Eerste verkenning Waterveiligheid Rijnmond-Drechtsteden

Transcriptie

1 Eerste verkenning Waterveiligheid Rijnmond-Drechtsteden Auteurs: Jan Stijnen Nadine Slootjes PR / KvK029/ augustus 2010

2 Colofon Alle rapporten zijn te downloaden op de websites : en Uitgegeven door: Onderzoeksproject : Opdrachtgevers: TU Delft HKV LIJN IN WATER Afsluitbaar Open Rijnmond een eerste integrale verkenning Rotterdam Climate Proof en Kennis voor Klimaat, medegefinancierd door het Ministerie van VROM Referentie KvK KvK029/

3 augustus 2010 Kennis voor Klimaat - Waterveiligheid Rijnmond-Drechtsteden Inhoud 2 Inleiding Kennis voor Klimaat Klimaatbestendige toekomst Rijnmondregio Onderzoeksplan Hotspot Regio Rotterdam Doelstelling Waterveiligheidsopgave Rijn-Maasmonding Systeembeschrijving Rijn-Maasmonding Toekomstige waterveiligheidsopgave Samenvatting Afsluitbaar Open Rijnmond als oplossingsrichting Van huidige situatie tot afsluiten Huidige situatie met verkleinde faalkans Europoortkering Afsluitbaar Open Rijnmond: Europoortkering met rivierkeringen Afsluitbaar Open Rijnmond met verkleinde faalkans Europoortkering Afsluitbaar Open Rijnmond ('plus') Effecten op benodigde kruinhoogten Conclusies en aanbevelingen Conclusies Synthese Aanbevelingen Referenties HKV LIJN IN WATER PR iii

4

5 augustus 2010 Kennis voor Klimaat - Waterveiligheid Rijnmond-Drechtsteden 2 Inleiding 2.1 Kennis voor Klimaat Kennis voor Klimaat is een onderzoeksprogramma waarin kennis en diensten worden ontwikkeld, die nodig zijn om de investeringen in ruimte en infrastructuur, die de komende 20 jaar zijn voorzien, te beoordelen op klimaatbestendigheid en zonodig aan te passen. Het programma is, naast een algemeen deel, gericht op negen gebieden, de zogenaamde 'hotspots'. Dit onderzoek maakt onderdeel uit van de 'Hotspot Regio Rotterdam', dat ondergebracht is bij het gemeentelijke programma Rotterdam Climate Proof. De doelstelling van Rotterdam Climate Proof is het gebied regio Rijnmond- Drechtsteden klimaatbestendig en tegelijkertijd optimaal aantrekkelijk te maken voor werken en wonen. Speciale aandacht hierin wordt gegeven aan de haven, transport, woonfuncties en verstedelijking. Dit onderzoek is uitgevoerd in opdracht van Kennis voor Klimaat en regionale partijen (gemeente Rotterdam, provincie Zuid-Holland en de waterschappen). 2.2 Klimaatbestendige toekomst Rijnmondregio De opgave waar de regio Rijnmond de komende eeuw voor staat wordt bepaald door klimaatverandering, economische ontwikkelingen en beleidwijzigingen. Rotterdam, haven en wijdere omgeving staan de komende 10 jaar voor grote ruimtelijke en industriële investeringen. Deze investeringen zijn bijvoorbeeld gericht op vergroting van de havencapaciteit, verbeteren van bereikbaarheid, verstedelijking van onder meer het oude havengebied en verdere stedelijke ontwikkeling langs de rivier. Deze gebieden zijn kwetsbaar voor klimaatverandering en zeespiegelstijging, door: verandering van kansen op en effecten van overstroming vanuit zee en rivier en de invloed daarvan op havenontwikkeling en stedelijke ontwikkeling in het buitendijks gebied en langs de dijken; veranderingen in het regime van rivierafvoer en rivierwaterstanden en de invloed daarvan op de transportverbinding met het achterland; veranderingen in klimaatgerelateerde condities, randvoorwaarden en processen van belang voor werken, wonen en recreëren in de stedelijke gebieden. Ondanks de toename van de druk op de ruimte zullen de dijkringgebieden in deze regio moeten blijven voldoen aan de veiligheidsnorm in de Waterwet. Bovendien speelt momenteel een discussie over aanpassing van de veiligheidsnormen. Deze normen zijn gebaseerd op omstandigheden en berekeningen uit de jaren vijftig van de vorige eeuw. Sinds die tijd zijn de mogelijke gevolgen van een overstroming fors toegenomen: de economische waarde achter de dijken is gestegen en de bevolking is gegroeid. Ook is de methode van de berekeningen verbeterd. Het rapport van de Nieuwe Delta-commissie (Commissie Veerman) beveelt aan om normen met een factor 10 te verhogen [Advies Deltacommissie, 2008]. In het project Waterveiligheid 21e eeuw onderzoekt het ministerie van Verkeer en Waterstaat de maatschappelijk wenselijke norm behorende bij een dijkringbenadering. Het is van belang dat klimaatverandering goed wordt verwerkt in ruimtelijke plannen, zodat nieuwe investeringen voor HKV LIJN IN WATER PR

6 Kennis voor Klimaat - Waterveiligheid Rijnmond-Drechtsteden augustus 2010 havens en wonen klimaatbestendig zijn. Het combineren van de ruimtelijke-, de water- en de klimaatopgave biedt kansen. Hierop wordt onder andere in het Nationaal Waterplan ingegaan. 2.3 Onderzoeksplan Hotspot Regio Rotterdam Om de komende eeuw de regio Rijnmond-Drechtsteden klimaatbestendig te maken en voldoende te blijven beschermen tegen overstromingen zullen maatregelen genomen moeten worden. Eén van de mogelijke alternatieven is het verhogen en versterken van de dijken in dat gebied. Met name in verstedelijkte gebieden brengt het versterken van dijken hoge kosten met zich mee. Het is wellicht mogelijk daar dijkversterkingen te voorkomen door het strategisch aanleggen van beweegbare hoogwaterkeringen om het verstedelijkte gebied te beschermen. De TU Delft heeft samen met HKV LIJN IN WATER en het RIVM een onderzoekvoorstel ingediend voor de Hotspot Regio Rotterdam om de mogelijkheid van combinaties van dijkversterking met nieuwe hoogwaterkeringen te onderzoeken. De bescherming van het stedelijk gebied met hoogwaterkeringen heeft als bijkomend voordeel dat dit mogelijk ook kansen biedt voor 'waterfrontontwikkeling', zonder op alle locaties 'adaptief' te hoeven bouwen. Het is de vraag welk alternatief maatschappelijk het meest wenselijk is. Tevens kunnen eventuele nieuw aan te leggen afvoerverbindingen (zoals bijvoorbeeld de Nieuwe Lek) de ecologische hoofdstructuur versterken en plaatselijk nieuwe hoogwaardige multifunctionele land-waterovergangen opleveren. Figuur 2-1: Wilhelminapier (waterfront) in Rotterdam [Bron: T. Rijcken]. In het onderzoeksplan is met name veel aandacht besteed aan waterveiligheid en rivierhydraulica, plus de mogelijkheden voor stedelijke ontwikkelingen, de zogenaamde waterfront development. Zoals beschreven in hoofdstuk 2.2 zijn de opgaven voor de Rijnmondregio divers. Het voorliggende rapport richt zich met name op de waterveiligheidsopgave. In hoofdstuk 3 wordt hierop verder ingegaan. 6 PR HKV LIJN IN WATER

7 augustus 2010 Kennis voor Klimaat - Waterveiligheid Rijnmond-Drechtsteden 2.4 Doelstelling In het advies van de Commissie Veerman [Advies Deltacommissie, 2008] is voor de regio Rijnmond-Drechtsteden een kaart opgenomen waarin vier nieuwe rivierkeringen zijn toegevoegd en ook een nieuwe afvoerverdeling (zie aanbeveling 10 van dat advies, blz. 66). De doelstelling van dit onderzoek is om te onderzoeken of deze variant met rivierkeringen aantrekkelijk is vanuit het perspectief van waterveiligheid. Daarom zijn de effecten op de waterstanden en golven in beeld gebracht. Omdat de faalkans van de keringen (waaronder ook de reeds aanwezige Maeslantkering) een belangrijke invloed hebben op de waterstand, is ook het effect van deze faalkans op waterstanden in beeld gebracht. HKV LIJN IN WATER PR

8

9 augustus 2010 Kennis voor Klimaat - Waterveiligheid Rijnmond-Drechtsteden 3 Waterveiligheidsopgave Rijn-Maasmonding Dit hoofdstuk richt zich op de problematiek van de waterveiligheid in de Rijn-Maasmonding. Het hoofdstuk is opgedeeld in twee delen: een beschrijving van het watersysteem (hoofdstuk 3.1) en een beschrijving van de (waterveiligheids)opgave waarvoor de regio in de toekomst gesteld moet staan (hoofdstuk 3.2). 3.1 Systeembeschrijving Rijn-Maasmonding Voordat een beschrijving wordt gegeven van het (fysieke) watersysteem van de Rijn- Maasmonding, wordt een overzicht gegeven van enkele sleutelbegrippen die van belang zijn bij het lezen van deze rapportage (hoofdstuk 3.1.1). Na de introductie van deze begrippen volgt een beknopte uitleg over de gehanteerde systematiek voor het bepalen van maatgevende hoogwaterstanden (hoofdstuk 3.1.2). In hoofdstuk wordt een indeling van het gebied besproken en het hoofdstuk eindigt met een overzicht van de gehanteerde uitgangspunten in de modelberekeningen (hoofdstuk 3.1.4) Maatgevende hoogwaterstanden In dit rapport wordt veelvuldig gesproken over het begrip "veiligheidsniveau" of "veiligheidsnorm" en de hieraan gekoppelde "overschrijdingskans". In de huidige veiligheidsbenadering wordt een dijk zo ontworpen dat deze een bepaalde waterstand kan keren (zie Kader 3-1). Deze zogenaamde maatgevende hoogwaterstand (MHW) wordt met (kans)modellen berekend en heeft een overschrijdingskans die voor alle dijkringen in de Waterwet is vastgelegd. Waterwet voor elk dijkringgebied (is) de veiligheidsnorm aangegeven als gemiddelde overschrijdingskans - per jaar - van de hoogste hoogwaterstand waarop de tot directe kering van het buitenwater bestemde primaire waterkering moet zijn berekend, mede gelet op overige het waterkerend vermogen bepalende factoren. Kader 3-1: Waterwet. De overschrijdingskans van een waterstand geeft de waarschijnlijkheid aan dat een hogere waterstand optreedt. Mocht de maatgevende waterstand (MHW) worden overschreden, dan leidt dat niet direct tot het bezwijken van de dijk omdat deze reststerkte heeft en dus niet tot overstroming van het binnendijkse gebied. Door deze onzekerheden in de belastingen en de sterkte is er overigens ook een (geringe) kans dat een dijk of kunstwerk bezwijkt bij waterstanden ónder MHW. De waterkeringbeheerder moet bij de bepaling van het waterkerend vermogen van de waterkering uitgaan van hoogwaterstanden die iedere 5 jaar wettelijk worden vastgelegd (vanaf 2011 iedere 6 jaar). De hoogwaterstanden die zijn gekoppeld aan de veiligheidsnorm van een dijkring worden ook wel Toetspeilen genoemd. In dit rapport zullen we het effect van de alternatieven op de Toetspeilen onderzoeken. Vanzelfsprekend heeft waterveiligheid ook betrekking op de sterkte van de waterkeringen, maar het was binnen de randvoorwaarden van dit project niet mogelijk om deze mee te nemen. HKV LIJN IN WATER PR

10 Kennis voor Klimaat - Waterveiligheid Rijnmond-Drechtsteden augustus Systematiek maatgevende hoogwaterstanden Maatgevende hoogwaterstanden (MHW's) in het benedenrivierengebied ontstaan door een combinatie van hoge zeestanden en grote rivierafvoeren. Feitelijk is er een groot aantal combinaties van afvoer en zeewaterstand die tot dezelfde maatgevende hoogwaterstand leiden. Een hoge stormvloed met een lage afvoer of een extreme rivierafvoer met een minder sterke storm, en natuurlijk alle combinaties daartussenin. Echter, niet alle combinaties hebben een even grote kans van optreden. Een zeer hoge storm met een gemiddelde rivierafvoer heeft een veel kleinere kans van optreden dan een gemiddeld hoge stormvloed met een niet-extreem hoge rivierafvoer. Met behulp van het instrumentarium voor het toetsen van de dijken in de Rijn-Maasmonding (Hydra-B) is het mogelijk de kansen op voorkomen van al die mogelijke combinaties mee te wegen en zo de uiteindelijke Maatgevende Hoogwaterstand uit te rekenen. In detail volgt hieronder een beschrijving van de stappen om een maatgevende hoogwaterstand te berekenen. Omdat de onderliggende hydrodynamische berekeningen zeer lang duren, is gebruik gemaakt van een vereenvoudigde methode, waarvoor minder hydrodynamische berekeningen nodig zijn. Het belangrijkste verschil is dat de vereenvoudigde methode uitgaat van één maximale windsnelheid behorend bij een stormvloedstand op zee en één windrichting voor alle belastingsgevallen. Zie voor meer informatie het kader (Kader 3-2). Voor waterstanden is deze (vereenvoudigde) aanpak verantwoord, voor de bepaling van minimaal benodigde kruinhoogten is de methode minder betrouwbaar. Hydraulische berekeningen Voor het afleiden van de vijfjaarlijkse Hydraulische Randvoorwaarden worden naast de 9 rivierafvoeren, 6 zeewaterstanden en 2 toestanden van de Europoortkering (108 combinaties) ook de windsnelheid en de windrichting als variabele meegenomen. Uit onderzoek [SRM, 2007] blijkt dat door toepassing van de vereenvoudigde methode (zie tekst hierboven) de verschillen voor de Maatgevende Hoogwaterstand niet groter zijn dan ca. 0,04 m. Dit ligt anders bij de bepaling van de benodigde dijkhoogtes. Daar zijn uitschieters te vinden die oplopen tot 0,40 m doordat rekening wordt gehouden met golfbelastingen en dwarsverhang. Kader 3-2: Verschil Hydraulische Randvoorwaarden en vereenvoudigde methode. De eerste stap in de bepaling van de Maatgevende Hoogwaterstand MHW's is het berekenen van de waterstand per locatie bij verschillende combinaties van rivierafvoer en zeewaterstand. Dit gebeurt met een één-dimensionaal hydraulisch model (Sobek). In de berekeningen worden in totaal 9 afvoeren van de Rijn en de Maas gecombineerd met 6 stormvloedniveaus. Behalve de combinaties tussen zeewaterstand en rivierafvoer worden ook twee verschillende situaties voor de Europoortkering (Maeslantkering en Hartelkering) meegenomen in de berekeningen, namelijk de gesloten en de open situatie. Er bestaat een kans dat een kering faalt, in de zin dat deze bezwijkt of niet op het juiste moment gesloten kan worden. Bij het bepalen van de Maatgevende Hoogwaterstand wordt rekening gehouden met de kans daarop. Voor de huidige situatie wordt hiervoor een faalkans gehanteerd van 1/100 per sluitvraag. Alle kansen gecombineerd De kans op overschrijden van een bepaalde waterstand (beschreven met een kansverdeling) volgt uit veel factoren die op hun beurt ook weer als kansverdelingen kunnen worden beschreven. Voorbeelden zijn de kansverdelingen voor de afvoeren van Rijn en Maas, voor de stormvloedstanden voor de kust, en voor de faalkans van een stormvloedkering. Al deze 10 PR HKV LIJN IN WATER

11 augustus 2010 Kennis voor Klimaat - Waterveiligheid Rijnmond-Drechtsteden kansverdelingen kunnen in een berekening van de maatgevende waterstand worden meegenomen. Als één van deze factoren verandert, verandert de resulterende kansverdeling van de waterstanden en dus de maatgevende waterstand. Het rekenen met kansverdelingen in plaats van vast aangenomen waarden voor invoervariabelen wordt probabilistisch rekenen genoemd ("rekenen met waarschijnlijkheden"). Deze invoervariabelen noemen we stochasten. De berekende waterstanden worden met de kennis over de kansverdelingen gecombineerd in Hydra-B. Voor verschillende normfrequenties van dijkringen is het mogelijk om de bijbehorende MHW s te bepalen (Figuur 3-1). Figuur 3-1: Met Hydra-B worden de Maatgevende Hoogwaterstanden in de Rijn-Maasmonding berekend Deelgebieden In de monding van de Rijn en de Maas worden de waterstanden deels bepaald door de hoeveelheid water die via de rivieren wordt afgevoerd, maar vooral door de waterstanden op zee. Vanuit hoogwatersituaties kan het gebied opgedeeld worden in drie deelgebieden. De invloed van de zee is met name in het westelijk deel dominant, de rivierafvoeren zijn dominant in het oosten. Het gebied dat hier tussen ligt wordt het overgangsgebied genoemd en de maatgevende hoogwaterstanden worden hier bepaald door een combinatie van de zeespiegel en hoge, maar niet extreme, rivierafvoeren. In Figuur 3-2 is deze driedeling weergegeven. Deze indeling is van betekenis om effecten op de maatgevende waterstand van verschillende onderzochte alternatieven te kunnen begrijpen. Deze indeling blijkt ook uit de resultaten in Tabel 3-2. Hierna volgt een toelichting op deze indeling. Het zeegebied De waterstanden in het zeegebied worden voornamelijk bepaald door invloeden vanuit zee. De dijken worden hier dan ook vooral bedreigd door stormvloeden, die vanuit zee het gebied binnenkomen. Deze stormvloeden worden veroorzaakt door hoge windsnelheden, die tevens windgolven op de rivier veroorzaken. Daarnaast kunnen tijdens de situatie met open keringen golven vanuit zee binnendringen. Bij deze omstandigheden zal sprake zijn van windkracht 11/12 (orkaankracht). De rivierafvoer speelt geen rol. In het buitengebied voor de Europoortkering treden bovendien forse seiches (bekkenresonanties) op en lange golven met een lange periode, maar relatief gering golfhoogte. De waterstanden in het zeegebied worden voornamelijk bepaald door invloeden vanuit zee. De dijken worden hier dan ook vooral bedreigd door stormvloeden, die vanuit zee het gebied binnenkomen. Deze stormvloeden worden veroorzaakt door hoge windsnelheden, die tevens windgolven op de rivier veroorzaken. Daarnaast kunnen tijdens de situatie met open keringen golven vanuit zee binnendringen. HKV LIJN IN WATER PR

12 Kennis voor Klimaat - Waterveiligheid Rijnmond-Drechtsteden augustus 2010 Figuur 3-2: Het Benedenrivierengebied onderverdeeld in het zeegebied, het overgangsgebied en het rivierengebied (naar RWS, 2007). De MHW's in het zeegebied ten oosten van de Maeslant- en Hartelkering worden bepaald door de situatie waarbij de stormvloedkeringen niet gesloten zijn. Omdat het vanwege de scheepvaart onwenselijk is de stormvloedkeringen vaak te sluiten, is afgesproken de keringen niet te sluiten bij stormvloeden die niet al te extreem zijn. Omdat de stormvloedkeringen sluiten op basis van een voorspelling bestaat de kans dat bij een onjuiste voorspelling van de waterstand de stormvloedkeringen niet of te laat worden gesloten, terwijl dat achteraf wel had gemoeten. Daarnaast bestaat de kans dat een stormvloedkering faalt, in de zin dat deze bezwijkt of niet geopend en/of gesloten kan worden. Overigens wordt de kans op het constructief falen van de stormvloedkering verwaarloosbaar klein geacht. Omdat de keringen kunnen falen, of omdat ze mogelijk te laat worden gesloten, is er in het zeegebied een kans (van 1/100 per sluitvraag in de huidige situatie) dat tijdens een hoge stormvloed de keringen niet gesloten zijn. Het rivierengebied De zee heeft vrijwel geen invloed in dit gebied. De waterstanden worden voornamelijk bepaald door extreme afvoeren. De windgolven op de rivieren hebben, mede door de vrij korte strijklengtes, een relatief beperkte invloed op de maatgevende hoogwaterstand. Maatgevende situaties in dit gebied ontstaan ongeveer bij afvoeren op de Rijn bij Lobith van m 3 /s en op de Maas bij Borgharen van m 3 /s. Bij deze omstandigheden is er meestal sprake van windkracht 6/7 (een fikse zomerbries). Voorbeeldlocaties zijn Gorinchem op de Boven Merwede en bovenstrooms van Schoonhoven op de Lek. In dit gebied is het effect van de stormvloedkeringen verwaarloosbaar geworden: in de situatie dat een MHW wordt bereikt zal dat vrijwel zeker gebeuren tijdens open keringen, omdat het extreme afvoeren betreft. Het overgangsgebied In het overgangsgebied zijn de zeewaterstand én de rivierafvoer van invloed op de MHW. De hoogte van de MHW in dit gebied wordt voornamelijk bepaald door situaties waarbij sluiting van de Europoortkering (zeewaterstand van meer dan NAP +3 m bij Hoek van Holland) samenvalt met hoge, maar niet extreme, rivierafvoeren. Het rivierwater kan in deze situaties niet afgevoerd worden naar zee, waardoor de Rijn-Maasmonding volloopt. Het gaat in deze situatie 12 PR HKV LIJN IN WATER

13 augustus 2010 Kennis voor Klimaat - Waterveiligheid Rijnmond-Drechtsteden om Rijnafvoeren van tot m 3 /s bij Lobith, die op zichzelf ongeveer eenmaal per 10 jaar voorkomen. De wind is in die situatie ook aanzienlijk, windkracht 10/11. De brede wateren Haringvliet en Hollandsch Diep horen onder andere tot dit gebied. Op deze wateren zijn de strijklengtes relatief groot, waardoor naast de waterstand ook de windgolven bedreigend zijn voor de dijken. Voorbeeldlocaties zijn Sliedrecht aan de Beneden Merwede en Dordrecht aan de Oude Maas. Het is afhankelijk van de locatie in dit gebied of de MHW voornamelijk wordt bereikt bij open (falende) of gesloten (niet-falende) stormvloedkeringen Basisuitgangspunten modelberekeningen Bij het volgen van de systematiek voor het bepalen van de maatgevende hoogwaterstanden (hoofdstuk 3.1.2) worden grote hoeveelheden hydraulische modelberekeningen gemaakt. Hoewel in het voorliggende rapport verschillende alternatieven met elkaar worden vergeleken, liggen aan de basis van deze alternatieven modelberekeningen die zijn gebaseerd op dezelfde verzameling (basis)uitgangspunten. Deze uitgangspunten zijn als volgt: De faalkans van de Europoortkering (Maeslant- en Hartelkering) is gelijk aan de situatie van nu (1/100 per sluitvraag). Het beheer van de Europoortkering is gelijk gehouden aan de huidige situatie. Voor het zichtjaar 2100 is rekening gehouden met de realisatie van een aantal korte termijn projecten uit de Planologische Kernbeslissing "Ruimte voor de Rivier", te weten de Ontpoldering Noordwaard, de Nevengeul Avelingen, de Ontpoldering Overdiepsche Polder en waterberging in het Volkerak-Zoommeer. In hoofdstuk 4 worden de verschillende alternatieven besproken, en wijzigingen ten opzichte van de hierboven opgestelde verzameling uitgangspunten worden in dat hoofdstuk per alternatief verder behandeld. 3.2 Toekomstige waterveiligheidsopgave Klimaatverandering Het KNMI hanteert voor Nederland vier scenario s voor klimaatverandering, die variëren voor wat betreft de gemiddelde temperatuurstijging en luchtcirculatiepatronen [KNMI, 2006 en IPCC, 2007]. In 2006 heeft het KNMI twee scenario's voor de zeespiegelstijging voor de Nederlandse kust uitgewerkt. Een 'gematigd' scenario waarbij wordt uiteengegaan van een temperatuurstijging van 2 C in 2100 en een 'warm' scenario met 4 C temperatuurstijging in Dit resulteert in een absolute 1 zeespiegelstijging van 15 tot 35 cm in 2050 en 35 tot 85 centimeter in De Deltacommissie heeft naast de KNMI-2006 scenario s (Figuur 3-3) ook eigen onderzoek gedaan. Daarin zijn de laatste wetenschappelijke inzichten verwerkt en is uitgegaan van een extreem scenario met een plausibele bovengrens. Tot 2050 wijkt het door de Deltacommissie gebruikte klimaatscenario niet af van de bandbreedte van de KNMI-scenario s. Voor de lange termijn is de bovengrens voor (relatieve) zeespiegelstijging in 2100 hoger dan die van de KNMI scenario s, namelijk 0,65 tot maximaal 1,30 meter [Advies Deltacommissie, 2008]. 1 Feitelijk moet aan de absolute zeespiegelstijging nog de bodemdaling worden toegevoegd om tot een netto zeespiegelstijging te komen. Deze bodemdaling is gemiddeld voor Nederland ongeveer 0,1 m per eeuw. In de klimaatscenario's van het KNMI is hiermee geen rekening gehouden, in de scenario's van de Deltacommissie (2008) echter wel. HKV LIJN IN WATER PR

14 Kennis voor Klimaat - Waterveiligheid Rijnmond-Drechtsteden augustus 2010 Figuur 3-3: Zeespiegelstijging in verschillende klimaatscenario s in m [NWP, 2008]. De temperatuurstijging en veranderde luchtcirculatie in de genoemde klimaatscenario s leiden voor de Rijn en Maas tot afnemende zomer- en toenemende winterafvoeren. In het Advies van de Deltacommissie is genoemd dat de afvoer die bij de kans van 1/1250 per jaar hoort (de maatgevende afvoer bij Lobith), van m 3 /s nu, naar tot m 3 /s in 2100 zal gaan. In een klimaatscenario voor 2100 waarbij er genoeg regen valt voor potentieel m 3 /s zou een maximale Rijnafvoer van afgerond m 3 /s optreden, als gevolg van overstromingen in Duitsland (aftopping hoogwatergolf). Hierdoor is dus sprake van een bovengrens in de afvoer die Nederland kan bereiken van m 3 /s. De maatgevende afvoer van de Maas is gebaseerd op een kans van 1/1250 per jaar en bedraagt nu bij Borgharen m 3 /s. Klimatologische veranderingen kunnen rond 2050 en 2100 tot een maatgevende afvoer van m 3 /s respectievelijk m 3 /s leiden [Deltares, 2008]. In dit onderzoek zijn de effecten van varianten voor twee klimaatscenario's verkend. Hierbij zijn bovengenoemde maatgevende afvoeren voor de Rijn en Maas voor 2100 gecombineerd met een zeespiegelstijging uit het KNMI'06 'Gematigd' scenario' (G + ) en het maximale scenario uit het Advies van de Deltacommissie-Veerman. De maatgevende afvoeren voor de Rijn en de Maas zijn in de klimaatscenario's gelijk. Rekening is gehouden met de Ruimte voor de Rivier lange termijnmaatregel om de Lek bij Rijnafvoeren hoger dan m 3 /s te ontzien. De extra afvoer wordt dan verdeeld over de Waal en de IJssel. Tabel 3-1 geeft een overzicht van de gebruikte rivierafvoer, zeespiegelstijging en stormopzetduur. De stormopzetduur is in de klimaatscenario's verlengd met 6 uur tot een duur van 35 uur in plaats van de huidige 29 uur (zie ook hoofdstuk 3.2.2). Klimaatscenario Maatgevende Rijnafvoer Lobith [m 3 /s] Maatgevende Maasafvoer Borgharen [m 3 /s] Stijging zeespiegel t.o.v 2000 [m] Stormopzetduur [uur] Huidig (2006) KNMI'06 G + (2100) Veerman-scenario (2100) , ,30 35 Tabel 3-1: Instellingen voor de klimaatscenario's zoals toegepast in deze studie. 14 PR HKV LIJN IN WATER

15 augustus 2010 Kennis voor Klimaat - Waterveiligheid Rijnmond-Drechtsteden Stormopzetduur De stormopzetduur geeft de duur van de opzet van de zeewaterstand door wind op zee. In de modelberekeningen wordt een stormvloed geschematiseerd als een trapeziumvormig verloop in de tijd, zoals geïllustreerd in Figuur 3-4 (grijze lijn). Het trapezium wordt gekenmerkt door drie parameters, te weten de maximale stormopzethoogte, stormopzetduur en de fase tussen astronomisch hoogwater en maximale stormopzet. De uiteindelijke waterstandsverlopen op de zeeranden ontstaan door de stormopzet op te tellen bij de respectievelijke getijreeksen steeds de reeks voor gemiddeld getij van de noord- en zuidranden (blauwe lijn in Figuur 3-4). Voor het faseverschil wordt 4,5 uur gehanteerd, ofwel de maximale stormopzet valt 4,5 uur na het astronomisch hoogwater. Figuur 3-4: Principe bepaling getijrand met stormopzet Toename maatgevende hoogwaterstanden Voor elk dijkringgebied is een veiligheidsnorm in de vorm van een overschrijdingskans vastgesteld. De maatgevende hoogwaterstand (MHW) is de waterstand die hoort bij deze vastgestelde overschrijdingskans. Ook de term toetspeil wordt gebruikt. De dijken moeten de maatgevende hoogwaterstand (die met een kans van bijvoorbeeld 1/4000 per jaar overschreden wordt) veilig kunnen keren. Een hoogwaterstand die hoger is dan het toetspeil betekent dat de veiligheid niet zonder meer gegarandeerd kan worden. Indien er vervolgens onvoldoende overhoogte aanwezig is (of onvoldoende sterkte), zijn maatregelen nodig om weer aan het beschermingsniveau te voldoen. Indien er wel voldoende overhoogte is, of voldoende sterkte, zijn geen verbetermaatregelen nodig. In deze studie zijn maatgevende hoogwaterstanden als basis gebruikt om de verandering in de waterveiligheid in de Rijn-Maasmonding onder een veranderend klimaat en bij verschillende alternatieven inzichtelijk te maken. MHW's worden in de PKB "Ruimte voor de Rivier" ook gebruikt als toetswaarde. Om investeringsafwegingen te kunnen maken, is het noodzakelijk het effect van waterstandsstijging op de dijkhoogte en de dijksterkte in beeld te brengen. Er is in deze studie wel beperkt naar dijkhoogten gekeken, echter niet naar dijksterkte. Voor de scope van deze studie is de "MHW-benadering" voldoende. Klimaatverandering en de aanname voor de stormopzetduur zorgen voor een toename van de MHW's. Tabel 3-2 toont voor 6 locaties in de regio Rijn-Maasmonding (Figuur 3-5) de toename van de MHW's bij de twee klimaatscenario's ten opzichte van het MHW gebaseerd op de uitgangspunten in hoofdstuk De resultaten op basis van deze uitgangspunten zijn beschouwd als de referentiesituatie in deze studie. Er wordt opgemerkt dat deze waarden niet HKV LIJN IN WATER PR

16 Kennis voor Klimaat - Waterveiligheid Rijnmond-Drechtsteden augustus 2010 exact gelijk zijn aan de huidige toetspeilen, omdat bij de wettelijk vastgestelde Hydraulische Randvoorwaarden deze uitgangspunten (en maatregelen) niet zijn gehanteerd. Figuur 3-5: Ligging locaties uit Tabel 3-2. Toename t.o.v. huidige situatie [m] EPK100 (huidig) MHW [m+nap] KNMI G + Zeespiegel +0,60 m Veerman Zeespiegel +1,30 m Q rijn: m 3 /s Q rijn: m 3 /s Rotterdam 3,6 0,5 1,2 Dordrecht 3,0 0,4 0,9 Moerdijk 2,6 0,5 1,1 Hellevoetsluis 2,5 0,4 1,2 Gorinchem 5,6 0,8 0,9 Schoonhoven 4,1 0,2 0,5 Tabel 3-2: Berekende maatgevende hoogwaterstanden voor het huidige klimaat en de toename voor twee klimaatscenario's. EPK100 staat voor de situatie met het huidig beheer van de Europoortkering met een faalkans van 1/100 per sluitvraag. Opmerkingen bij de tabel In het Hydraulisch Randvoorwaardenboek 2006 staat bij Gorinchem (kmr 955 langs de Boven-Merwede) een MHW gelijk aan 6.1 m+nap, terwijl dit in de zogenaamde "Thermometerrandvoorwaarden" (deze wijken af van de HR2006 omdat rekening is gehouden met recentere informatie) van 2006 daalt naar 5.9 m+nap. In het voorliggende onderzoek is een MHW van 5.6 m+nap gevonden, door de inzet van de Ruimte voor de Riviermaatregelen (ontpoldering Noordwaard en nevengeul Avelingen). Voor de locatie Dordrecht is uitgegaan van het splitsingspunt Beneden Merwede, Noord en Dordtse Kil. Bij Rotterdam is de oorzaak van de stijging van de MHW volledig toe te schrijven aan de zeespiegelstijging. Bij Dordrecht, Moerdijk en Hellevoetsluis wordt de toename van de MHW veroorzaakt door een combinatie van de zeespiegelstijging en een verhoging van de maatgevende afvoer van m 3 /s naar m 3 /s. Bij Gorinchem stijgt de maatgevende 16 PR HKV LIJN IN WATER

17 augustus 2010 Kennis voor Klimaat - Waterveiligheid Rijnmond-Drechtsteden waterstand in het G + -scenario met 0,8 meter door een stijging van de maatgevende afvoer van m 3 /s naar m 3 /s. In het Veermanscenario is de zeespiegelstijging echter ook op deze locatie enigszins merkbaar. Volgens de Langetermijn Visie van de PKB "Ruimte voor de Rivier" zal (door het nemen van maatregelen) een afvoer van m 3 /s bij Lobith veilig door het watersysteem naar zee afgevoerd moeten kunnen worden. De toename van 0,8 0,9 meter bij Gorinchem zal daarmee grotendeels verdwijnen (een extra afvoer van 1000 m 3 /s over de Waal betekent een stijging van ongeveer 0,3 meter in de waterstand bij Gorinchem) Sluitfrequentie Europoortkering Bij het ontwerp van de Maeslantkering is voor de bepaling van de MHW s rekening worden gehouden met een sluitfrequentie-eis van ongeveer 1 keer per 10 jaar (momenteel is deze sluitfrequentie ongeveer 1/10 per jaar). Verder werd gesteld dat de sluitfrequentie mocht toenemen gedurende de planperiode van 50 jaar tot 1 keer per 5 jaar. In de ontwerpdocumenten van de kering is aangegeven dat voor de constructie zelf rekening moest worden gehouden met een zeespiegelstijging van 0,25 meter, waarbij aangetoond moest worden dat een eenvoudige aanpassing van de constructie mogelijk moest zijn voor een zeespiegelstijging van 0,5 m. Door zeespiegelstijging en toenemende rivierafvoeren zal het aantal keren dat de Europoortkering per jaar moet sluiten toenemen. Onderzocht is wat de toename van de sluitfrequentie zal zijn, uitgaande van beide klimaatscenario's. Hierbij is uitgegaan van de huidige aansturing van de Europoortkering (Maeslant- en Hartelkering). Dat wil zeggen dat de Europoortkering sluit op een voorspelde waterstand bij Rotterdam van 3,0 m+nap en/of 2,90 m+nap bij Dordrecht. Nu sluit de Europoortkering gemiddeld eens per 12 jaar, naast eenmaal per jaar een proefsluiting. Bij een zeespiegelstijging van 0,60 m (G + -scenario) zal dit toenemen tot 1 keer per jaar en bij 1,30 m zeespiegelstijging zelfs tot circa 30 keer per jaar! Klimaatscenario Huidig (2006) KNMI-G + (2100) Veerman (2100) Sluitfrequentie Europoortkering [per jaar] eens per 12 jaar 1x per jaar 30x per jaar Tabel 3-3: Sluitfrequentie Europoortkering bij verschillende klimaatscenario's. Het vaker sluiten van de Europoortkering is ook van invloed op de mate waarin de faalkans van de Europoortkering bijdraagt aan de MHW. Als de Europoortkering 30x per jaar sluit, zal deze gemiddeld eens in de 3 tot 4 jaar falen. Ook het aantal sluitingen waarbij een gevaarlijk hoge storm optreedt die aan het MHW kan bijdragen neemt toe. Rondom Rotterdam is de normfrequentie gelijk aan 1/ per jaar. De bijdrage van de open keringen door het falen van de Europoortkering aan de MHW's in de omgeving van Rotterdam is in beide klimaatscenario's nagenoeg 100%. Met andere woorden, het zijn vooral de situaties dat de kering (nog) open zijn, die voor de maatgevende waterstanden in dat gebied zorgen. Vandaar dat de MHW vrijwel éénop-één toeneemt met de zeespiegelstijging. Het laten meegroeien van het sluitpeil van de Europoortkering met de zeespiegel, levert een alternatief voor het huidige beheer. In dat geval blijft het aantal sluitingen bij het Veermanscenario gelijk aan de huidige situatie (ongeveer 1x per 10 jaar). In [Deltares, 2009] is dit onderzocht. Uit deze studie blijkt dat het aanpassen van het sluitcriterium zowel bij Rotterdam als Dordrecht niet leidt tot een hogere MHW ten opzichte van de variant waarbij het HKV LIJN IN WATER PR

18 Kennis voor Klimaat - Waterveiligheid Rijnmond-Drechtsteden augustus 2010 sluitcriterium meegroeit met de zeespiegelstijging. Alleen als de faalkans drastisch verlaagd wordt, kan nog een kleine winst behaald worden in het handhaven van het huidige sluitcriterium ten opzichte van het meegroeien. Het meeverhogen van het sluitcriterium heeft als positief gevolg dat de sluitfrequentie niet toeneemt. Dit is met name van belang voor de scheepvaart, maar ook voor de levensduur van de kering. Het is duidelijk dat door het vasthouden van het huidig beheer van de Europoortkering het aantal sluitingen van in het Veermanscenario flink toeneemt. De consequenties voor de scheepvaart zijn in dat geval groot: het 30x sluiten van de Europoortkering in een winterhalfjaar betekent dat de kering 1x per week gesloten is. Er is geen formele grens waarboven de schade voor de scheepvaart te groot zou worden, maar veelal wordt er uitgegaan van 1 sluiting per jaar als grens. Dit treedt op bij een zeespiegelstijging vanaf 0,6 meter bij gelijkblijvend sluitcriterium (Tabel 3-3). Vanuit het perspectief van de scheepvaart is het logischer om het sluitpeil van de Europoortkering aan te passen, bijvoorbeeld door dit mee te laten groeien met de zeespiegel (hoofdstuk 3.2.4). Bij waterstanden die veel vaker voorkomen dan het toetspeil zijn de gevolgen groter, omdat de gehele middenstand van de waterstand hoger wordt. Hierdoor kunnen bijvoorbeeld problemen ontstaan in buitendijkse gebieden. Wat de effecten van een hoger sluitpeil zijn op de buitendijkse gebieden is niet onderzocht. Het ophogen van de Europoortkering heeft geen noemenswaardig effect op de MHW's, zeker niet in de omgeving van Rotterdam (orde millimeters). De maatgevende hoogwaterstand bij Rotterdam wordt grotendeels bepaald door de situatie dat de kering "niet gesloten" is. Een aanpassing aan de situatie dat de kering "gesloten" is, heeft dus weinig impact. Dit zou kunnen wijzigen als de faalkans van de Europoortkering sterk wordt gereduceerd. 3.3 Samenvatting Samenvattend is duidelijk dat de consequenties van klimaatverandering voor de maatgevende hoogwaterstanden in de Rijn-Maasmonding groot zijn: Zonder verdere maatregelen zullen de Toetspeilen (maar ook de dagelijkse waterstanden) in het gebied stijgen. De Rijn-Maasmonding kan worden ingedeeld in grofweg drie gebieden: het zeegebied, het overgangsgebied en het rivierengebied. o De waterstanden in het zeegebied worden voornamelijk bepaald door invloeden vanuit zee. De maatgevende hoogwaterstanden in het zeegebied ten oosten van de Maeslanten Hartelkering worden bepaald door de situatie waarbij de stormvloedkeringen niet gesloten zijn door falen. In de omgeving van Rotterdam stijgt de MHW met ongeveer 90% van de zeespiegelstijging. De zeespiegelstijging wordt door de Europoortkering dus niet buiten gehouden. o In het overgangsgebied zijn combinaties van hoge zeewaterstanden en hoge afvoeren van belang. Het is afhankelijk van de locatie in het gebied hoeveel invloed de zee heeft en hoeveel de rivierafvoer. Bij Dordrecht werkt zeespiegelstijging voor circa 70% door in het MHW. Het verschil tussen het G + - en Veermanscenario is 0,70 m zeespiegelstijging. Hierdoor neemt de MHW bij Dordrecht met 0,50 m toe. o In het rivierengebied heeft de zee vrijwel geen invloed. De waterstanden worden voornamelijk bepaald door extreme afvoeren. De stijging van de MHW's in het 18 PR HKV LIJN IN WATER

19 augustus 2010 Kennis voor Klimaat - Waterveiligheid Rijnmond-Drechtsteden rivierengebied wordt bepaald door de hogere rivierafvoeren. De zeespiegelstijging heeft in dit gebied alleen in het extreme Veermanscenario (1,30 m stijging) invloed. Bij huidig beheer van de Europoortkering zal door zeespiegelstijging de sluitfrequentie toenemen. Van de huidige 1/12 per jaar stijgt dit naar ongeveer 30x per jaar in 2100 in het Veermanscenario (bij gelijkblijvende uitgangspunten). Dit kan gelijk gehouden worden aan het huidige aantal keren sluiten (ongeveer 1x per 10 jaar) door het sluitpeil van de Europoortkering mee te laten groeien met de zeespiegel. Dit heeft echter wel gevolgen voor het overstromingsrisico van het buitendijksgebied. HKV LIJN IN WATER PR

20

21 augustus 2010 Kennis voor Klimaat - Waterveiligheid Rijnmond-Drechtsteden 4 Afsluitbaar Open Rijnmond als oplossingsrichting 4.1 Van huidige situatie tot afsluiten Voor de regio Rijnmond-Drechtsteden stelt de commissie Veerman in haar advies [Deltacommissie, 2008] een oplossingsrichting voor waarbij het Rijnmondgebied "afsluitbaaropen" blijft, niet alleen met de Europoortkering, maar met vier toegevoegde rivierkeringen. In deze studie zijn verschillende alternatieven op Afsluitbaar Open Rijnmond onderzocht. Naast de huidige situatie (referentie) zijn 4 alternatieven verkend: De alternatieven op een rij: 1. Huidige situatie met verkleinde faalkans Europoortkering 2. Afsluitbaar Open Rijnmond 3. Afsluitbaar Open Rijnmond met verkleinde faalkans Europoortkering 4. Afsluitbaar Open Rijnmond ('plus') Andere alternatieven zijn denkbaar, variërend van het geheel open maken van (bestaande) zeearmen tot het volledig afsluiten ervan. Ook het aantal rivierkeringen en de locatie ervan kan op veel manieren worden gevarieerd. In dit onderzoek gaan we daar verder niet op in; dit wordt onderzocht binnen het Deltaprogramma. De volgende paragrafen geven een nadere toelichting op de Afsluitbaar Open alternatieven en beschrijven per alternatief de effecten op de maatgevende waterstanden. De huidige situatie (referentie) is reeds behandeld in hoofdstuk 3. Vervolgens worden in hoofdstuk 4.2 t/m 4.5 de alternatieven 1 t/m 4 respectievelijk besproken. In hoofdstuk 4.6 wordt tot slot weergegeven wat de invloed van de verschillende alternatieven is op de minimaal benodigde kruinhoogten in het gebied. 4.2 Huidige situatie met verkleinde faalkans Europoortkering Inleiding In feite is de huidige situatie óók een invulling van Afsluitbaar Open Rijnmond. De Europoortkering zorgt er immers voor dat extreme stormvloeden buiten de deur worden gehouden. De faalkans van de Europoortkering is zeer bepalend is voor de Toetspeilen rondom Rotterdam (zie hoofdstuk 3.2.4). Door de faalkans van de Europoortkering te verkleinen, kunnen de MHW's misschien zover worden verlaagd dat de toekomstige zeespiegelstijging gecompenseerd kan worden. Uit de Systeemanalyse Rijn-Maasmonding (2007) is gebleken dat met de huidige constructie de faalkans kan worden verkleind tot 1/200. Om een faalkans te bereiken die kleiner is dan 1/200 zal een ander type constructie aangelegd moeten worden (zeesluis), of zal bijvoorbeeld een kering dubbel uitgevoerd moeten worden (zie kader 3-1). HKV LIJN IN WATER PR

22 Kennis voor Klimaat - Waterveiligheid Rijnmond-Drechtsteden augustus 2010 Is een kleine faalkans voor een beweegbare kering mogelijk? Is het wel mogelijk een beweegbare kering te ontwerpen met een gegarandeerde faalkans van 1/ / per sluitvraag? In deze studie is ervan uitgegaan dat dit niet 1/200 mogelijk is met één beweegbare kering (de huidige faalkans van de Maeslantkering is gelijk aan 1/100 1/200 per sluitvraag). Een dubbele beweegbare kering is dan een mogelijke oplossing. Het falen van 2 stormvloedkeringen (achter elkaar) zal niet geheel onafhankelijk van elkaar plaatsvinden. Uitgaande van een faalkans van 1/200 per kering, is een totale faalkans van 1/ per sluitvraag nog realistisch (bij volledige onafhankelijkheid zou gelden: 1/200 1/200 = 1/40.000). Kader 4-1: Kader toelichting dubbel uitgevoerde kering Beschrijving alternatief Het alternatief met een verkleinde faalkans van de Europoortkering is gelijk aan de huidige situatie, met het verschil dat uitgegaan is van een faalkans van de Europoortkering van 1/1.000 en 1/ per sluitvraag. Het zodanig verkleinen van de faalkans kan worden gerealiseerd door bijvoorbeeld een dubbele uitvoering van de Maeslantkering, de aanleg van een zeesluis (Figuur 4-1), of een nader te ontwerpen nieuwe kering. Voor het gemak is aangenomen dat deze faalkans per sluitvraag gerealiseerd kan worden (zie ook het kader hierboven). Het ontwerp van een dergelijke constructie is hier verder buiten beschouwing gelaten. V er k l ein d e f a a l k a n s H u id ige sit u a t ie a a n gev u l d met Eu r o po o r t k er in g f a a l k a n s 1 / en 1 / H a r in gv l iet sl u izen h u id ig spu ipr o gr a mma Ber gin g o p Vo l k er a k -Zo o mmeer Figuur 4-1: Alternatief Verkleinde faalkans Europoortkering. Een belangrijk uitgangspunt betreft verder het beheer van de stormvloedkering. Er is aangenomen dat dit gelijk is aan de huidige situatie. De kering wordt dus niet opgehoogd in de klimaatscenario's en het sluitpeil blijft gelijk aan dat in de huidige situatie. Het aantal keren sluiten van de Europoortkering neemt hierdoor flink toe (zie hoofdstuk 3.2.4). 22 PR HKV LIJN IN WATER

23 augustus 2010 Kennis voor Klimaat - Waterveiligheid Rijnmond-Drechtsteden Opmerkingen 1. Door het sluitpeil van de Europoortkering te verhogen kan het aantal keren sluiten van de kering gelijk gehouden worden aan het aantal keren sluiten in de huidige situatie (ongeveer 1x per 10 jaar). Naast het minder vaak sluiten van de kering, heeft het verhogen van het sluitpeil consequenties voor de waterstanden. Het effect op de toetspeilen is klein en heeft hooguit een kleine stijging tot gevolg. Bij waterstanden die veel vaker voorkomen dan het toetspeil is de toename wel significant (de gehele middenstand gaat omhoog). Hierdoor kunnen problemen ontstaan in buitendijkse gebieden, of met bemalen. 2. Het ophogen van de Europoortkering heeft geen noemenswaardig effect op de toetspeilen, zeker niet in de omgeving van Rotterdam (orde millimeters). Het toetspeil bij Rotterdam wordt grotendeels bepaald door de situatie dat de kering "niet gesloten" is. Een aanpassing aan de situatie dat de kering "gesloten" is, heeft dus weinig impact [Geerse, 2010]. Dit kan echter anders zijn indien de faalkans van de kering zeer sterk wordt gereduceerd. Zie ook het kader over lekdebieten over de Maeslant- en Hartelkeringen (Kader 3-3) Maatgevende hoogwaterstanden Tabel 4-1 geeft voor het alternatief "Verkleinde faalkans Europoortkering" de MHW's voor 6 locaties verspreid over de Rijn-Maasmonding (Figuur 3-5). In de tabel zijn naast een faalkans van 1/1.000 en 1/ ook de MHW's opgenomen bij een faalkans van 1/100 (huidige situatie). EPK100 (huidig), EPK1000 en EPK10000 MHW [m+nap] KNMI G + Zeespiegel +0,60 m Veerman Zeespiegel +1,30 m Referentie 2006 Q rijn: m 3 /s Q rijn: m 3 /s Faalkans EPK Faalkans EPK Locatie [m+nap] 1/100 1/ / /100 1/ / Rotterdam 3,6 4,1 3,6 3,6 4,8 4,3 4,0 Dordrecht 3,0 3,3 3,3 3,3 3,9 3,8 3,8 Moerdijk 2,6 3,1 3,1 3,1 3,7 3,7 3,7 Hellevoetsluis 2,5 3,0 3,0 3,0 3,7 3,6 3,6 Gorinchem 5,6 6,4 6,4 6,4 6,5 6,5 6,5 Schoonhoven 4,1 4,3 4,3 4,3 4,6 4,6 4,6 Tabel 4-1: MHW's in de referentiesituatie en bij een faalkans van de Europoortkering (EPK) van 1/100, 1/1.000 en 1/ per sluitvraag voor de G + - en Veermanscenario's. Uit de tabel blijkt dat het verkleinen van de faalkans van de Europoortkering alleen aanzienlijk effect heeft bij Rotterdam. Dit geldt voor alle locaties in het zeegebied en niet (of in mindere mate) voor de locaties in het overgangs- en rivierengebied. Uitgaande van het G + -scenario en een faalkans van 1/1000 is het mogelijk om het huidige Toetspeil bij Rotterdam te handhaven (beide 3,6 m+nap). In het Veermanscenario is het, zelfs bij een faalkans van 1/ van de Europoortkering, niet mogelijk om het huidige MHW te handhaven. Ten opzichte van een faalkans van 1/100 wordt de MHW bij Rotterdam door verkleining van de faalkans wel 0,5 m (1/1000) respectievelijk 0,8 m (1/10.000) lager. Met de HKV LIJN IN WATER PR

24 Kennis voor Klimaat - Waterveiligheid Rijnmond-Drechtsteden augustus 2010 aanleg van een zeesluis is het mogelijk wel haalbaar de huidige MHW bij Rotterdam te handhaven, maar dit alternatief is in het onderzoek verder niet verkend Samenvatting Bij een zeespiegelstijging van 0,60 m (G + -scenario) kunnen door middel van het verkleinen van de faalkans van de Europoortkering de MHW's in de omgeving van Rotterdam gelijk worden gehouden aan de huidige toetspeilen. Voor de locaties in het overgangsgebied (b.v. Dordrecht) en in het rivierengebied heeft het verkleinen van de faalkans nauwelijks effect. Bij een grotere zeespiegelstijging (1,30 meter van Veerman) is het door middel van het verkleinen van de faalkans niet mogelijk om de MHW's gelijk te houden aan de huidige Toetspeilen. Het effect van een kleinere faalkans van de Europoortkering is bij Rotterdam wel groot: 1,30 meter zeespiegelstijging resulteert slechts in een stijging van de MHW van 0,40 meter ten opzichte van het huidige MHW: een reductie van 70%. In dit klimaatscenario geldt dat het effect van een kleinere faalkans voor Dordrecht en de andere drie locaties niet noemenswaardig is. Met een kleinere faalkans van de Europoortkering kan een deel van de zeespiegelstijging worden "buitengehouden". Voor de omgeving Rotterdam biedt het verkleinen van de faalkans dus mogelijkheden. Wel dient rekening te worden gehouden met het grote aantal keer dat de Europoortkering per jaar zal moeten sluiten, als wordt vastgehouden aan het huidige beheer van deze kering. Wordt dit uitgangspunt losgelaten, dan kan het huidige aantal keren sluiten per jaar worden gehandhaafd (ongeveer 1x per 10 jaar). 4.3 Afsluitbaar Open Rijnmond: Europoortkering met rivierkeringen Inleiding Uit de vorige paragraaf is al gebleken dat het verkleinen van de faalkans van de Europoortkering geen uitkomst biedt om de toename van de MHW's door klimaatverandering rondom de Drechtsteden te compenseren. De Drechtsteden vallen in het zogenaamde overgangsgebied (zie hoofdstuk 3.1.3). Het overgangsgebied is het gebied waar de MHW's worden bepaald door de samenloop van een stormvloed en een hoge, maar niet extreme rivierafvoer. Het gebied ligt grofweg tussen de lijn Rotterdam-Haringvlietsluizen en de lijn Schoonhoven-Gorinchem (zie ook Figuur 3-2). Voor deze regio zijn andere maatregelen nodig om de klimaatverandering op te kunnen vangen. Aangezien rondom de Drechtsteden zowel de zeespiegelstijging als de rivierafvoeren doorwerken, is een variant dat dit gebied afschermt van de afvoer kansrijk. Het afschermen van de Drechtsteden door het omleiden van (hoge) rivierafvoer is één van de varianten van een afsluitbaar-open systeem. Bij extreem hoge waterstanden op zee wordt het gebied afgesloten met de Maeslant- en Hartelkering, de Haringvlietsluizen en aanvullend met vier nieuwe, afsluitbare keringen in het Spui, de Dordtse Kil, de Beneden Merwede en de Lek (of bij de Pannderdensche Kop). Deze combinatie van keringen wordt Afsluitbaar Open Rijnmond genoemd, zoals ook in het advies van de Deltacommissie-Veerman is opgenomen [Advies Deltacommissie, 2008]. In deze variant blijft onder dagelijkse omstandigheden de Nieuwe Waterweg net als in de huidige situatie open voor scheepvaart. 24 PR HKV LIJN IN WATER

25 augustus 2010 Kennis voor Klimaat - Waterveiligheid Rijnmond-Drechtsteden Voor Rotterdam zullen de rivierkeringen van Afsluitbaar Open Rijnmond nauwelijks effect hebben, omdat dit gebied wordt beïnvloed door de zee en de faalkans van de Europoortkering (zie vorige hoofdstuk). Voor een sterk gereduceerde faalkans van de Europoortkering is dit mogelijk anders, maar dit is verder niet onderzocht. De rivierafvoer levert nauwelijks een bijdrage aan de MHW's bij Rotterdam (zeegebied, zie 3.1.3). Het omleiden van de rivierafvoer zal daar dan ook nauwelijks effect hebben Beschrijving alternatief Binnen Afsluitbaar-Open Rijnmond (AOR) zijn vier nieuwe, beweegbare keringen aangelegd in het Spui, de Dordtsche Kil, de Beneden Merwede en de Lek (Figuur 4-3). De aanleg van een kering in de Lek betekent ook dat het rivierwater via een nieuw aangelegde (groene) rivier afgeleid zal moeten worden richting de Waal en/of Merwedes. Een variant hierop is om een kering bovenstrooms in de Nederrijn te plaatsen bij één van de splitsingspunten. Hierdoor kan het rivierwater zodanig worden gestuurd dat de Rijnafvoer vrijwel alleen nog afgevoerd wordt over de Waal en de IJssel. In dit onderzoek is een alternatieve Lekafvoer alleen beschouwd in het Afsluitbaar Open Rijnmond 'plus' alternatief (zie hoofdstuk 4.5), omdat de focus ligt op de regio Rijnmond-Drechtsteden. In Figuur 4-3 is daarom met opzet alleen een kering in de Lek weergegeven. Hierbij is het gehanteerde uitgangspunt dat er (in elke situatie, ook als de stormvloedkeringen open zijn) slechts 300 m 3 /s door de Lek stroomt en dat de rest van de Lekafvoer over de Waal gaat (in feite een regelwerk ter hoogte van de Pannerdensche Kop). Deze aanname is conservatief. In een verdere optimalisatie is hier winst te halen door bijvoorbeeld de 300 m 3 /s alleen door te laten onder maatgevende condities. Bij het alternatief Afsluitbaar Open Rijnmond is uitgegaan van een Nieuwe Merwede die tweemaal zo breed is als in de huidige situatie. De reden van verbreding van de Nieuwe Merwede is de overgang tussen de Beneden Merwede en de Nieuwe Merwede die een hydraulisch knelpunt vormt (zie ook Kader 4-2). Een nadere analyse op dit punt is beschreven in [Botterhuis, 2010]. In Figuur 4-2 is weergegeven hoe de Nieuwe Merwede is verbreed. Hoogte profiel [m+nap] Begin Nieuwe Merwede Begin Nieuwe Merwede (verbreed) Eind Nieuwe Merwede Eind Nieuwe Merwede (verbreed) 4 6 Figuur 4-2: Dwarsdoorsnede Nieuwe Merwede t.o.v. de as van de rivier [m] Afmetingen van het verbrede doorstroomprofiel van de Nieuwe Merwede vergeleken met de huidige afmetingen van de Nieuwe Merwede (aan het begin en einde). HKV LIJN IN WATER PR