. De grondwaterstand is te verklaren op basis van neerslag en verdamping en het waterpeil van de IJssel, maar niet alleen op basis van de neerslag en verdamping. 4. De grondwaterstand is niet te verklaren op basis neerslag, verdamping of de IJssel. Afbeelding 10 Verklarende factoren van de grondwaterstand, per meetpunt. De grijze punten zijn meetlocaties die niet zijn te verklaren op basis van neerslag, verdamping of de IJssel of waarbij de meetperiode onvoldoende overlap geeft om de beide tijdreeksmodellen te kunnen vergelijken. Met een grijze arcering is het gebied aangegeven dat buiten het modelgebied valt (geen stroming) :E ARCADIS 34

35 Het resultaat van de tijdreeksanalyse is weergegeven in Afbeelding 10. Uit de afbeelding is af te lezen dat conform de verwachting, de grondwaterstand dicht bij de IJssel sterk afhankelijk is van de IJssel en de grondwaterstand ver van de rivier af vooral worden beïnvloedt door grondwateraanvulling. Op het grensvlak van beide categorieën bevinden zich punten die kunnen worden verklaard op basis van neerslag en verdamping, maar een significant betere verklaring krijgen door het toevoegen van de IJssel. Hierbij is als significante invloed uitgegaan van een verbetering van de verklaring van meer dan 10%. Niet-stationaire validatie hoogwatergolf voorjaar 2011 Om de gekozen quasi niet-stationaire benadering te kunnen valideren is gezocht naar een hoogwatergolf, die buiten de gehanteerde kalibratieperiode valt. Door gebruik te maken van de gebeurtenis in het voorjaar van 2011 wordt voldaan aan deze eis. Voor de validatie van de quasi niet-stationaire benadering is de periode van 1 oktober 2010 t/m eind maart 2011 geschematiseerd in vier verschillende perioden. In Afbeelding 11 is de gemeten waterstand van de IJssel (blauwe lijn) samen met de quasi niet-stationaire schematisatie (rode lijn) weergegeven. Per periode is het gemeten waterpeil gemiddeld en de hoogte van de rode lijn geeft de waarde van het gemiddelde peil weer. In Tabel 7 is een samenvatting gegeven van de start- en einddatum van elke periode, het gemiddelde waterpeil binnen de periode en het gehanteerde verhang binnen het grondwatermodel. Afbeelding 11 Quasi niet-stationaire schematisatie van de hoogwatergolf. Periode: oktober 2010 t/m maart /10/ /11/ /12/ /01/ /02/ /03/2011 Zutphen Constant Tabel 7 Gemiddeld waterpeil en verhang per periode Nummer Periode Waterpeil Zutphen [m NAP] Verhang IJssel [-] t/m ,95 8,10 x t/m ,44 8,10 x t/m ,93 8,30 x t/m ,32 8,30 x t/m ,41 8,10 x :E ARCADIS 35

36 Voor de validatie van de quasi niet-stationaire benadering is de hoogst gemeten grondwaterstand per peilbuis vergeleken met de berekende, maximale grondwaterstand bij het passeren van de hoogwatergolf. Daarnaast is één tijdreeks gegenereerd. Voor de vergelijking van de maximale grondwaterstanden is een selectie gemaakt van peilbuizen met metingen van de grondwaterstand tijdens en direct na het passeren van de hoogwatergolf. De vergelijking is alleen toegepast op metingen van de grondwaterstand die sterk worden beïnvloedt door het IJsselpeil (Afbeelding 12). Afbeelding 12 Vergelijking tussen de gemeten piek in grondwaterstand en de berekende maximale grondwaterstand. Berekende maximum grondwaterstand [m NAP] Gemeten piek grondwaterstand [m NAP] Uit de vergelijking van de gemeten hoogste grondwaterstand met de berekende hoogste grondwaterstand met de quasi niet-stationaire benadering volgt dat bij de meeste punten de grondwaterstand wordt benaderd door het model. Echter voor de meeste punten geldt tevens dat de berekende grondwaterstand lager is dan de gemeten hoogste grondwaterstand. In de meeste gevallen is dit verschil echter kleiner dan de absolute afwijking van het model (= 34 cm, zie Afbeelding 8). Onderstaande afbeelding laat zien hoe de tijdstijghoogtelijn loopt als gevolg van de quasi niet-stationaire modelbenadering. Afbeelding 13 Vergelijking gemeten en quasi niet-stationaire berekening ter plaatse van peilbuis B33H B33H0208 Resultaat berekening Waterstand ijssel Modelschematisatie :E ARCADIS 36

37 Grondwatergolf Bij het passeren van de hoogwatergolf in de IJssel, plant deze golfbeweging zich voort in het grondwater. Dit betekend dat verder binnendijks de hoogste piek van het grondwater dagen na het passeren van de hoogwatergolf in de IJssel wordt bereikt. Daarnaast wordt de piek door de weerstand van de bodem verlaagd, maar neemt het passeren van de golf meer tijd in aanspraak. Bij de nabijgelegen ruimte voor de rivier studie Veessen-Wapenveld is hiervoor 11/12 dagen gehanteerd. Conform de werkwijze bij Veessen-Wapenveld is voor het rapporteren van de effecten een periode van 11/12 dagen na het passeren van de hoogwatergolf gehanteerd. Dit is tevens naar benadering het punt, waarop de kwel van het water van de IJssel naar de omgeving overgaat naar een infiltratie van grondwater naar de IJssel. Dit is geïllustreerd in Afbeelding 14, waarbij de berekende grondwaterstanden zijn uitgezet tegen de gemeten GHG. Na het passeren van de hoogwatergolf (periode met kwel) blijft de freatische grondwaterstand nagenoeg gelijk. Dit uitgangspunt is ook gehanteerd in de bepaling van de effecten van de hoogwatergolf met een herhalingstijd van 1 en 25 jaar. Afbeelding 14 Responscurves ter plaatse van peilbuis B33G0351: Rode lijn=meetwaarde Blauwe lijn= berekende waarde Modellaag 1 Modellaag CONCLUSIE In paragraaf t/m is de verificatie en validatie van het model en de aanpassingen opgenomen. De conclusie hieruit is voor de aanpassingen, uitgangspunten en randvoorwaarden in onderstaande tabel opgenomen. Tabel 8 Wijze van verificatie en validatie voor de aanpassingen, uitgangspunten en randvoorwaarden en de bijbehorende conclusie Aanpassing, uitgangspunt of randvoorwaarde Gridverfijning, verkleining modelgebied en uitsluiten anisoptropie-module Verificatie / validatie door: Controle door vergelijking van berekende grondwaterstanden met gemeten grondwaterstanden en eerdere rekenresultaten Conclusie De grid-verfijning leidt niet tot andere berekende grondwaterstanden dan het oorspronkelijke model, en de berekende grondwaterstanden zijn vergelijkbaar met de gemeten grondwaterstanden :E ARCADIS 37

38 Grondwateraanvulling Quasi niet-stationaire berekeningen Vergelijken van de klimatologische omstandigheden (neerslag en verdamping) in de modelperiode ( ) en de validatieperiode ( ). Valideren quasi niet-stationaire benadering aan de hand van de hoogwatergolf in het voorjaar van 2011 Het netto neerslagoverschot (gemeten neerslag min verdamping) verschilt in alle perioden minder dan 0,05 mm/d wat niet tot significante verschillen in grondwaterstand leidt. De quasi niet-stationaire modelberekeningen geven een representatief beeld van de grondwaterstand. 4.4 AANPASSINGEN EN GEKOZEN AANPAK OPPERVLAKTEWATERMODEL Bij de modelbouw is zoveel mogelijk gewerkt conform de modeluitgangspunten zoals gehanteerd in het bestaande oppervlaktewatermodel van de Zuidelijke IJsselvallei. Dit model is in beheer van Waterschap Veluwe en bevat de schematisatie van het watersysteem in de huidige situatie. Om de toekomstige waterhuishouding te toetsen is de toekomstige situatie doorgevoerd in het model. In de huidige situatie watert Cortenoever af via de Papenbeek en Voorsterklei via Sloot Sinderen richting het regionale watersysteem. In de toekomstige situatie verdwijnen deze verbindingen en worden de projectgebieden elk ontwaterd door middel van een gemaal per gebied (of vrij verval bij laag water) Het oppervlaktewatersysteem is gemodelleerd met het programma SOBEK. De bestaande en toekomstige watergangen inclusief kunstwerken zijn hierin meegenomen. De neerslag-afvoer relatie is berekend met de Rainfall-Runoff module. Aan deze module worden fysieke kenmerken zoals bodemtype, maaiveldhoogte en weerstand van de bodem toegevoegd. Zodoende is het mogelijk nietstationaire processen zoals bergingsvolume, inundatie en dergelijke te berekenen. Het resultaat van de modelaanpassingen is een theoretisch model dat het systeemgedrag voorspelt. Aangezien er geen meetgegevens beschikbaar zijn is er geen kalibratie of validatie uitgevoerd. Desalniettemin zijn de uitgangspunten gekozen op basis van andere studies binnen het waterschap, met als gevolg dat de uitgangspunten voor deze studie zorgvuldig zijn gekozen. Onder normale weersomstandigheden met een lage rivierstand is het mogelijk om onder vrij verval af te wateren op de IJssel. De toetsing richt zich op situaties met een hoge rivierafvoer. Bovendien is een situatie waarin het gebied bemalen wordt maatgevend ten opzichte van een situatie waarin vrije afwatering mogelijk is. In de toetsing is daarom uitgegaan van de gemaalcapaciteit (m.u.v. scenario 1, waarbij ook een periode via de uitlaatvoorziening afgewaterd kan worden op de IJssel) :E ARCADIS 38

39 HOOFDSTUK 5Definitief ontwerp 5.1 CORTENOEVER Inrichting Het DO is per gebied in een hoog detailniveau weergeven op de Objectenkaart en Beplantingskaart (bijlage 2). De invulling van alle objecten staat in de bijbehorende Objectenboom (bijlage 2). Afbeelding 15 geeft het uiteindelijke beeld voor Cortenoever weer. Hieronder zijn de belangrijkste kenmerken van het DO opgesomd: De hoogte van de nieuwe dijk varieert van 10,2 tot 10,8 m +NAP; Met flauwe taluds (1:10 tot 1:30) is de dijk landschappelijk ingepast; Rondom de rioolwaterzuiveringsinstallatie (RWZI) komt een nieuwe ringdijk (10,8 m +NAP) met aan de noordelijke zijde een op- en afrit; De uitstroomdrempel ligt op 8,55 tot 8,46 m + NAP, de 1e instroomdrempel loopt van 9,22 tot 9,14 m +NAP en de 2e instroomopening loopt van 9,08 tot 9,05 m + NAP voor een overstromingsfrequentie van gemiddeld eens in de 25 jaar; Er komt een tijdelijke beheersmaatregel op de in- en uitstroomdrempels. Het gaat om een verhoging van 20 cm. Aangezien niet alle projecten klaar zullen zijn voor de uitvoering van de dijkverleggingen in Cortenoever en Voorsterklei bestaat het risico dat gedurende een periode het gebied gemiddeld vaker dan eens in de 25 jaar overstroomt. Zodra blijkt dat het ontwerp in relatie tot de andere projecten voldoet aan een gemiddelde overstromingsfrequentie van eens in de 25 jaar zal de tijdelijke verhoging verwijderd worden; De 1e instroomdrempel wordt versmald tot een kruin van 7 m. De 2e instroomdrempel en de uitstroomdrempel worden versmald tot een kruin van 5 m. Ze worden bekleed met een laag klei ingezaaid met gras; Achter de 1e instroomdrempel wordt het maaiveld vergraven volgens een reliëfinspirerend patroon met een maximale vergraving van ca m 3 met een oppervlakte van ca. 34 ha. In het noorden wordt rond de al aanwezige watergangen vergraven. Het gaat om een oppervlakte van ca. 6,5 ha. en een grondverzet van ca m 3. Deze vergravingen kennen een gemiddelde diepte van 1,5 tot 2 m met een maximale diepte van 2,4 m; :E ARCADIS 39

40 Voor Cortenoever zullen verschillende opstallen in verband met de rivier verruimende maatregelen verwijderd moeten worden. In totaal gaat het om 5 agrarische bedrijven met 6 bedrijfswoningen, 1 schuur bij een agrarisch bedrijf, 1 wegenbouwbedrijf met een bedrijfswoning en 10 woningen waar de bebouwing verwijderd moet worden. Tevens kunnen 2 agrarische bedrijven van functie veranderen, omdat er op deze locaties geen levende have meer mag worden gehouden. Bij geen functieverandering is verwijdering nodig. De overige 14 woningen (waaronder 1 gelegen aan de westzijde van de nieuwe waterkering, 1 bedrijfswoning bij een agrarisch bedrijf aan de westzijde van de nieuwe waterkering en 1 landhuis) en de RWZI kunnen, deels met geadviseerde schadebeperkende maatregelen, behouden blijven; Er komen nieuwe watergangen in het nieuwe buitendijkse gebied, een klein deel van de huidige watergangen wordt aangepast. Er komt een permanent gemaal inclusief uitlaatvoorziening voor regulier waterbeheer, met opstelplaatsen voor noodpompen voor het leegpompen van het gebied na een hoogwatersituatie; Binnendijks komt langs het zuidelijke deel van de nieuwe dijk een kwelgreppel. Deze greppel voert tijdens een overstromingssituatie het kwelwater op maaiveld via een afvoersloot af naar het binnendijkse waterhuishoudsysteem; Er liggen twee ontsluitingswegen in het gebied: de Holthuizerweg en de Piepenbeltweg; De Holthuizerweg wordt voor een deel verwijderd en de nieuwe ontsluitingsweg wordt via de 1e inlaat ontsloten op de Cortenoeverseweg. Dit is ook tevens de calamiteitenontsluiting; De ondergrondse infrastructuur wordt indien noodzakelijk verlegd of verruimd; Er komen geen bomen en/of nieuwe fiets- en voetpaden op de bestaande dijken; Er komen geen nieuwe wandelpaden in het gebied; Het plangebied Cortenoever is ca. 313 ha. groot. Daarvan is op ca. 19 ha. (ca. 6 %) geen landbouw meer mogelijk vanwege de aanleg van de dijk en de diepe vergraving noord. Op een oppervlakte van ca. 44 ha. (ca. 14 %) is beperkt agrarisch gebruik mogelijk (landschapsberm ca. 9,5 ha. en ondiepe vergraving west ca. 34 ha.). Op een oppervlakte van ca. 250 ha. (ca. 80 %) is voortzetting van agrarisch gebruik mogelijk. Gebruik Het gebied blijft de huidige agrarische gebruiksfunctie behouden. Echter, ter plaatse van de te vergraven gebieden wordt het agrarisch grondgebruik beperkt vanwege een te hoog grondwaterregime in de winter :E ARCADIS 40

41 Afbeelding 15 DO Cortenoever 5.2 VOORSTERKLEI Inrichting Het DO is per gebied in een hoog detailniveau weergeven in de Objectenkaart en Beplantingskaart (bijlage 2). De invulling van alle objecten staat in de bijbehorende Objectenboom (bijlage 2). Afbeelding 16 geeft het uiteindelijke beeld voor Voorsterklei weer. Hieronder zijn de belangrijkste kenmerken van het DO opgesomd: De hoogte van de nieuwe dijk varieert van 9,1 tot 9,5 m + NAP; Met flauwe taluds (1:10 tot 1:30) is de dijk landschappelijk ingepast; De uitstroomdrempel ligt op 7,66 tot 7,61 m + NAP, de instroomdrempel op 7,87 tot 7,74 m + NAP voor een overstromingsfrequentie van gemiddeld eens in de 25 jaar; :E ARCADIS 41

42 Er komt een tijdelijke beheersmaatregel op de in- en uitstroomdrempels. Het gaat om een verhoging van 20 cm. Aangezien niet alle projecten klaar zullen zijn voor de uitvoering van de dijkverleggingen in Cortenoever en Voorsterklei bestaat het risico dat gedurende een periode het gebied gemiddeld vaker dan eens in de 25 jaar overstroomt. Zodra blijkt dat het ontwerp in relatie tot de andere projecten voldoet aan een gemiddelde overstromingsfrequentie van eens in de 25 jaar zal de tijdelijke verhoging verwijderd worden. De in- en uitstroomdrempels worden versmald tot een kruin van 5 m. Ze worden bekleed met laag klei ingezaaid met gras; Achter de instroomdrempel wordt het maaiveld vergraven waarbij ca m 3 grond wordt verwijderd over een oppervlakte van ca. 23 ha. Er worden twee strangen gecreëerd met de bodem op 2,5 m +NAP. In deze strangen staat permanent water, het waterpeil hierin fluctueert met de IJssel en het grondwatersysteem; Er zullen verschillende opstallen in verband met de rivier veruimende maatregelen verwijderd moeten worden. In totaal gaat het in de Voorsterklei om 1 agrarisch bedrijf met een bedrijfswoning, agrarische schuren op 3 percelen, 4 woningen en 1 nietagrarische veldschuur. Daarnaast is er 1 agrarisch bedrijf met een bedrijfswoning waar op de huidige locatie geen levende have meer mag worden gehouden. Er wordt de mogelijkheid geboden dit bedrijf te verplaatsen naar een andere locatie waar wel levende have mag worden gehouden. Drie woningen en een trainingscentrum met bedrijfswoning kunnen, deels met geadviseerde schadebeperkende maatregelen, behouden blijven. Er komen nieuwe watergangen in het nieuwe buitendijkse gebied en op het Landgoed Beekzicht in het noorden van het gebied worden de huidige watergangen uitgebreid met brede natuurvriendelijke oevers. De watergang tussen het landgoed en de oostelijke strang in het zuiden van het gebied krijgt een natuurvriendelijke oever; Er komt een permanent gemaal inclusief uitlaatvoorziening voor regulier waterbeheer met opstelplaatsen voor noodpompen voor het leegpompen van het gebied na een hoogwatersituatie; Er komt een nieuwe oost-west gelegen ontsluitingsweg in het gebied voor de twee woningen en De Wellenberg, deze weg volgt deels het tracé van een bestaand kavelpad in de noordelijke helft van het gebied; Een calamiteiten ontsluiting loopt via de instroomopening; De ondergrondse infrastructuur wordt verlegd. Daarnaast wordt door TenneT de bovengrondse hoogspanningsmast aangepast aan de overstromingssituatie in verband met de ligging in de stroming na inundatie; Het plangebied Voorsterklei is ca. 215 ha. groot. Daarvan is op ca. 19 ha. (ca. 9 %) geen landbouw meer mogelijk vanwege de aanleg van de dijk en de diepe vergraving (strangen). Op een oppervlakte van ca. 21 ha. (ca. 10 %) is beperkt agrarisch gebruik mogelijk (landschapsberm ca. 6 ha. en ondiepe vergraving west ca. 15 ha.). Op een oppervlakte van ca. 175 ha. (ca. 81 %) is voortzetting van agrarisch gebruik mogelijk. Gebruik Het gebied blijft de huidige agrarische gebruiksfunctie behouden. Echter, ter plaatse van de te vergraven gebieden wordt het agrarisch grondgebruik beperkt vanwege een te hoog grondwaterregime in de winter. De strangen zijn niet meer bruikbaar als agrarisch gebied, omdat er permanent water in staat :E ARCADIS 42

43 Afbeelding 16 DO Voorsterklei 5.3 MODELSCHEMATISATIE INGREPEN In paragraaf 5.1 t/m 5.2 is beschreven welke ingrepen per plangebied worden gerealiseerd. Voor de berekening van de effecten op de grondwaterstand en kweldruk vanuit de IJssel bestaan de belangrijkste ingrepen uit de relatief diepe vergravingen in de plangebieden. De schematisatie van de beoogde ingrepen is op de volgende manier uitgevoerd binnen het grondwatermodel: :E ARCADIS 43

44 Schematisatie ingrepen in grondwatermodel De invloed van de vergravingen op de grondwaterstand zijn berekend door de gemiddelde vergravingsdiepte per gridcel van 25 bij 25 meter te bepalen, en deze gemiddelde diepte van de vergraving te vergelijken met de geschematiseerde dikte van de deklaag op de locatie. Op basis van de procentuele afname van de dikte van de deklaag is de weerstand van deklaag aangepast in het model. Binnen Cortenoever en Voorsterklei komen er nieuwe watergangen in het nieuwe buitendijkse gebied. De huidige watergangen worden in principe niet gewijzigd. Het uitgangspunt dat hierbij is gehanteerd, is dat de nieuwe watergangen niet leiden tot een nieuwe ontwateringssituatie. Met andere woorden; de nieuwe watergangen worden onder meer aangelegd om ervoor te zorgen dat de ontwateringssituatie in benadering gelijk blijft aan de huidige ontwateringssituatie. Bij de berekening van de effecten van de ingrepen zijn deze nieuwe watergangen dan ook niet meegenomen. Gedurende een hoogwatergolf met een herhalingstijd van 25 jaar overstromen de nieuwe dijken van Cortenoever en Voorsterklei. Direct na het passeren van de hoogwatergolf is het uitgangspunt dat het water gelijk is aan de drempelhoogte. Voor de daling van de waterstand binnen de plangebieden is vanuit landbouw de eis gesteld, dat er maximaal 30 dagen water op het maaiveld mag staan. Aangezien voor de hoogwatergolf een periode van 25 dagen is aangehouden, betekent dit dat na het passeren van de hoogwatergolf het water binnen 5 dagen beneden maaiveld moet staan. Dit uitgangspunt is in het model geschematiseerd met een lineaire afname van de waterstand van de drempelhoogte tot het laagste maaiveldniveau in het plangebied. Schematisatie ingrepen in oppervlaktewatermodel In de toekomstige situatie wijzigt de waterhuishouding. De toekomstige situatie is aan het oppervlaktewatermodel toegevoegd, meer informatie hierover staat beschreven in CoVo D03 TM Resultaten toetsing waterhuishouding (ARCADIS, 2012). Voor zowel Cortenoever als Voorsterklei geldt dat er een gemaal wordt geplaatst om de gebieden te ontwateren. Om deze gemalen te verbinden met het watersysteem worden er nieuwe watergangen gegraven. Daarnaast zijn de ontgravingen, natuurvriendelijke oevers en nieuwe watergangen tevens toegevoegd aan het model :E ARCADIS 44

45 HOOFDSTUK 6Resultaten en analyse (geo)hydrologische berekeningen 6.1 VERANDERING GRONDWATERSTAND GEMIDDELDE ZOMER (GLG) Cortenoever In afbeelding 17 is de grondwaterstand in cm onder maaiveld weergegeven voor de huidige situatie en voor het DO. Deze grondwaterstand komt naar benadering overeen met de gemiddeld laagste grondwaterstand. Door beide situaties met elkaar te vergelijken is te zien dat er vrijwel geen effecten optreden buiten de grens van het plangebied. Vrijwel alleen ter plaatse van de gebieden met vergravingen zijn significante verschillen waar te nemen. Door de vergraving wordt het maaiveld in die gebieden verlaagd met enkele decimeters tot maximaal 2 m, terwijl de grondwaterstand slechts licht daalt t.o.v. de huidige situatie. Hierdoor komt de grondwaterstand dichterbij het maaiveld te liggen en treedt er binnen de vergravingen een vernatting op. In de noordelijke vergraving zal ook in de zomerperiode water op maaiveld staan. Deze vergraving zal dus permanent water voeren. Afbeelding 17 Cortenoever Grondwaterstand [cm-mv] Links: Huidige situatie Rechts: DO :E ARCADIS 45

46 Voorsterklei In Afbeelding 18 is de grondwaterstand in centimeter onder maaiveld weergegeven voor de huidige situatie en voor het DO. Deze grondwaterstand komt naar benadering overeen met de gemiddeld laagste grondwaterstand. Door beide situaties met elkaar te vergelijken is te zien dat alleen binnen de grenzen van het plangebied veranderingen van de grondwaterstand optreden. Alleen ter plaatse van de gebieden met vergravingen zijn significante verschillen waar te nemen. Door de vergraving wordt het maaiveld in die gebieden verlaagd en wordt de afstand tussen de grondwaterstand en het maaiveld kleiner. Hierdoor komt de grondwaterstand dichterbij het maaiveld te liggen en treedt binnen de vergravingen een vernatting op. In de diepere gedeeltes staat ook in de zomer water op maaiveld. Dit zijn de gecreëerde strangen die permanent water voeren. Deze strangen zijn aangesloten op het watergangensysteem. Afbeelding 18 Voorsterklei Grondwaterstand [cm-mv] Links: Huidige situatie Rechts: DO Verschilkaart Effecten DO In Afbeelding 19 is voor de gemiddelde zomersituatie, het verschil in de grondwaterstand tussen de huidige situatie en het DO weergegeven. Dit bevestigt het beeld dat is beschreven in de bovenstaande paragrafen. In de plangebieden van Cortenoever en Voorsterklei zakt de grondwaterstand plaatselijk, ten gevolge van vergravingen. Door de vergravingen neemt de weerstand van de deklaag af, waardoor de neerslag sneller door de deklaag naar het onderliggende watervoerende pakket stroomt. Omdat de verlaging van het maaiveld groter is dan de verlaging van de grondwaterstand staat per saldo de grondwaterstand dichter onder het maaiveld. In de vergravingen wordt dat dus ervaren als een vernatting. Daarnaast zal er in beide plangebieden, delen van de vergraving in de zomer onder water staan. De eindsituatie voor Cortenoever en Voorsterklei wordt in bovenstaande figuren het meest inzichtelijk gemaakt :E ARCADIS 46

47 Gezien de beperkte omvang van de effecten in de gemiddelde zomer, heeft het DO vrijwel geen gevolgen voor het waterbeheer. Het gevolg van de verlaging van de grondwaterstand voor het huidige landgebruik wordt beschreven in de betreffende rapportages, met name het MER. Afbeelding 19 Verschil in grondwaterstand in een gemiddelde zomer, Tussen de huidige situatie en het DO GEMIDDELDE WINTER (GHG) Cortenoever In Afbeelding 20 is de grondwaterstand in centimeter onder maaiveld weergegeven voor de huidige situatie en voor het DO. De grondwaterstand komt naar benadering overeen met de gemiddeld hoogste grondwaterstand. Uit de berekeningen blijkt dat de berekende grondwaterstand door de ingrepen in het DO alleen binnen de grenzen van het plangebied verandert. Vooral ter plaatse van gebieden met vergravingen zijn significante verschillen waar te nemen. Lokaal nemen de grondwaterstanden maximaal 6 cm toe, maar de voornaamste effecten worden veroorzaakt :E ARCADIS 47

48 door de verlaging van het maaiveld. Binnen de vergravingen wordt het maaiveld tot maximaal 2.4 m verlaagd, waardoor de grondwaterstand boven het maaiveld komt te liggen. Wanneer de ontwatering in de gebieden niet wordt veranderd leidt dit tot plasvorming bij een gemiddeld hoogste grondwaterstand. Buiten de vergravingen zijn geen significante veranderingen van de grondwaterstand waar te nemen. Afbeelding 20 Cortenoever Grondwaterstand [cm-mv] Links: Huidige situatie Rechts: DO Voorsterklei In Afbeelding 21 is de grondwaterstand in centimeter onder maaiveld weergegeven voor de huidige situatie en voor het DO. Deze grondwaterstand komt naar benadering overeen met de gemiddeld hoogste grondwaterstand. Door beide situaties met elkaar te vergelijken is te zien dat er vrijwel geen effecten optreden buiten de grenzen van de plangebieden. Evenals bij Cortenoever treden alleen bij de vergravingen veranderingen van de grondwaterstand op. Door de vergraving wordt een deel van de deklaag afgegraven, waardoor de weerstand van de deklaag kleiner wordt. Hierdoor komt de kwel vanuit de IJssel sneller bij het maaiveld terecht. De grootste oorzaak van de vernatting is echter de verlaging van het maaiveld. Door de verlaging van het maaiveld met meerdere decimeters komt de grondwaterstand dichtbij of zelfs boven het maaiveld te liggen :E ARCADIS 48

49 Afbeelding 21 Voorsterklei Grondwaterstand [cm-mv] Links: Huidige situatie Rechts: DO Verschilkaart Effecten DO In Afbeelding 22 is voor de gemiddelde wintersituatie, het verschil in de grondwaterstand tussen de huidige situatie en het DO weergegeven. Dit bevestigt het beeld dat is beschreven in de bovenstaande paragrafen. In de uiterwaarden Cortenoever en Voorsterklei veranderen de grondwaterstanden door de vergravingen alleen lokaal. Buiten de vergravingen verandert de grondwaterstand niet. In sommige delen leidt de vergraving tot een verhoging van de grondwaterstand en in sommige delen tot een verlaging van de grondwaterstand. Dit verschil in effect is op de volgende manier te verklaren. In de plangebieden is de grondwaterstand in de deklaag meestal hoger dan de stijghoogte in het onderliggende watervoerende pakket. Door het verlagen of minimaliseren van de weerstand van de deklaag kan een deel van het water in de deklaag sneller worden afgevoerd en daalt de grondwaterstand. In sommige delen bevindt zich in de huidige situatie een watergang, waardoor de grondwaterstand in de deklaag lager is dan de stijghoogte in het onderliggende watervoerende pakket. In deze situatie zorgt de verlaging van de weerstand van de deklaag voor een toename van de kwel, en leidt het DO tot een lokale verhoging van de grondwaterstand :E ARCADIS 49

50 Afbeelding 22 Verschil in grondwaterstand in een gemiddelde winter, Tussen de huidige situatie en het DO EXTREME HOOGWATERGOLF T=25 (EHW) Cortenoever In Afbeelding 23 is de grondwaterstand in centimeter onder maaiveld weergegeven voor de huidige situatie en voor het DO. Dit is de grondwaterstand die optreedt direct na het passeren van een hoogwatergolf met een herhalingstijd van 25 jaar. Door beide situaties met elkaar te vergelijken is te zien dat het DO leidt tot hogere grondwaterstanden in het plangebied en in het binnendijkse gebied ten westen van het plangebied. Tot op een afstand van maximaal 1200 m van de winterdijk, leidt het DO tot een verhoging van de grondwaterstand. In de gebieden waar vergravingen plaatsvinden in het DO staat het water op het maaiveld, ook na het passeren van de hoogwatergolf. Omdat deze delen van het plangebied in het DO de laagste maaiveldhoogten hebben, blijft er langer water op het maaiveld staan bij een gelijke grondwaterstand :E ARCADIS 50

51 Afbeelding 23 Cortenoever Grondwaterstand [cm-mv] Links: Huidige situatie Rechts: DO Voorsterklei In Afbeelding 24 is de grondwaterstand in centimeter onder maaiveld weergegeven voor de huidige situatie en voor het DO. Dit is de grondwaterstand die optreedt direct na het passeren van een hoogwatergolf met een herhalingstijd van 25 jaar. Door beide situaties met elkaar te vergelijken is te zien dat het DO leidt tot een verhoging van de grondwaterstand in en ten westen van het plangebied. Tot op een afstand van maximaal 1200 m van de winterdijk, leidt het DO tot hogere grondwaterstanden. In de gebieden waar vergravingen plaatsvinden in het DO staat het water op het maaiveld, ook na het passeren van de hoogwatergolf. Omdat deze delen van de uiterwaarden in het DO de laagste maaiveldhoogten hebben, blijft er langer water op het maaiveld staan bij een gelijke grondwaterstand :E ARCADIS 51

52 Afbeelding 24 Voorsterklei Grondwaterstand [cm-mv] Links: Huidige situatie Rechts: DO Verschilkaart Effecten DO In Afbeelding 25 is voor de extreme hoogwatergolf met een herhalingstijd van 25 jaar, het verschil in de grondwaterstand tussen de huidige situatie en het DO weergegeven. Dit bevestigt het beeld dat is beschreven in de bovenstaande paragrafen. De gevolgen op de gebruiksfuncties worden beschreven in de betreffende rapportages. Bij Cortenoever en Voorsterklei treedt binnendijks tot op maximaal 1200 m afstand van de dijk een verhoging van de grondwaterstand op door het DO. Door het vollopen van de uiterwaarden sijpelt water onder de dijk door en ontstaat kwel. Dit effect wordt nog versterkt door de kwel vanuit de Veluwe. Langs de IJssel zijn verlagingen van de grondwaterstanden waar te nemen. Dit wordt veroorzaakt door het lagere waterpeil van de IJssel, dat ontstaat door de maatregelen. Door de plangebieden Cortenoever en Voorsterklei te laten volstromen bij een extreme hoogwatergolf, treedt een verlaging op van het waterpeil van de IJssel. Uit de berekeningen volgt dat binnendijks van de uiterwaarden Cortenoever en Voorsterklei extra natschade kan optreden tijdens een extreme hoogwatergolf met een herhalingstijd van 25 jaar. De berekeningen geven alleen een gemiddeld effect weer en bieden geen inzicht in variatie in effecten veroorzaakt door de plaatselijke bodemopbouw. Door de inundatie van de uiterwaarden kan door een toename van de kwel van het plangebied naar het binnendijkse gebied de afvoerflux op het binnendijkse afwateringssysteem toenemen. Dit is nader onderzocht en in paragraaf wordt nader ingegaan op de effecten van het DO op de afvoerflux op het binnendijkse afwateringssysteem :E ARCADIS 52

53 Afbeelding 25 Verschil in grondwaterstand bij een hoogwatergolf (T=25), tussen de huidige situatie en het DO. Plaatselijke effecten moeten worden bekeken na uitvoering. Indien nodig kan de natschade worden gemitigeerd door de aanleg van een kwelgreppel en door de aanleg van extra ontwateringsmiddelen. Voor de mitigatie van de effecten aan de binnendijkse zijde van het plangebied Cortenoever is in het huidige ontwerp een kwelgreppel opgenomen. De kwelgreppel komt ten westen van het plangebied Cortenoever en is vooral gericht op de mitigatie van effecten aan de zuidelijke zijde van het binnendijkse gebied (Afbeelding 26). De kwelgreppel bestaat uit twee delen (tekening 2620 Dwarsprofielen wegen en dijken d.d. 5 oktober 2012 van het Technisch Ontwerp): één deel van de kwelgreppel loopt parallel aan de nieuwe dijk (= westelijke grens van het plangebied) met een lengte van ca meter. De bodemhoogte van dit deel van de kwelgreppel loopt van NAP + 6,20 t/m NAP + 8,50 m. In vergelijking met het huidige maaiveld betekent dit een verdieping van 0 tot maximaal 1 meter onder maaiveld. het andere deel staat loodrecht op de nieuwe dijk en loopt in de richting oost west en sluit aan op het huidige binnendijkse waterhuishoudingssysteem. Dit gedeelte heeft een :E ARCADIS 53

54 lengte van ca. 600 meter en een bodemhoogte van NAP + 6,20 m. De bodemhoogte ligt tussen 1,1 en 1,7 meter onder het huidige maaiveld. Deze kwelgreppel voert tijdens een (buitendijkse) overstromingssituatie het (binnendijkse) kwelwater op maaiveld via een afvoersloot naar het binnendijkse waterhuishoudingssysteem.de kwelgreppel heeft niet tot doel om het grondwaterpeil te reguleren. Om een beeld te krijgen van het effect van de aanleg van de kwelgreppel tijdens een extreme hoogwatergolf is het grondwatermodel doorgerekend, inclusief kwelgreppel. Bij de berekening is voor het ontwerp van de kwelgreppel uitgegaan van de tekening 3D ontwerp dijken kwelsloot versie 0.2, gedateerd van Voor de weerstand van de kwelgreppel is uitgegaan van 1 dag. Het ontwerp van de kwelgreppel in deze tekening komt bij benadering overeen met de laatste versie van het ontwerp (tekening 2620 Dwarsprofielen wegen en dijken d.d. 5 oktober 2012 van het Technisch Ontwerp). In vergelijking met het laatste ontwerp is alleen de bodemhoogte van de kwelgreppel is gewijzigd. Voor het gedeelte van de greppel dat parallel aan de westelijke grens van het plangebied Cortenoever loopt, wordt deze tot maximaal 50 cm minder diep ten opzichte van het vorige ontwerp. Dit betekent dat in het definitieve ontwerp de bodemhoogte van de kwelgreppel hoger wordt, en de berekende effecten in Afbeelding 26 lager zullen uitvallen in werkelijkheid. Afbeelding 26 Verschil in grondwaterstand bij een hoogwatergolf (T=25), tussen de huidige situatie en het DO. Bij aanleg van een kwelgreppel ten westen van het plangebied Cortenoever Uit de resultaten van de berekeningen volgt dat de aanleg van de kwelgreppel bij een extreme hoogwatergolf leidt tot een lichte daling van de grondwaterstand. Vooral bij de diepere delen van de kwelgreppel, halverwege het plangebied, is een afname van de berekende effecten waar te nemen. Het zuidelijke deel van de kwelgreppel heeft nauwelijks effect omdat de grondwaterstand zich onder de bodem van de greppel bevindt :E ARCADIS 54

55 6.2 AFVOERFLUXEN Om meer inzicht te krijgen in het effect van de berekende verhogingen en verlagingen van de grondwaterstand op het afwateringssysteem is nader gekeken naar de afvoerfluxen. De delen van het projectgebied waar binnendijks geen significante veranderingen in de grondwaterstand zijn te verwachtten, zijn buiten beschouwing gelaten in dit project. Wanneer in deze gebieden effecten optreden, die in de grondwaterstanden zijn waar te nemen, is aangenomen dat de effecten verwaarloosbaar zijn en binnen het huidige ontwateringsysteem eenvoudig kunnen worden opgevangen. Vanwege de minimale veranderingen in de effecten van het VKO en DO en de minimale effecten van het VKO op de afvoerflux, zijn de berekeningen in deze paragraaf niet aangepast naar het DO. De verandering in afvoerflux die op kan treden tussen beide ontwerpen leidt niet significante veranderingen in de conclusies. In het grondwatermodel is voor de gemiddelde zomer (GLG) en de gemiddelde winter (GHG) vlakdekkende drainage opgenomen. De vlakdekkende drainage simuleert de afvoer via de kleine sloten en andere ontwateringmiddelen. Voor de grotere watergangen in de plangebieden is uitgegaan van de huidige schematisatie van het oppervlaktewatersysteem. Binnen het VKO zijn kleine aanpassingen in het oppervlaktewatersysteem opgenomen, zoals verplaatsingen of dempingen van enkele watergangen. De verwachting is dat deze aanpassingen alleen lokaal kunnen leiden tot veranderingen AFVOERFLUXEN BINNEN PLANGEBIEDEN: GEMIDDELDE WINTER Voor de bepaling van de verandering van de afvoer zijn voor de huidige situatie en het VKO, waterbalansen opgesteld van de plangebieden. Voor het plangebied Cortenoever en Voorsterklei levert dit een beeld op van de totale fluxen die in- en uit het plangebied stromen. Voor de vlakdekkende drainage en de watergangen in het model zijn alle betrokken in- en uitstromingen binnen Cortenoever of Voorsterklei per tijdstap gesommeerd. In de onderstaande tabel is infiltratie en drainage via watergangen in de plangebieden Cortenoever en Voorsterklei weergegeven. Ter vergelijking is tevens de grondwateraanvulling van het gebied opgenomen, zodat een beter beeld kan worden verkregen van de grootte van flux. Tabel 9 Waterbalans Cortenoever en Voorsterklei voor wintersituatie (GHG) Cortenoever Voorsterklei HS VKO HS VKO Infiltratie via watergangen [m 3 /d] Drainage via watergangen [m 3 /d] Grondwateraanvulling [m 3 /d] Uit de waterbalans binnen de plangebieden Cortenoever en Voorsterklei is te zien dat er tussen de huidige situatie en het VKO een kleine toename in de drainage en infiltratie via watergangen plaatsvindt. De toename is echter slechts enkele procenten ten opzichte van de :E ARCADIS 55

56 huidige situatie. Dus door de vergravingen in het VKO neemt de afvoer van water via de watergangen toe, maar niet in significante hoeveelheden AFVOERFLUXEN BINNENDIJKS: EXTREME HOOGWATERGOLF (T=25) Tijdens de extreme hoogwatergolf met een herhalingstijd van ca. 25 jaar treden binnendijks van de plangebieden Cortenoever en Voorsterklei, verhogingen van de grondwaterstand op (zie Afbeelding 25). Voor het gebied binnendijks waar verhogingen van de grondwaterstand zijn berekend, is de afvoerflux van en naar de watergangen berekend. Hierdoor kan beter worden beoordeeld in welke mate de verhoging van de grondwaterstand wordt opgevangen door een toename in de drainage. In Afbeelding 27 en Afbeelding 28 is de drainage/infiltratie van de watergangen weergegeven. In lijn met de verwachting is in de figuren te zien dat er tijdens de extreme hoogwatergolf vrijwel geen infiltratie van water naar het grondwater plaatsvindt. Binnen de plangrenzen is een hoge toename te zien van de drainage, ten gevolge van het volstromen van het plangebied. Binnendijks van de plangebieden Cortenoever en Voorsterklei zijn ook kleine veranderingen in de drainage flux waar te nemen. Echter evenals in de gemiddelde zomer zijn er geen grootschalige veranderingen in de drainage flux binnendijks. Om een indruk te geven van de grootte van de toename van de drainage/infiltratie binnendijks zijn alle afvoerfluxen van en naar de watergangen bij elkaar opgeteld. Hierbij zijn alleen de fluxen van de watergangen buiten het plangebied gebruikt, zodat alleen de invloed van de toename in kwel wordt gekwantificeerd. Bij Cortenoever neemt de drainage in het VKO ca. 725 m 3 per dag (of 8.4 liter per seconde) toe en bij Voorsterklei neemt de drainage ca m 3 per dag (of 20.4 liter per seconde) toe. In vergelijking met de grootte van het invloedsgebied als weergegeven in Afbeelding 25, ligt deze hoeveelheid vele malen onder de afvoernorm van 1.5 liter per seconde per hectare. Afbeelding 27 Drainage / Infiltratie [m 3 /d] van watergangen in de omgeving van Voorsterklei bij een extreme hoogwatergolf T=25 Links: Huidige situatie Rechts: VKO :E ARCADIS 56

57 Afbeelding 28 Drainage / Infiltratie [m 3 /d] van watergangen in de omgeving van Cortenoever bij een extreme hoogwatergolf T=25 Links: Huidige situatie Rechts: VKO :E ARCADIS 57

58 :E ARCADIS 58

59 HOOFDSTUK 7Resultaten en analyse toetsing waterhuishouding Dit hoofdstuk beschrijft de resultaten van de uitgevoerde watersysteemtoetsing. 7.1 SCENARIO 1: LEDIGEN NA HOOGWATER (SITUATIE 1:25 (T=25)) Bij een overschrijding van de T=25 IJsselwaterstand lopen de gebieden vol via de in- en uitstroomdrempels. Het regionaal oppervlaktewatersysteem dient in staat te zijn binnen 3 weken, nadat de waterstand in de IJssel onder het niveau van de uitlaatdrempels is gedaald, de plangebieden zover ontwaterd te hebben dat de toegangswegen toegankelijk zijn. Nog eens 9 weken later moet normaal landgebruik in het gebied weer mogelijk zijn. Dit is in totaal 12 weken na het passeren van de hoogwatergolf. Afbeelding 29 Leeglopen Cortenoever (oppervlaktewaterstanden) Afbeelding 29 t/m Afbeelding 32 laten het verloop van de oppervlaktewater- en grondwaterstand in het regionaal watersysteem zien nadat de hoogwatergolf in de IJssel gepasseerd is. Bij aanvang van deze periode is het watersysteem (oppervlaktewater en grondwater) volledig gevuld tot het niveau van de uitstroomdrempels ( een volle badkuip ). Uit Afbeelding 29 volgt dat 2,5 tot 3 weken na het passeren van de golf de oppervlaktewaterstanden in Cortenoever zijn gedaald tot beneden het laagste benedenstroomse wegniveau van NAP+ 7 m en beneden het laagste bovenstroomse wegniveau van NAP+ 8 m :E ARCADIS 59

60 Afbeelding 30 Leeglopen Voorsterklei (oppervlaktewaterstanden) Afbeelding 31 Leeglopen Cortenoever (grondwaterstanden) In Voorsterklei (Afbeelding 30) duurt dit iets minder dan 3 weken in de benedenstroomse (lage) delen en circa 4 weken in de (hoger gelegen) bovenstroomse delen van het plangebied (ten opzichte van een laagste wegniveau van NAP+ 6,50 m). Uit de bovenstaande figuur blijkt dat er een aanzienlijk verschil is tussen het boven- en benedenstroomse peil. Er ligt maar één toegangsweg binnen Voorsterklei, de laagste hoogte van deze weg is NAP m. Deze weg ligt relatief benedenstrooms, om die reden en door lokaal te kijken in het Sobek model wordt de weghoogte vergeleken met het benedenstroomse peil. Dit betekent dat er wordt voldaan aan de eis van 3 weken. Aandachtpunt voor Afbeelding 31 en Afbeelding 32 is dat de grondwaterstanden t.o.v. maaiveld zijn weergegeven :E ARCADIS 60

61 Afbeelding 32 Leeglopen Voorsterklei (grondwaterstanden) Een indicatieve analyse van de grondwaterstanden (een oppervlaktewatermodel is niet in staat om grondwaterstanden goed te berekenen, maar geeft een indicatie) laat zien dat normaal landgebruik ruim binnen de gestelde periode van 12 weken na het passeren van de hoogwatergolf weer mogelijk is. Afbeelding 33 Risicogebieden (gele vlakken) voor voldoende ontwatering, door natuurlijke laagtes of door afdammende toegangswegen (rode lijnen) Voor twee deelgebieden wordt echter getwijfeld of deze voldoende snel leeg stromen inundatie. Deze deelgebieden zijn weergegeven als gele vlakken in Afbeelding 33. Het risicogebied in Voorsterklei grenst aan de oostzijde tegen de dijk en aan de westzijde tegen een natuurlijke hoge rug. In de toekomst wordt aan de noordkant een toegangsweg aangelegd zodat dit deelgebied een laagte wordt zonder ontwateringsmiddelen. Of het landgebruik weer voldoende benut kan worden binnen de gestelde termijn van 12 weken na :E ARCADIS 61

62 inundatie, hangt voornamelijk af van de doorlatendheid van de bodem. Dit kan op dit moment niet met zekerheid vastgesteld worden. Dit risicogebied is (grotendeels) in eigendom van Dhr. Bolink, met deze eigenaar is overeengekomen dat overlast acceptabel is. Dit betekent dat er geen maatregelen getroffen hoeven te worden om dit deelgebied verder te ontwateren. Het natuurlijke maaiveld van het risicogebied in Cortenoever, bestaat uit hoge ruggen en lage kommen. Aan de noordgrens wordt dit gebied omsloten door een toegangsweg. Het gevolg hiervan is dat zonder ontwateringsmiddelen, dit gebied langer inundeert dan de gestelde norm van 12 weken. De hoge ruggen zullen naar alle waarschijnlijkheid snel genoeg droogvallen, over de lage kommen is dit op dit moment niet met zekerheid te zeggen. Dit hangt ook sterk af van de opbouw van de ondergrond, een kleiige toplaag heeft weinig infiltratiecapaciteit en hierdoor zal de inundatie langer duren. Een grove zandondergrond heeft voldoende infiltratiecapaciteit en resulteert erin dat de gebieden voldoende ontwatering hebben binnen 12 weken. Geadviseerd wordt om in een latere fase hier op detailniveau verder te onderzoeken. 7.2 SCENARIO 2A: T=10 NEERSLAG + T=1 RIVIERSTAND Om te beoordelen of het watersysteem voldoende gedimensioneerd is om regionale wateroverlast te voorkomen is een berekening uitgevoerd met een T=10 afvoergebeurtenis. Omdat de afvoer het gevolg kan zijn van zowel hevige neerslag als hoge kwel en eventuele golfoverslag vanuit de IJssel is gekozen twee scenario s uit te werken. Deze paragraaf behandelt de combinatie van een neerslaggebeurtenis met een herhalingstijd van 10 jaar en een rivierstand die gemiddeld eens per jaar wordt overschreden. Bovendien is de grondwaterstand bij aanvang van de gebeurtenis hoog (GHG). Door de hoge rivierstand wordt het watersysteem ook belast met een grote hoeveelheid kwel vanuit de IJssel. Statistisch is de frequentie waarmee de combinatie van deze belastingen optreedt kleiner dan eens per 10 jaar :E ARCADIS 62

63 Afbeelding 34 Inundatie als gevolg van T=10 bui i.c.m. GHG en gemiddelde kwel In Afbeelding 34 is de voorspelde inundatie in het plangebied van respectievelijk Cortenoever en Voorsterklei weergegeven. De voorspelde inundatie komt overeen met het verschil tussen de maximale waterstanden en de maaiveldhoogte (conform de algemene hoogtekaart Nederland). Blauw gearceerde delen hebben een maximale waterstand die hoger is dan het aangrenzende maaiveldniveau. De aanwezige vergravingen zijn niet op kaart getoond, zoals deze ook niet zijn verwerkt in de gebruikte hoogtekaart. In de watersysteemanalyse is de berging die aanwezig is in deze vergravingen wel opgenomen (dit is onderdeel van het dwarsprofiel van de watergangen). Uit de analyse komt naar voren dat de inundatie zich beperkt tot de benedenstroomse delen. Voor zowel Cortenoever als Voorsterklei is het totaal oppervlak van de inundaties veel kleiner dan 5% van het totaaloppervlak. Daarmee voldoet dit scenario aan de norm ten aanzien van inundatie (en regionale wateroverlast). 7.3 SCENARIO 2B: T=10 RIVIERSTAND + T=1/10 NEERSLAG Een piekafvoer kan het gevolg zijn van zowel hevige neerslag als hoge kwel, eventueel in combinatie met golfoverslag vanuit de IJssel. Deze paragraaf behandelt het gedrag van het watersysteem bij een rivierstand die gemiddeld eens per 10 jaar wordt overschreden en een neerslaggebeurtenis die gemiddeld 10x per jaar optreedt. De hoge rivierstand veroorzaakt naast hoge IJsselkwel een golfoverslag van 1 l/s/m over de in- en uitlaatdrempels. De grondwaterstand is bij aanvang van de gebeurtenis hoog (GHG). Statistisch is de frequentie waarmee de combinatie van deze belastingen optreedt kleiner dan eens per 10 jaar. De totale belasting van het watersysteem in dit scenario is meer dan twee keer zo groot als de T=10 neerslag :E ARCADIS 63

64 Afbeelding 35 Inundatie als gevolg van overslagwater i.c.m. T=1/10 en GHG Uit bovenstaande afbeeldingen volgt dat de afvoercapaciteit van, en de berging in, het oppervlaktewatersysteem onvoldoende is voor het afvoeren van een dergelijke piekbelasting. Een groot deel van het plangebied van Cortenoever en Voorsterklei inundeert. In de bovenstaande afbeeldingen is alleen de inundatie vanuit de watergangen weergegeven, daarnaast treedt er inundatie op als gevolg van golfoverslag. Dit betekent dat de percelen bij de inlaatvoorziening zullen inunderen zodra golfoverslag plaats vindt. Kader golfoverslag In de toetsing is verondersteld dat golfoverslag optreedt op het maaiveld en dit water volgens een normaal neerslag-afvoerpatroon zijn weg vindt naar het oppervlaktewatersysteem. Een oppervlaktewatermodel is in het algemeen beperkt in staat op neerslag-afvoer relaties te schematiseren. Met de ongebruikelijke manier van modellering is het noodzakelijk kritisch te kijken naar de modeluitkomsten. Uit de modelberekeningen volgt dat regionale wateroverlast met name ontstaat als gevolg van een beperkte afvoercapaciteit bij het gemaal en in mindere mate nabij de golfoverslaglocaties. In de praktijk zal echter ook overlast ontstaan doordat de lokale ontwatering onvoldoende is gedimensioneerd om het overslagdebiet af te voeren naar de watergangen. Het ontwikkelde model is niet in staat knelpunten op deze lokale schaal aan te duiden. Het gebruik van noodpompen kan leiden tot een forse daling van de maximale waterstanden in de plangebieden. Afbeelding 37 en Afbeelding 38 laten de inundatie zien bij het gebruik van noodpompen met een aanvullende debiet van 1x en 2x de oorspronkelijke gemaalcapaciteit :E ARCADIS 64

65 Afbeelding 36 Scenario 2b met noodpompen gelijk aan de gemaalcapaciteit Afbeelding 37 Scenario 2b met noodpompen gelijk aan de dubbele gemaalcapaciteit :E ARCADIS 65

66 Uit Afbeelding 36 en Afbeelding 37 blijkt dat het plaatsen van noodpompen leidt tot aanzienlijke peildaling en afname van de inundaties. Het debiet zal bij de noodpompen met dubbele gemaalcapaciteit een factor 3 toenemen t.o.v. enkel het gemaal. De stroomsnelheden in de watergangen nemen toe, in een aantal trajecten meer dan 0,6 m/s (zie figuur 3.9). Voor het grootste deel blijven de stroomsnelheden beperkt (<0,3 m/s), dit komt omdat de peilen aanzienlijk stijgen wat leidt tot een groter nat oppervlak. In de duikers wordt de stroomsnelheid in veel gevallen meer dan 1 en 1,5 m/s. De verwachting is dat de relatief hoge stroomsnelheden niet gaan leiden tot problemen. De normen die gelden voor een maatgevende situatie gelden niet omdat dit een situatie is die eens in de 10 jaar voorkomt. De stroomsnelheden zijn ook niet extreem hoog. De stroomsnelheid in de watergang bovenstrooms van gemaal Cortenoever komt als belangrijkste risico naar voren. Toch is de stroomsnelheid hier maximaal 0,7 m/s, wat niet extreem hoog is. Dit betekent dus dat hoewel de stroomsnelheden aan de hoge kant zijn, het watersysteem dit nog aan kan. Afbeelding 38 Stroomsnelheden watergangen bij scenario 2b met noodpompen gelijk aan de dubbele gemaalcapaciteit Groen < 0,3 m/s Oranje 0,3-0,6 m/s Rood > 0,6 m/s 7.4 SCENARIO 3: STATIONAIRE BEREKENING Het Waterschap heeft richtlijnen voor het gedrag van het watersysteem onder reguliere omstandigheden. Als niet aan deze richtlijnen wordt voldaan, kan in overleg met de gebiedsbeheerder geconcludeerd worden dat een waterhuishoudkundig knelpunt aanwezig is. Deze richtlijnen schrijven een maximum stroomsnelheid en verhang in waterlopen en duikers voor. De afmetingen van de watergangen en constructies dienen dusdanig ruim te zijn dat aan de richtlijnen wordt voldaan :E ARCADIS 66

67 7.4.1 STROOMSNELHEID WATERGANGEN De stroomsnelheid in de watergangen moet beneden de 0,3 m/s blijven om te voorkomen dat erosie plaatsvindt. Afbeelding 39 laat de stroomsnelheid in de watergangen zien bij een stationaire afvoer representatief voor een afvoergebeurtenis een herhalingstijd van eens per jaar. Alleen in de bestaande watergang 46-0_ _DP3 in Cortenoever wordt deze norm overschreden. Dit betreft een relatief kleine watergang. De stroomsnelheid is hier 0,35 m/s. Wij bevelen aan deze watergang ca. 0,5 meter te verbreden. Afbeelding 39 Stroomsnelheden in watergangen. Rood = > 0,3 m/s, Groen = < 0,3 m/s STROOMSNELHEID DUIKERS Ook voor de stroomsnelheid in duikers gelden ontwerprichtlijnen om erosie te voorkomen. Deze richtlijnen stellen dat de stroomsnelheid in de duikers niet groter mag zijn dan 0,6 m/s. Afbeelding 40 laat zien dat twee bestaande duikers niet voldoen aan de richtlijnen. De afwijking ten opzichte van de richtlijnen is echter beperkt (< 0,2 m/s). Dit moet of geaccepteerd worden, of aangepast worden in het ontwerp :E ARCADIS 67

68 Afbeelding 40 Stroomsnelheden in de duikers. Rood is >0,6 m/s, groen is <0,6 m/s. Tabel 10 Stroomsnelheden duikers Nr. ID Stroomsnelheid 1 D46-0_ _D03 0,75 m/s 2 D45-0_ _D06 0,70 m/s* *Deze overschrijding wordt veroorzaakt door het aan- en uitslaan van het gemaal NB. Enkele duikers in Cortenoever en Voorsterklei worden in het ontwerp geamoveerd, ook duikers die niet voldoen aan gestelde ontwerprichtlijnen (zie de volgende paragraaf), waaronder duiker 2). NB. Nieuwe duikers die niet zijn opgenomen in de toetsing maar die in het kader van dit project worden aangelegd dienen te voldoen aan de gestelde ontwerprichtlijnen OPSTUWING DUIKERS Te krappe duikers leiden tot een grote opstuwing in het watersysteem, waardoor het totale verhang niet acceptabel is. Daarom zijn ontwerprichtlijnen vastgesteld voor de maximale opstuwing over een duiker. Afbeelding 41 geeft aan welke duikers een opstuwing hebben groter dan de ontwerprichtlijnen van 5 mm :E ARCADIS 68

69 Afbeelding 41 Opstuwing in de duikers. Rood = >5 mm, Groen = <5 mm. Tabel 11 Opstuwing duikers Een groot aantal bestaande duikers voldoen niet aan gestelde ontwerprichtlijnen. De opstuwing over deze duikers blijft beperkt tot enkele centimeters. Dit moet of geaccepteerd worden, of aangepast worden in het ontwerp. Nr. Duiker ID Opstuwing (mm) 1 D46-0_ _D D46-0_ _D D46-0_ _D D46-0_ _D D46-0_ _D D46-0_ _D D46-0_ _D D45-0_ _D D45-0_ _D05 20 NB. Enkele duikers in Cortenoever en Voorsterklei worden in het ontwerp geamoveerd, ook duikers die niet voldoen aan gestelde ontwerprichtlijnen. Het gaat in ieder geval om duikers 1, 2, 5 en 8. NB. Nieuwe duikers die niet zijn opgenomen in de toetsing maar die in het kader van dit project worden aangelegd dienen te voldoen aan de gestelde ontwerprichtlijnen VERHANG IN DE WATERGANGEN Afbeelding 42 toont het verhang aan de bovenstroomse zijde van het watersysteem. Dit moet voldoen aan de ontwerpnorm van max. 10 cm netto verhang per peilgebied. Door de opstuwing van de duikers in Cortenoever (links in de onderstaande figuur) voldoet het watersysteem in dit gebied niet aan de norm. Het grote verhang in de meest oostelijke :E ARCADIS 69

70 watergang wordt veroorzaakt door het bodemverhang. Deze watergang voldoet daarmee wel aan de (netto) norm. Gelet op het verschil in maaiveldhoogte verwachten wij niet direct problemen ten aanzien van het verhang. Het watersysteem van Voorsterklei (rechts in de onderstaande figuur) voldoet aan de ontwerpnorm. De opstuwing is inclusief de opstuwing van duikers die geamoveerd worden, dus de opstuwing wordt licht overschat. Afbeelding 42 Opstuwing in het watersysteem (meters t.o.v. peil bij gemalen) DEBIET Afbeelding 43 en Afbeelding 44 laten de maatgevende afvoer door de watergangen zien. Dit is relevant voor het ontwerp van waterhuishoudkundige constructies en de wijze waarop de watergangen beheerd worden. De verwachting is dat watergangen met een maatgevende afvoer groter dan 75 l/s aangeduid (en beheerd) worden als A-watergang :E ARCADIS 70

71 Afbeelding 43 Debiet in de watergangen Afbeelding 44 Debiet in de watergangen Rood = < 75 l/s Blauw = > 75 l/s) 7.5 DIMENSIES UITVLIETEN Om de dimensies van de uitvlieten voor Cortenoever en Voorsterklei te bepalen, is voor beide gebieden een stationaire eenparige stromingsberekening uitgevoerd. De volgende uitgangspunten zijn gehanteerd voor de berekening :E ARCADIS 71

72 Tabel 12 Uitgangspunten uitvliet Cortenoever Uitgangspunten uitvliet Cortenoever Bodemhoogte NAP +5,12 m Maaiveldhoogte ~ NAP +6,50 m Gewenste stroomsnelheid 0,3 m/s Debiet 40 m 3 /min = 0.67 m 3 /s Benodigd nat oppervlak: 2,2 m 2 Waterdiepte bij drooglegging 1 meter ~ 0,4 m Taluds 1:2 Benodigde bodembreedte 4,5 meter Hieruit volgt het volgende ruimtebeslag: 4.5+2*( ) = 7.3 m. Op een aantal plekken is het maaiveld echter hoger, tot NAP +7 meter. Op deze locaties is er 2 meter extra ruimte nodig. Het advies is dus rekening te houden met een ruimtebeslag van 10 meter. Tabel 13 Uitgangspunten uitvliet Voorsterklei Uitgangspunten uitvliet Voorsterklei Bodemhoogte NAP + 3,80 m Maaiveldhoogte ~ NAP + 5,00 m Gewenste stroomsnelheid 0,3 m/s Debiet 25 m 3 /min = 0.42 m 3 /s Benodigd nat oppervlak 1,4 m 2 Waterdiepte bij drooglegging 1 meter ~ 0.3 m Taluds 1:2 Benodigde bodembreedte 4 meter Hieruit volgt het volgende ruimtebeslag: 4+2*(5-3.8)= 6.4 m. Op een aantal locaties is het maaiveld hoger, tot NAP + 5,5 m. Daar is 2 meter extra ruimte nodig. Inclusief marge wordt geadviseerd ook hier rekening te houden met 10 meter ruimtebeslag. Dit betekent dat het oorspronkelijk geplande ruimtebeslag niet voldoet. Mocht uit verdere analyse blijken dan 10 m onvoldoende breed is, dan is het mogelijk het profiel dieper aan te leggen zodat de afvoercapaciteit gewaarborgd blijft. Bijvoorbeeld door de bodem 10 cm dieper te leggen en de bodembreedte af te laten nemen :E ARCADIS 72

73 HOOFDSTUK 8Conclusies en aanbevelingen 8.1 CONCLUSIES VOOR GRONDWATER Op basis van het gekalibreerde model wordt nader ingegaan op de absolute grondwaterstanden in de huidige en toekomstige situatie ten opzichte van de maaiveldhoogte. Op de vraag of de veranderingen daadwerkelijk leiden tot negatieve effecten voor omwonenden, op de relatie met de beschikbare afvoercapaciteit van het watersysteem in het achterland en de effecten van potentiële compenserende maatregelen verwijzen we naar het MER. Regionale effecten Belangrijk is het om hierbij het regionale karakter van het grondwatermodel te benadrukken. Door de lokale diversiteit kan het effect lokaal verschillen. Dit is ook aangetoond in de studie van Aequator (2011). De uitspraken hier gelden op regionale schaal en zijn een gemiddeld effect. Grondwaterstanden Binnen de vergravingscontouren van de uiterwaarden Cortenoever en Voorsterklei leiden de ingrepen tot een vernatting. Hoewel in sommige delen de grondwaterstand lager wordt dan in de huidige situatie, zorgt de verlaging van het maaiveld dat de ingrepen ervaren worden als vernatting. Delen van het te vergraven gebied staan jaarrond onder water. In de Voorsterklei zijn strangen gecreëerd die permanent water voeren. De overige vergraven delen staan een deel van het jaar, met name in de winter, onder water. Tijdens een extreem hoogwater is er sprake van hogere grondwaterstanden binnendijks van Cortenoever en Voorsterklei. Vanaf de nieuwe bandijk tot op een afstand van 1200 m binnendijks stijgen de grondwaterstand 5 tot 50 cm. Afvoer en kwel In een gemiddelde situatie blijft binnen het plangebied hetzelfde oppervlaktewaterregime gelden. Door dezelfde peilen te hanteren veranderen de afvoerfluxen minimaal. Tijdens een extreem hoogwater is er een sterke toename van inzijging en afvoer van water in de overstroomde delen. Ook in het binnendijks gebied neemt de afvoer van de watergangen toe. Dit is een minimale toename waarbij de normale afvoernorm niet wordt overschreden :E ARCADIS 73

74 Mitigerende maatregelen Onder gemiddelde omstandigheden blijven de effecten in Cortenoever en Voorsterklei beperkt tot de vergravingen. Aangezien de functie van deze gebieden wijzigt ten opzichte van de huidige situatie hoeft het beheer van het watersysteem niet te worden gewijzigd onder gemiddelde omstandigheden. Onder extreme omstandigheden neemt de grondwaterstand binnendijks van Cortenoever en Voorsterklei toe. Hoewel de afvoerflux van de watergangen binnen de normale afvoernorm blijft, kan de tijdelijke toename van de grondwaterstand leiden tot extra natschade bij de percelen direct achter de nieuw bandijk. Om natschade te voorkomen kunnen mitigerende maatregelen worden genomen, zoals de aanleg van een kwelgreppel of door de aanleg van extra ontwateringsmiddelen. Zo is in het ontwerp de aanleg van een kwelgreppel binnendijks van het plangebied Cortenoever opgenomen. Uit de berekeningen volgt dat de aanleg van de kwelgreppel lokaal leidt tot een daling van de grondwaterstand bij een extreme hoogwatergolf. Grondwatermeetnet Om daadwerkelijke verandering in beeld te brengen heeft waterschap Veluwe een grondwatermeetnet geïnstalleerd. Op basis van deze meetgegevens wordt de referentie situatie nauwkeurig vastgelegd en kunnen veranderingen worden opgemerkt. Een goed grondwatermeetnet is een belangrijk instrument om de daadwerkelijke effecten te kwantificeren. Daarnaast vormen meetgegevens een belangrijke bron van informatie voor toekomstige analyses. 8.2 CONCLUSIES VOOR OPPERVLAKTEWATER Het watersysteem van Cortenoever en Voorsterklei is getoetst aan ontwerprichtlijnen, de normen voor regionale wateroverlast en de uitgangspunten van het ontwerp. Zowel Cortenoever als Voorsterklei zijn binnen drie weken na het passeren van de hoogwatergolf weer toegankelijk. De oppervlaktewaterstanden zijn dan nagenoeg weer op het streefpeil. Binnen 12 weken na het passeren van de hoogwatergolf is normaal landgebruik in het gebied weer mogelijk. Er zijn twee deelgebieden binnen Cortenoever en Voorsterklei, waarvan niet zeker is of normaal landgebruik na 12 weken mogelijk is. Dit komt omdat deze deelgebieden laagtes zijn die niet middels ontwateringsmiddelen zijn aangesloten op het oppervlaktewatersysteem. Zowel Cortenoever als Voorsterklei zijn getoetst aan twee situaties die eens per 10 jaar voorkomen. Het watersysteem is getoetst aan een neerslaggebeurtenis die eens per 10 jaar voorkomt. Hieruit volgt dat minder dan 5% van Cortenoever en Voorsterklei inundeert. Dit betekent dat voor deze situatie het watersysteem voldoet aan de normen voor regionale wateroverlast. Uit de tweede toetsing voor een situatie die eens per 10 jaar voorkomt, blijkt dat beide watersystemen zonder extra voorzieningen niet aan de normen voldoen voor regionale wateroverlast als gevolg van golfoverslag. De golfoverslag die optreedt bij hoge rivierstanden resulteert erin dat de gemaalcapaciteit onvoldoende is en er treedt :E ARCADIS 74

75 grootschalige inundatie op. Naast inundatie vanuit de watergangen zullen de percelen die grenzen aan de inlaatvoorziening tevens inunderen. Een aantal bestaande duikers voldoet in de huidige situatie niet aan de ontwerprichtlijnen van het Waterschap, een deel van die duikers komt in het nieuwe ontwerp te vervallen. Het huidige ruimtebeslag voor de uitvlieten van zowel Cortenoever als Voorsterklei is te beperkt AANBEVELINGEN Voor de leegloopberekening is een Sobek model ingezet met een 1-d-schematisatie. Wij verwachten dat middels een 1d2d berekening nauwkeuriger ingeschat kan worden hoe het watersysteem reageert tijdens de situaties dat de projectgebieden leeglopen. Het grootste nadeel van de 1d-schematisatie is dat al het water via het watersysteem wordt afgevoerd, terwijl in de praktijk meer stroming over maaiveld plaats vindt. Voor twee deelgebieden geldt dat het onzeker is of normaal landgebruik mogelijk is binnen de gestelde termijn. Met de eigenaar van het deelgebied in Voorsterklei is afgesproken overlast te accepteren en daarmee de ontwatering niet te verbeteren. Het deelgebied in Cortenoever behoeft nader onderzoek, Geadviseerd wordt om meer informatie in te winnen over de bodemopbouw zodat kan worden onderzocht of de kans op overlast daadwerkelijk aanwezig is. De regionale wateroverlast als gevolg van de T=10 neerslaggebeurtenis dient geaccepteerd te worden omdat de overlast die optreedt nog binnen de normen ligt. Bij een situatie met golfoverslag is het noodzakelijk om noodpompen in te zetten om grootschalige overlast te voorkomen. Ondanks deze extra voorzieningen zullen de percelen tussen de in- en uitlaatvoorziening en de watergangen inunderen als gevolg van stroming over maaiveld. Daarnaast treedt er nog kleinschalige inundatie vanuit het watersysteem op. Als gevolg van de noodpompen zal het debiet door de watergangen aanzienlijk toenemen met als gevolg dat de stroomsnelheden toenemen. Aangezien deze situatie eens in de 10 jaar voorkomt en het van korte duur is, is de verwachting de stroomsnelheden geen risico vormen. Desalniettemin wordt geadviseerd om nader te onderzoeken wat de gevolgen van deze stroomsnelheden zijn en of hier actie op genomen moet worden. Een klein deel van het watersysteem van Cortenoever dient verbreed te worden om aan de ontwerprichtlijnen te voldoen. Dit geldt ook voor een aantal bestaande duikers. Het is ook mogelijk deze overschrijdingen te accepteren. De afmetingen van nieuwe duikers, stuwen en watergangen dient te gebeuren conform de richtlijnen van het Waterschap. De maatgevende afvoer kan worden afgeleid uit Afbeelding 43. Het beheer van de watergangen wordt vastgesteld door het waterschap. Hieruit wordt ook afgeleid in hoeverre het hoofdwatergangen of secundaire watergangen betreft. Voor de uitvlieten van zowel Cortenoever als Voorsterklei wordt geadviseerd 10 m ruimtebeslag te reserveren :E ARCADIS 75

76 :E ARCADIS 76

77 BIJLAGE 1 Geraadpleegde bronnen Documenten Bron Hoe gebruikt? Referentie in de tekst? TNO, Modelleeromgeving Veluwe. TNO-NITG, rapport b, Utrecht, DHV, Plan IJsselsprong Alles in 1 keer blauwe envelop Variantkeuze, Deelrapport II: Hydraulica en morfologie, kenmerk WG-SE , Waterschap Veluwe, 2009a DHV, Plan IJsselsprong Alles in 1 keer blauwe envelop Variantkeuze, Deelrapport III: Geohydrologie, kenmerk WG-SE , Waterschap Veluwe, 2009b Ter onderbouwing Ter onderbouwing Ter onderbouwing Ja Ja Ja Personen en instanties Instantie Naam Datum Onderwerp n.v.t. n.v.t. n.v.t. n.v.t :E ARCADIS 77

78 :E ARCADIS 78

79 BIJLAGE 2 Objectenkaarten Los bijgevoegd: Objectenboom CoVo Objectenkaart Cortenoever (1501) Objectenkaart Voorsterklei (1503) Beplantingenkaart Cortenoever (1511) Beplantingenkaart Voorsterklei (1513) :E ARCADIS 79

80 :E ARCADIS 80

81 Project Cortenoever-Voorsterklei Projectnummer C Bestandsnaam Objectenboom COVO Status Definitief Versie I Datum maandag 8 oktober 2012 Opgesteld door Ronald Jansen Gecontroleerd door Floor Boerwinkel Vrijgegeven door Martijn Faber Objectenboom Top Systeem Subsysteem Component Object Objectnummer IJsselsprong - blauwe envelop 1 Dijkverlegging Cortenoever 1.1 Meestromend gebied Inlaat verlaagde kade instroom a instroom b Uitlaat Waterkering verlaagde kade nieuwe bandijk ringdijk RWZI bestaande bandijk handhaven Kade Wassink buitendijks verwijderen Nieuw buitendijks gebied landbouw maaiveld vergraving vergraving a vergraving c Bebouwing amoveren bebouwing Cortenoeverseweg a Cortenoeverseweg b Holthuizerweg c Holthuizerweg d Holthuizerweg e Holthuizerweg f Holthuizerweg g Holthuizerweg h Holthuizerweg i Holthuizerweg j Holthuizerweg k Kranekampseweg l Kranekampseweg m Piepenbeltweg n Piepenbeltweg o Piepenbeltweg p Piepenbeltweg q Cortenoeverseweg r Muur Piepenbeltweg 1a s buffervoorziening slib RWZI kuilvoeropslag :I

82 Objectenboom Top Systeem Subsysteem Component Object Objectnummer Wegennet - infrastructuur Wegen gebiedsontsluitingswegen gebiedsontsluitingswegen opbreken a t/m c gebiedsontsluitingswegen aanleggen (nieuw) d t/m g erftoegangswegen erftoegangswegen opbreken a t/m k erftoegangswegen aanleggen l, n t/m p onderhoudswegen/ kavelpaden onderhoudswegen/kavelpaden aanleggen a, c Fiets-verbindingen fietspaden fietspad op dijk a Grondwaterstandregulerende voorzieningen (waterbeheersing) Nieuw buitendijks gebied waterlopen waterlopen handhaven b,g,j waterlopen dempen p,q,s,v,w,x waterlopen aanleggen a,c,d,e,h,i,k,l,m,n,o,t duikers uitlaatwerk gemaal Cortenoever II amoveren kunstwerken verwijderen onderleider Cortenoeverse uitvliet Binnendijks gebied kwelgreppel in landschapsberm afvoerwatergang RWZI voorzieningen RWZI NUTS voorzieningen Afvalwater persleidingen naar RWZI drukriolering buitengebied Distributie t.b.v gebied waterleiding Vitens MS kabel Liander LS kabel Liander KPN UPC gas Liander :I

83 Objectenboom Top Systeem Subsysteem Component Object Objectnummer Ecologische voorzieningen Nieuw buitendijks gebied Verwijderen beplanting Aanbrengen beplanting aanplanten bos a aanplanten houtwal b aanplant bosplantsoen/bomenrij c aanplant solitaire bomen d Compensatievoorzieningen Flora en Fauna compensatievoorzieningen kamsalamander a,b compensatievoorzieningen steenuil b compensatievoorzieningen kerkuil c compensatievoorzieningen vleermuizen d compensatievoorzieningen das e compensatievoorzieningen roek f compensatievoorzieningen huismus g compensatievoorzieningen glanshaverhooilanden h Gebiedsinrichting overig saneringen NGE vastgoed :I

84 Objectenboom Top Systeem Subsysteem Component Object Objectnummer Dijkverlegging Voorsterklei 1.3 Meestromend gebied Inlaat verlaagde kade Uitlaat verlaagde kade Waterkering nieuwe bandijk kwelschermen in nieuwe bandijk kwelscherm zuid a kwelscherm noord b bestaande bandijk handhaven verwijderen bestaande kade aan noordkant Nieuw buitendijks gebied landbouw maaiveld vergraving strangen Strang west a Bebouwing amoveren bebouwing Strang oost b Dovenkampweg 10 en a Gelders Hoofd 5 en b Wellenbergweg c Wellenbergweg d Voortsterklei e kuilvoeropslag Wegennet - infrastructuur Wegen gebiedsontsluitingswegen gebiedsontsluitingswegen opbreken a t/m c gebiedsontsluitingswegen aanleggen d+e erftoegangswegen erftoegangswegen opbreken a t/m h erftoegangswegen aanleggen i t/m n, p onderhoudswegen/ kavelpaden onderhoudswegen/kavelpaden opbreken a, b, i onderhoudswegen/kavelpaden aanleggen c, d, h Fiets-verbindingen fietspaden fietspad op dijk a :I

85 Objectenboom Top Systeem Subsysteem Component Object Objectnummer Grondwaterstandregulerende voorzieningen (waterbeheersing) Nieuw buitendijks gebied waterlopen waterlopen handhaven b,c,e,g,h waterlopen dempen m t/m q waterlopen verruimen i waterlopen aanleggen f,j,k,l duikers uitlaatwerk gemaal Voorsterklei Binnendijks gebied NUTS voorzieningen Afvalwater amoveren persleiding Voorst- IJssel drukriolering buitengebied TenneT hoogspanningsleiding Gasunie hoogspanningsmast DPO Distributie t.b.v gebied waterleiding Vitens MS kabel Liander LS kabel Liander KPN gas Liander Ecologische voorzieningen Nieuw buitendijks gebied Verwijderen beplanting Aanbrengen beplanting aanplanten bos a aanplanten houtwal b aanplant bosplantsoen/bomenrij c aanplant solitaire bomen d Compensatievoorzieningen Flora en Fauna compensatievoorzieningen kamsalamander a compensatievoorzieningen steenuil b compensatievoorzieningen kerkuil c compensatievoorzieningen vleermuizen d compensatievoorzieningen das e compensatievoorzieningen roek f compensatievoorzieningen huismus g compensatievoorzieningen glanshaverhooilanden h :I

86 Objectenboom Top Systeem Subsysteem Component Object Objectnummer Gebiedsinrichting overig saneringen NGE vastgoed :I

87

88

89

90

91 BIJLAGE 3 Vergelijking modelresultaten met de GxG Actie uit verslag van het overleg van 27 oktober 2011 met Rijkswaterstaat, Deltares, Waterschap Veluwe en ARCADIS: Het advies ten aanzien van het gebruik van GHG en GLG is om de termen GHG en GLG weg te laten uit het rapport. De terminologie van het opgestelde scenario moet glashelder worden gedefinieerd. De voorgenomen maatregelen van het project bevinden zich dicht bij de IJssel. Ten aanzien van de effecten wordt een grotere invloed verwacht van de IJssel dan door grondwateraanvulling. Dicht bij de IJssel kan namelijk worden gesteld dat de rivier dominant is, verder van de IJssel vandaan is de grondwateraanvulling dominant. Bij de opgestelde scenario s is vooral aandacht besteed aan de schematisatie van de laag- en hoogwatergebeurtenissen. Dit geldt ook voor de vergelijking met de GHG en GLG. Uitgaande van een verwaarloosbare invloed van de grondwateraanvulling nabij de IJssel, is het model representatief wanneer de berekende grondwaterstanden en de gemeten GHG en GLG dichtbij elkaar liggen. De gebruikte termen kunnen leiden tot verwarring. Om de effecten uit te kunnen splitsen in effecten die in de zomer optreden, en effecten die in de winter optreden, is het grondwatermodel seizoensafhankelijk gemaakt. De meeste toetsingscriteria zijn echter opgesteld op basis van de GHG (Gemiddelde Hoogste Grondwaterstand) en de GLG (Gemiddelde Laagste Grondwaterstand). Hiervoor is gekeken naar het tijdstip waarop de berekende grondwaterstand in de winter of in de zomer het meest overeenkomt met de gemiddelde hoogste of laagste grondwaterstand. In Afbeelding 45 en Afbeelding 46 is het verschil tussen de berekende en de gemeten waarden weergegeven. Hierbij is gebruik gemaakt van dezelfde set peilbuizen als bij de validatie. Afbeelding 45 Vergelijking tussen de berekende wintergrondwaterstand en de gemeten GHG De zwarte lijn betreft de situatie waarin meting en model volledig overeenkomen :E ARCADIS 81

92 Afbeelding 46 Vergelijking tussen de berekende zomergrondwaterstand en de gemeten GLG De zwarte lijn betreft de situatie waarin meting en model volledig overeenkomen De berekende GHG is in het bereik van de lagere grondwaterstanden goed. In het bereik van de hogere grondwaterstanden berekende het model nog te lage grondwaterstanden. De lage grondwaterstanden komen voor in de directe omgeving van de IJssel. Het peil van de IJssel is hierdoor bepalend voor de GHG. Verder van de IJssel neemt de invloed van de rivier af en worden de hoogste grondwaterstanden vooral bepaald door (extreme) neerslaggebeurtenissen. Omdat dit model is opgezet om het effect van de ingrepen rondom de IJssel inzichtelijk te maken, is geen variabele neerslag ingevoerd. Dit heeft als gevolg dat de gemiddelde hoogste grondwaterstanden niet hoog genoeg worden berekend. Ditzelfde argument geldt ook voor de GLG. Deze wordt door het grondwatermodel nog te hoog berekend. In werkelijkheid zorgt een langere periode zonder neerslag voor de maatgevende droge situatie. In het model wordt gerekend met een constante grondwateraanvulling in de zomer. Hierdoor vallen de extremen buiten de berekening. Omdat het model primair bedoeld is voor het kwantificeren van de effecten van de ingreep, behoeft geen verdere optimalisatie van het grondwatermodel te worden uitgevoerd. Bovendien is de gemiddelde absolute afwijking kleiner dan bij het basismodel waardoor het model niet significant slechter is. Het blijkt ook dat vooral de locaties die bij de modelvalidatie niet voldeden, ook nu weer de grootste afwijkingen laten zien. Daarmee kan worden gesteld dat binnen de mogelijkheden van dit grondwatermodel, de berekende grondwaterstanden representatief kunnen worden geacht voor de gemiddeld hoogste grondwaterstand (GHG) en de gemiddeld laagste grondwaterstand (GLG) :E ARCADIS 82

93 Afbeelding 47 De berekende grondwaterstand in de winter en de GHG op de peilbuislocaties :E ARCADIS 83

94 Afbeelding 48 De berekende grondwaterstand in de zomer en de GLG op de peilbuislocaties Grondwateraanvulling Verschillen in deze verificatie kunnen ook optreden als gevolg van veranderingen in klimatologische omstandigheden. Op basis van de KNMI stations Beekbergen (Neerslag) en de Bilt (Verdamping) zijn de modelperiode en kalibratieperiode vergeleken. Het verschil in gemiddelde neerslag tussen de modelperiode en de validatieperiode is nihil. De gemiddelde verdamping in de validatieperiode is iets groter dan in de modelperiode wat tot minder grondwateraanvulling kan leiden. Het netto neerslagoverschot (gemeten neerslag min verdamping) verschilt in beide perioden minder dan 0,05 mm/d wat niet tot significante verschillen in grondwaterstand leidt :E ARCADIS 84

95 In de zomer is het verschil in neerslag en verdamping in de validatieperiode kleiner dan in de modelperiode (= meer grondwateraanvulling). Dit zou kunnen resulteren in iets hogere gemeten grondwaterstanden. In de winter is het verschil in neerslag en verdamping in de validatieperiode groter dan in de modelperiode (= minder grondwateraanvulling). Dit zou kunnen resulteren in iets lagere gemeten grondwaterstanden. Op basis van neerslag en verdamping zou het model de GLG te nat berekenen, en de GHG te droog. Periode Gemiddelde Zomer Winter N/ET (NETTO) mm/d N/ET (NETTO) mm/d N/ET (NETTO) mm/d / -1.5 (1.08) 2.8 / -2.8 (-0.07) 2.7 / -1.6 (1.15) / -1.5 (1.09) 2.7 / -2.8 (-0.11) 2.7 / -1.6 (1.14) / -1.6 (1.06) 3.0 / -3.0 (-0.06) 2.9 / -1.7 (1.18) Verschil :E ARCADIS 85

96 :E ARCADIS 86

97 BIJLAGE 4 Resultaten toetsing waterhuishouding Memo is los bijgevoegd :E ARCADIS 87

98 :E ARCADIS 88

99 RUIMTE VOOR DE RIVIER R MAATREGELEN DIJKVERLEGGINGEN CORTENOEVER EN VOORSTEKLEI COVO TM RESULTATEN TOETSING WATERHUISHOUDING WATERSCHAP VELUWE 1 juni :C - Definitief C