Overwegingen bij de inzet van retentiegebieden. Ferdinand Diermanse

Transcriptie

1 Overwegingen bij de inzet van retentiegebieden Ferdinand Diermanse september 2002

2 Inhoud 1 Inleiding Retentie algemeen Hydraulische aspecten Retentie als alternatief voor verhoging van de afvoercapaciteit Keuzecriteria voor retentiegebieden Hoe verder? WL Delft Hydraulics i

3 1 Inleiding Vooraf Recentelijk is door Rijkswaterstaat RIZA een aantal projecten uitgevoerd waarin ook de effectiviteit van maatregelen voor hoogwaterbescherming op de grote rivieren is onderzocht. Dit zijn onder andere de projecten: Ruimte voor Rijntakken (WL en RIZA, 2000); Spankrachtstudie (WL en RIZA, 2002); en Integrale Verkenning Maas (HKV en RIZA, 2000). De diverse typen maatregelen die onderzocht zijn hebben voor het overgrote deel als doel om de afvoercapaciteit van de rivier te vergroten. Voorbeelden van dergelijke typen maatregelen zijn het verlagen van uiterwaarden, het verwijderen van obstakels (hydraulische knelpunten) en het verleggen van winterdijken. Uitzondering op dit beeld vormt de maatregel retentie. Een retentiebekken is namelijk niet bedoeld om de afvoercapaciteit te vergroten, maar om tijdelijk water te bergen gedurende een hoogwaterperiode. Een gevolg hiervan is dat de effectiviteit van een retentie-maatregel zich niet eenvoudig laat meten met de effectiviteit van de overige maatregelen. Om in de Spankrachtstudie de onderlinge vergelijking van alternatieve mogelijkheden voor de aanleg van retentiebekkens uit te kunnen voeren is een procedure toegepast die is ontwikkeld in het kader van een studie naar de effectiviteit van het retentiegebied Rijnstrangen. Deze methode staat uitgebreid beschreven in (WL, 2001). Genoemd rapport is echter nogal technisch van aard en blijkt daardoor slechts toegankelijk voor specialisten. Waarom dit rapport? Het doel van voorliggende rapport is tweeledig: 1. inspelen op de behoefte om de ontwikkelde methode en conclusies van (WL, 2001) voor een breder publiek toegankelijk te maken; en 2. het aanreiken van rivierkundige overwegingen die spelen bij de inzet van retentie langs de Rijntakken op basis van de rivierkundige eigenschappen van de Rijntakken. De overwegingen richten zich met name op de rivierkundige aspecten van retentiegebieden. Allerlei andere aspecten (bijvoorbeeld emotionele aspecten, ruimtelijke ordening, bestuurlijke aspecten, etc.) zullen indien daar in de context van de rivierkundige aspecten aanleiding toe is worden genoemd, maar vormen niet het hoofdonderwerp. WL Delft Hydraulics 1 1

4 Leeswijzer De vorm van het voorliggende rapport is in lijn met de schrijfstijl van het RvR-rapport wat heeft het onderzoek ons geleerd (WL en RIZA, 2000). Dit betekent dat telkens een vraag geformuleerd wordt die (mogelijk) bij de doelgroep leeft, gevolgd door een beknopt antwoord. Voor technische details of wiskundige formuleringen wordt verwezen naar reeds bestaande rapporten. Hoofdstuk 2 behandelt een aantal algemene, inleidende vraagstukken rond retentiegebieden die in voornoemde projecten onderzocht zijn. Hoofdstuk 3 gaat dieper in op een aantal hydraulische aspecten. Hoofdstuk 4 beschrijft hoe de effectiviteit van een retentiegebied vergeleken kan worden met de effectiviteit van maatregelen die gericht zijn op het vergroten van de afvoercapaciteit. Hoofdstuk 5 gaat in op de criteria die een rol spelen indien een keuze gemaakt moet worden tussen de retentiegebieden onderling. Hoofdstuk 6 blikt vooruit op (plan-)studies die (mogelijk) in de nabije toekomst worden uitgevoerd en waarin de maatregel retentie een vooraanstaande plaats inneemt. Auteurs en organisatie Het voorliggende rapport is opgesteld door dr. ir. Ferdinand Diermanse, met ondersteuning door dr. Frans Klijn en ir. Jos Dijkman (allen WL). De projectbegeleiding is verzorgd door ir. Wim Silva (RIZA). Het voorliggende rapport vormt het product bij RIZA-opdrachtnummer d.d. 18 juni WL Delft Hydraulics 1 2

5 2 Retentie algemeen Wat zijn retentiegebieden? Retentiegebieden zijn gebieden langs de rivier waar tijdens hoogwaters een deel van het rivierwater geborgen wordt, teneinde de rivier benedenstrooms gedeeltelijk te ontlasten. In het ideale geval wordt hiermee het topje van de passerende afvoergolf als het ware afgeschoren. Retentiegebieden worden zó ingericht dat het water een tijd lang wordt vastgehouden en dus niet terug de rivier instroomt op het moment dat deze nog belast wordt door hoge afvoeren. Pas nadat de hoogwatergolf gepasseerd is stroomt het water terug naar de rivier. Begrippenkader Maatgevende afvoer, MHW, overhoogte, waakhoogte, afvoercapaciteit en overstromingsgevaar Maatgevende afvoer. De maatgevende afvoer is dié afvoer waarop dijken in het bovenrivierengebied gedimensioneerd worden. De maatgevende afvoer heeft een herhalingstijd van 1250 jaar en is bepaald op basis van een statistische analyse van een reeks gemeten afvoeren. Momenteel is de maatgevende afvoer van de Rijn gelijk aan m 3 /s. MHW. De hoogte van dijken in het bovenrivierengebied wordt gerelateerd aan maatgevende hoogwaterstanden (MHW s) in de rivieren. De MHW s worden bepaald met behulp van het 2- dimensionale hydrodynamische model WAQUA. Daartoe wordt met WAQUA de situatie nagebootst waarbij de maatgevende afvoer optreedt. De maatgevende afvoer wordt opgelegd aan de bovenrand van het model, waarna het model het verloop van de afvoer en de waterstand in benedenstroomse richting nabootst. Voor alle benedenstroomse locaties wordt de hoogste waterstand in het midden van de rivier als maatgevende waterstand genomen. Overhoogte en waakhoogte. Zoals gezegd wordt het ontwerp en de toetsing van dijken gerelateerd aan de maatgevende waterstanden. Dat betekent echter niet de dijkhoogte niet gelijk gesteld wordt aan de maatgevende waterstand. Bij de bepaling van de dijkhoogte wordt namelijk ook rekening gehouden met effecten van opwaaiing, golfoploop en rest-onzekerheden. Aan de dijk wordt daarom een extra hoogte, de zogenaamde waakhoogte toegevoegd. Daar bovenop wordt nog een extra hoogte, de overhoogte, toegevoegd om het effect van verzakking van de dijk te compenseren.. Afvoercapaciteit. De afvoercapaciteit van een rivier is gelijk aan dié afvoer waarbij de waterstand gelijk is aan de dijkhoogte. Vanwege de waakhoogte en overhoogte is deze afvoercapaciteit in principe groter dan de maatgevende afvoer. In de praktijk kan dit mogelijk anders uitpakken omdat dijken veelal gedimensioneerd zijn op de oude maatgevende afvoer van m 3 /s. Overstromingsgevaar. Retentiegebieden dienen ingezet te worden op het moment dat een afvoergolf passeert die benedenstrooms mogelijk tot overstromingen kan leiden. In het voorliggende rapport wordt in principe aangehouden dat dit het geval is indien de afvoer daarmee gelijk is aan de maatgevende afvoer. Echter, aangezien retentie een mogelijk alternatief voor dijkverhoging, wordt ook de situatie beschouwd waarbij de retentiegebieden ingezet worden vanaf het moment dat de afvoer gelijk is aan de oude maatgevende afvoer van m 3 /s. Welke gebieden langs de Rijntakken en de Maas worden beschouwd als potentieel retentiegebied? WL Delft Hydraulics 2 1

6 Figuur 2.1 geeft de locaties weer (de blauw gearceerde gebieden) van de potentiële retentiegebieden langs de Maas, zoals beschouwd in de IVM-studie (HKV en RIZA, 2002). Figuur 2.2 geeft de locaties weer van de potentiële retentiegebieden (de grijs gekleurde gebieden) langs de Rijntakken, zoals beschouwd in het kader van de Spankrachtstudie (WL en RIZA, 2002). Hoofdstuk 3 gaat dieper in op de belangrijkste hydraulische kenmerken van deze retentiegebieden (Tabel 3.1 en Tabel 3.2). Figuur 2.1 Locatie van potentiële retentiegebieden langs de Maas; kilometerraai (bron: HKV en RIZA, 2002). WL Delft Hydraulics 2 2

7 Figuur 2.2 Locatie van potentiële retentiegebieden langs de Rijntakken (bron: WL en RIZA, 2002) Wanneer worden deze retentiegebieden ingezet? De retentiegebieden waar in dit rapport over gesproken wordt, zullen alleen ingezet worden op het moment dat een afvoergolf passeert die benedenstrooms mogelijk tot overstromingen kan leiden. Daarbij wordt de dreigende overschrijding van de maatgevende hoogwaterstand als criterium gehanteerd. De inzet van de retentiegebieden dient er toe te leiden dat tijdens dergelijke extreme hoogwaters de afvoer tijdelijk wordt gereduceerd. De reductie van de afvoer dient er toe te leiden dat de afvoercapaciteit van de rivier benedenstrooms voldoende is om de resterende afvoer te kunnen verwerken, zonder dat de (winter-)dijken langs de rivier overstromen. WL Delft Hydraulics 2 3

8 Waren er vroeger in Nederland ook retentiegebieden langs de Rijn? Jazeker, in (Havinga et al., 1991) wordt melding gemaakt van zo n vijftig overlaatsystemen waarmee tijdens hoogwaters het overtollige water van de grote rivieren naar de langsgelegen gebieden werd geleid. Echter, in de regel werden er géén of slechts beperkte maatregelen genomen om het water in de gebieden vast te houden en derhalve waren deze gebieden tijdens hoogwaters gedeeltelijk of geheel stroomvoerend. In veel gevallen was er dus sprake van wat we tegenwoordig een groene rivier noemen. Waarom zijn deze historische overlaten momenteel niet meer in gebruik? Daar zijn meerdere redenen voor aan te wijzen. De voornaamste oorzaak voor het sluiten van de overlaten is dat de bewoners van de retentiegebieden af wilden van de regelmatig terugkerende wateroverlast. De frequentie van inzet was immers significant hoger dan in de huidige situatie voor ogen staat. Een ander aspect is dat men inzag dat men het debiet over de overlaat niet goed kon regelen, enerzijds omdat het vaste overlaten betrof en anderzijds omdat de waterstanden niet goed konden worden voorspeld. Hierdoor waren de retentiegebieden in de regel beduidend minder effectief dan gewenst. Bovendien werd retentie vroeger als alternatief gezien voor normalisatie van de rivier (RIZA, 2002). Op het moment dat de grote rivieren uiteindelijk grotendeels genormaliseerd waren, werd het alternatief (retentie) overbodig geacht. Waarom wordt momenteel dan mogelijk toch weer teruggegrepen op retentie als maatregel tegen wateroverlast? In de huidige situatie wordt retentie niet meer gezien als overbodig geworden alternatief voor het normaliseren van de rivier. In plaats daarvan wordt het gezien als een aanvullende maatregel om gebieden benedenstrooms tijdens hoogwaters te ontlasten. Het past daarmee in de huidige internationale tendens om je buren zo min mogelijk op te zadelen met overlast. Bovendien wordt met retentie ook aan de bestaande behoefte aan een veerkrachtig systeem beantwoord. In praktische zin is een groot verschil met vroeger dat de effectiviteit van de inzet van retentiegebieden momenteel beduidend groter zal zijn. Mede dankzij de normalisatie van de rivier en door vooruitgang in kennis en techniek zijn in de huidige situatie de waterstanden met een grotere nauwkeurigheid te voorspellen. Dit vergroot de mogelijkheden om het retentiegebied op het juiste moment in te zetten middels een regelbaar inlaatwerk, waardoor de effectiviteit van het retentiegebied aanzienlijk vergroot kan worden. WL Delft Hydraulics 2 4

9 Leidt de inzet van de beschikbare gebieden als retentiegebied of als noodoverloopgebied tot verschillen in overwegingen, en zo ja, in welke zin? In de discussie over retentiegebieden komt regelmatig de vraag op hoe deze zich verhouden tot de noodoverloopgebieden zoals die in het kader van de Commissie Noodoverloopgebieden (Commissie Luteijn, 2002) aan de orde zijn geweest. Retentiegebieden zijn onderdeel van het reguliere of structurele hoogwaterbeschermingssysteem langs de grote rivieren. Dit betekent dat zij ingezet worden bij hoogwaters die gemiddeld vaker dan eens per 1250 jaar optreden. De overstromingsfrequentie van retentiegebieden langs de grote rivieren zal in de orde van eens per 500 tot 1000 jaar liggen (zie hoofdstuk 3). Wanneer als uitgangspunt gehanteerd wordt dat met het structurele hoogwaterbeschermingssysteem schade moet worden vermeden (ook tijdens gebeurtenissen die onder-maatgevend zijn) betekent dit dus dat binnen het retentiegebied over het algemeen een verandering van het huidige landgebruik moet plaatsvinden. Het gebied wordt primair een retentiegebied en behoudt secundair bijvoorbeeld een landbouw- of natuurfunctie. Noodoverloopgebieden maken geen onderdeel uit van het structurele beschermingssysteem. Noodoverloopgebieden worden ingezet tijdens boven-maatgevende omstandigheden om de schade als gevolg van overstromingen te beperken. Het is een typische noodmaatregel. Ook in geval van noodoverloopgebieden kan gekozen worden voor schadeverminderende of voorkomende maatregelen, maar het noodoverloopgebied behoudt primair haar huidige functie. Incidentele waterberging wordt een secundaire functie. Het minimale beschermingsniveau tegen overstroming vanuit de rivier blijft gehandhaafd op 1/1250. WL Delft Hydraulics 2 5

10 3 Hydraulische aspecten Wat zijn de belangrijkste hydraulische kenmerken van de voorgestelde retentiegebieden in Nederland? Tabel 3.1 en Tabel 3.2 bevatten de belangrijkste kenmerken van de potentiële retentiegebieden langs de Rijntakken en de Maas. De kenmerken van de retentiegebieden langs de Rijntakken zijn vastgesteld in het kader van de Spankrachtstudie (WL en RIZA, 2002). De kenmerken van de retentiegebieden langs de Maas zijn vastgesteld in het kader van de IVMstudie (HKV en RIZA, 2002). Tabel 3.1 Kenmerken en effecten retentiegebieden langs de Rijntakken (bron: WL en RIZA, 2002). code naam tak kmraai maximaa l volume oppervlak MHWeffect MHWeffect (Mm 3 ) (ha) (m) (m 2 ) 90001g Rijnstrangen + Duivense Broek BR 860,0 269, , k Rijnstrangen BR 860,0 168, , g Ooijpolder groot WL 874,0 97, , k Ooijpolder klein WL 874,0 88, , Het Binnenveld NL 907,0 55, , Rijswijkse Veld NL 929,0 66, , Polder Blokhoven NL 940,0 57, , Spaensweerd IJ 913,5 8, , Bakerwaard IJ 917,5 11, , Cortenoever IJ 919,5 3, , Overmarsch IJ 929,0 7, , Voorsterklei IJ 931,0 3, , Wapenveldse Broek IJ 968,0 26, , Den Duyl WL 951,0 187, , Hertogs Wetering Maas 209,0 194, , De Steendert WL 919,0 132, , De Smalmorgen WL 911,0 192, , pk Over-Betuwe uit Pannerdensch Kanaal PK 873,0 230, , wl Over-Betuwe uit Waal WL 872,0 284, , De Mars NL 907,0 33, , g Beesdsche Lage Veld groot NL 942,0 251, , k Beesdsche Lage Veld klein NL 942,0 152, , Duivense Broek IJ 884,0 92, , Wapenv. Broek + Terwoldse Wetering IJ 952,0 118, , Zuthemerbroek IJ 970,0 47, , WL Delft Hydraulics 3 1

11 Tabel 3.2 Kenmerken van potentiële retentiegebieden langs de Maas (bron: HKV en RIZA, 2002). IVM code kmraai beschrijving oppervlakte [ha] maximaal volume [Mm 3 ] R1 10 ENCI groeve 44,3 3,05 R2/3 17 Retentie vanuit bypass Maastricht 60,2 1,30 R4a 23 Julianakanaal Oost (Bunde) 43,6 0,45 R5 42 Julianakanaal West (Born) 168,9 11,06 R6 55 Retentie nabij Echt - Susteren 329,5 7,35 R7 56 Herinrichting Stevol 185,8 7,83 R4b 62 Julianakanaal Oost (Echt Maasbracht) 207,8 9,10 R8 64 Retentie bij Thorn Wessem 132,0 3,45 R9 68 Retentie bij Panheel 326,6 5,95 R10 69 Retentie bij Linne West 178,7 5,70 R11 72 Retentie Merum Herten Ool 317,5 18,52 R12 75 Retentie Roermond 463,6 26,47 R13 85 Retentie bij Asselt 114,3 6,57 R Retentie bij Broekhuizervorst Noord 642,2 16,46 R Retentie Aijen 't Leuken 98,6 3,13 R Lob van Gennep met 1 meter afgraven 1205,1 34,53 R Retentie bij St. Agatha 170,1 3,86 R Retentie Mookerplassen en omgeving 386,9 10,58 R Retentie Maaswaalkanaal 224,1 10,48 R Retentie tussen Cuijk en A73 206,8 7,34 R Retentie ten noordoosten van Grave 856,3 43,97 R Retentie Kraaijenbergse plassen gedeeltelijk 261,1 9,70 R Retentie Kraaijenbergse plassen (RVBM) 425,2 14,50 R Retentie Kraaijenbergse plassen 948,2 32,66 R Retentie Neder en Overasseltsche Broek 808,8 37,73 R Retentie bij Keent buitendijks 365,6 13,85 R Retentie bij Keent binnendijks 855,6 34,44 R Retentie Demen Deursen 413,1 20,77 R Retentie Appeltern 1033,0 48,94 R Retentie Gouden Ham buitendijks 331,9 11,69 R Retentie Ooijensche middenwaard 256,1 11,38 R Retentie Hemelrijkse Waard buitendijks 218,9 6,17 R Retentie Lith Maren Kessel 2082,3 107,89 SK-R Retentie Hertogs wetering 4684,4 233,06 R Retentie Alphen West 268,5 12,93 SK-R Dreumel-Beneden Leeuwen 2602,0 103,94 R Retentie Lithse Ham buitendijks 339,8 17,06 R Retentie Heerewaarden 301,4 7,62 R Retentie bij Alem buitendijks 763,0 30,68 R Retentie bij Kerkdriel of Drielse Broek 337,9 15,66 R Inundatiegebied van Bokhovense Overlaat 1409,8 57,31 R Retentie Land van Altena 6692,9 278,87 SK-R Retentie Den Duyl 3007,5 146,87 SK-R Retentie Doeveren 2581,3 96,10 SK-K1 241 Komberging Overdiepse polder 567,2 19,96 Hoe is de bergingscapaciteit van een retentiegebied bepaald? De bergingscapaciteit van een retentiegebied is bepaald door de maatgevende hoogwaterstand bij de inlaat van het retentiegebied te verminderen met de gemiddelde maaiveldhoogte in het retentiegebied en dit verschil te vermenigvuldigen met het oppervlak. WL Delft Hydraulics 3 2

12 Kunnen we er vanuit gaan dat deze bergingscapaciteit voor de volle 100% effectief ingezet kan worden? Nee, in feite is met de beschreven methode slechts het maximaal beschikbare volume bepaald. Er zijn oorzaken aan te wijzen waardoor de werkelijke effectiviteit van retentie in de praktijk wat lager kan uitvallen, waaronder: het beschikbare oppervlak blijkt bij daadwerkelijke inrichting kleiner te zijn omdat delen worden uitgesloten; de maximale waterdiepte (afgeleid uit het verschil tussen de maatgevende waterstand ter hoogte van het inlaatpunt en de gemiddelde bodemhoogte van het retentiegebied) wordt naar beneden toe bijgesteld; de opgetreden golfvorm wijkt af van de gemiddelde golfvorm; het retentiegebied wordt te vroeg of te laat ingezet; en/of de opgetreden waterstanden wijken af van de voorspelde. In verband met deze factoren is in de Spankrachtstudie een reductiefactor van 0,5 op het volume van het retentiegebied gehanteerd. Het doel van deze reductiefactor is om het waterstandseffect van retentie niet al te optimistisch weer te geven. Hoe wordt het in werking stellen van een retentiegebied gerealiseerd? Om de retentiegebieden in werking te kunnen stellen dient een toevoersysteem van de rivier naar het retentiegebied aangelegd te worden. Daarbij is van belang dat de toevoer door zwaartekracht gedreven wordt, d.w.z. dat het retentiegebied lager gelegen is dan de hoogwaterstanden op de rivier. Voor het toevoersysteem van het retentiegebied bestaat de keuze tussen een vaste overlaat of een beweegbaar inlaatwerk. Een beweegbaar inlaatwerk biedt als voordeel dat de toevoer nauwkeuriger geregeld kan worden en dat het ruimtebeslag van het inlaatwerk aanzienlijk minder is. Bovendien biedt een beweegbaar inlaatwerk meer flexibiliteit. Zo kan besloten worden om een retentiegebied ook bij lagere dan maatgevende hoogwaters in te zetten, om de rivierdijken benedenstrooms te ontlasten. Op grond van welke criteria wordt het in werking stellen van een retentiegebied gerealiseerd? Het inlaatwerk wordt in principe zó afgesteld dat het retentiegebied in werking treedt op het moment dat een afvoergolf passeert die benedenstrooms mogelijk tot overstromingen kan leiden. In onderhavig rapport wordt aangehouden dat dit het geval is op het moment dat ter plaatse van het retentiegebied de maatgevende hoogwaterstand (en daarmee de maatgevende afvoer) wordt overschreden. Als we bijvoorbeeld aannemen dat de Waal een maatgevende afvoer heeft van m 3 /s, dan moet de overlaat van een retentiegebied langs de Waal dus in werking treden op het moment dat de afvoer boven de m 3 /s uit dreigt te komen, of wellicht al iets eerder om een zekere veiligheidsmarge in te bouwen. WL Delft Hydraulics 3 3

13 Voor een retentiegebied langs de Boven-Rijn ligt de afstelling van de overlaat met het oog op de capaciteit benedenstrooms iets complexer. Vanwege de splitsing van de Rijn in drie Rijntakken (Waal, Neder-Rijn/Lek en IJssel) dient bij het afstellen van de overlaat van een retentiegebied langs de Boven-Rijn rekening gehouden te worden met de capaciteit van de drie afzonderlijke Rijntakken. Bovendien moet rekening gehouden worden met de afvoerverdeling bij de splitsingspunten. Opgemerkt dient te worden dat met de maatgevende waterstand als criterium voor het in werking stelling van een retentiegebied geen rekening wordt gehouden met lokale onzekerheden in de waterstand benedenstrooms. Aangenomen wordt echter dat het mogelijk negatieve effect van deze onzekerheden wordt opgevangen door de overhoogte/waakhoogte die aan alle dijken is toegevoegd. Hoe wordt gerealiseerd dat het water tijdens het hoogwater wordt vastgehouden in het retentiegebied? Rondom het retentiegebied zullen dijken aangelegd moeten worden om te voorkomen dat het water naar lager gelegen omliggende gebieden stroomt. In geval de dijk om een retentiegebied deels samenvalt met een rivierdijk, kan het gebeuren dat dit dijktraject deels verhoogd moeten worden om te voorkomen dat het water aldaar weer terug naar de rivier stroomt op het moment dat het hoogwater nog niet voorbij is. Hoe krijg je het water er weer uit en hoe lang duurt dat? Om het geborgen water na afloop van het hoogwater terug de rivier in te kunnen leiden dient een uitlaatwerk beschikbaar te zijn of te komen. Bij voorkeur wordt deze op het laagste punt van het retentiegebied aangelegd, opdat het lozen op de rivier grotendeels onder vrij verval kan plaatsvinden. Het uitlaatwerk wordt geopend op het moment dat met absolute zekerheid gesteld kan worden dat het overstromingsgevaar benedenstrooms langs de rivier geweken is. Om het uitstromen onder zwaartekracht mogelijk te maken dient vanzelfsprekend ook de waterstand in de rivier zó ver te zijn gezakt dat dit mogelijk is. De totale verblijftijd van het water in een retentiegebied zal ongeveer 4 tot 6 weken zijn. Hoe vaak zal het voorkomen dat de retentiegebieden ingezet gaan worden? Zelden, aangezien de retentiegebieden zoals eerder gemeld alleen ingezet zullen worden tijdens extreme hoogwaters waarbij gebieden benedenstrooms langs de rivier met overstromen bedreigd worden. In het bovenrivierengebied worden rivierdijken en andere beschermende maatregelen langs de Rijntakken en de Maas gedimensioneerd op een norm van 1/1250 per jaar. Dit betekent dat de afvoercapaciteit berekend moet zijn op een afvoer die een jaarlijkse overschrijdingskans van 1/1250 heeft (de maatgevende afvoer). Recentelijk is in het kader van het hydraulische randvoorwaardenboek 2001 vastgesteld dat de maatgevende afvoer te Lobith gelijk is aan m 3 /s. In vergelijking met het vorige randvoorwaardenboek (1996) betekent dit een stijging van m 3 /s. De voornaamste oorzaak van deze stijging is het optreden van de hoogwaters van december 1993 en januari Een belangrijk gevolg van de stijging van de maatgevende afvoer is dat de bestaande WL Delft Hydraulics 3 4

14 riviercapaciteit momenteel niet meer voldoet aan de norm van 1/1250. Een groot deel van de rivierdijken is namelijk gedimensioneerd op de afvoercapaciteit van m 3 /s. Uit de meest recente statistieken blijkt dat deze afvoer een jaarlijkse overstromingskans van 1/585 heeft. Dit betekent dat deze rivieren naar verwachting één keer in de 585 jaar met een hoogwater te maken krijgen waarbij de maatgevende hoogwaterstand bereikt, aangenomen dat de omstandigheden (klimaat, stroomgebiedskenmerken) onveranderd blijven. Strikt gesproken is derhalve de inzet van retentiegebieden in de huidige situatie naar verwachting eens per 585 jaar nodig. Echter, één van de gevolgen van de stijging van de maatgevende afvoer naar m 3 /s is dat de komende jaren maatregelen als dijkverhoging en rivierverruiming uitgevoerd worden om de afvoercapaciteit te verhogen. Indien deze voor het gehele riviertraject gerealiseerd worden zal de verwachte frequentie van de inzet van retentiegebieden dalen naar eens per 1250 jaar. Het is echter ook mogelijk dat de inzet van retentiegebieden gerealiseerd wordt in plaats van het verhogen van de afvoercapaciteit. In dat geval is de inzet van retentiegebieden naar verwachting vaker dan eens in de 1250 jaar nodig. Daarbij moet gedacht worden aan de inzet van het retentiegebied eens in de ongeveer 500 jaar, hetgeen nog altijd een zeldzame gebeurtenis is. Waar zouden, vanuit hydraulisch oogpunt, retentiegebieden bij voorkeur moeten liggen? Enerzijds dient een retentiegebied zo ver mogelijk bovenstrooms te liggen, opdat het gebied benedenstrooms dat profijt heeft van het retentiegebied zo groot mogelijk is. Anderzijds brengt de keuze voor een locatie ver bovenstrooms als nadeel met zich mee dat de mogelijkheid bestaat dat een hoogwater zich benedenstrooms van het retentiegebied ontwikkelt en het retentiegebied derhalve niet effectief ingezet kan worden. Voor de keuze van retentiegebieden langs de Rijntakken in Nederland speelt dit laatste aspect echter geen rol, omdat hoogwaters in de Rijn grotendeels in Duitsland gegenereerd worden. Daarom geldt voor retentiegebieden in Nederland dat deze bij voorkeur zo ver mogelijk bovenstrooms liggen. Met name een retentiegebied langs de Boven-Rijn (zoals bijvoorbeeld het Rijnstrangengebied) heeft daarbij de voorkeur, omdat daarmee de piekafvoer op alle Rijntakken gereduceerd kan worden. Verder speelt natuurlijk ook een rol of de hydraulische omstandigheden langs de rivier gunstig zijn om een retentiegebied aan te leggen. Indien bijvoorbeeld de rivier zich door een smal dal begeeft (zoals bijvoorbeeld het geval is voor de Mittelrhein in Duitsland) is er relatief weinig ruimte beschikbaar voor retentie. Ook is het van belang dat de toevoer naar een retentiegebied door zwaartekracht gedreven kan worden, dat wil zeggen dat een retentiegebied lager gelegen is dan het inlaatwerk. Opgemerkt dient te worden niet alleen hydraulische aspecten een rol spelen bij de keuze van geschikte locaties van retentiegebieden. Bestuurlijke aspecten, aspecten van ruimtelijke ordening, emotionele aspecten en de kosten van het retentiegebied zijn eveneens bepalend voor de keuze. Dijken kunnen in het ergste geval overstromen of doorbreken. Wat kan er mis gaan bij retentie? WL Delft Hydraulics 3 5

15 Er is een aantal mogelijkheden waar het mis kan gaan. Het meest voor de hand liggende risico is dat zich een hoogwatergebeurtenis voordoet die zó extreem is dat de hoeveelheid water die geborgen moet worden groter is dan de bergingscapaciteit van het gebied. In het geval dat de toevoer naar het retentiegebied geregeld wordt middels een vaste overlaat betekent dit dat er teveel water het gebied instroomt en dat zich aan de randen van het retentiegebied onvermijdelijk problemen gaan voordoen. In het geval dat de toevoer naar het retentiegebied geregeld wordt middels een beweegbare inlaat, moet besloten worden welk gebied de prioriteit verdient bij de bescherming tegen overstromingen: het achterland van het retentiegebied of de gebieden langs de rivier benedenstrooms. Een andere mogelijke oorzaak van falen van het systeem is dat het retentiegebied te vroeg of juist te laat wordt ingezet. In beide situaties kan het gebeuren dat het gebied niet in werking is op het moment dat de piekafvoer passeert. De piekafvoer kan daardoor locaties benedenstrooms bereiken, terwijl dit vermeden had kunnen worden door het retentiegebied op het juiste moment in te zetten. Bij gebruik van een regelbaar inlaatwerk is het derhalve van cruciaal belang dat een goede voorspelling gedaan wordt van het afvoerverloop gedurende de komende dagen. Desalniettemin blijft altijd het gevaar bestaan van een tweede hoogwatergolf die kort na de eerste optreedt buiten de zichtduur van de voorspelling. Een laatste mogelijk risico ontstaat als de capaciteit van het inlaatwerk onvoldoende is, zodat de gewenste toevoer naar het retentiegebied niet gerealiseerd kan worden. Er wordt dan meer water doorgelaten in de richting van benedenstroomse gebieden dan gewenst. Bij het ontwerp van het inlaatwerk dient derhalve rekening gehouden te worden met dit risico, en is een zekere mate van overcapaciteit aan te raden. Hoeveel bergingscapaciteit is nodig voor een succesvolle inzet van een retentiegebied? Dat is per hoogwater verschillend en hangt af van een aantal factoren. Dit is het best te illustreren aan de hand van Figuur 3.1. Daarin is het afvoerverloop weergegeven van een hypothetische hoogwatergolf. Op het moment dat de afvoergolf het niveau bereikt heeft waarop de inlaat is afgesteld, treedt het retentiegebied in werking. Als gevolg hiervan blijft de afvoer benedenstrooms van het gebied een tijd lang op een constant niveau steken. De afvoer bovenstrooms van het gebied (de stippellijn) is gedurende deze periode groter dan de afvoer benedenstrooms (doorgetrokken lijn). Het overtollige water wordt geborgen in het retentiegebied. Het gearceerde oppervlak stelt het totale volume voor dat in het retentiegebied geborgen dient te worden. WL Delft Hydraulics 3 6

16 afvoer (m 3 /s) afvoer bovenstrooms van retentiegebied afvoer benedenstrooms van retentiegebied inlaat-drempel Tijd (dagen) Figuur 3.1 Schematische weergave van de werking van een retentiegebied tijdens een hoogwatergolf. Het gebied treedt in werking op het moment dat de afvoer boven de zogenaamde inlaat-drempel uitkomt. De gestippelde lijn geeft de vorm van de afvoergolf weer op een locatie direct bovenstrooms van het retentiegebied. De doorgetrokken lijn geeft de vorm van de afvoergolf weer op een locatie direct benedenstrooms van het retentiegebied. Het oppervlak van het gearceerde gebied in de figuur (en daarmee de totale benodigde bergingscapaciteit) is afhankelijk van: de hoogte van de piekafvoer; de duur (breedte) van de afvoergolf; en het afvoerniveau waarboven het retentiegebied in werking treedt (de inlaat-drempel ). De benodigde bergingscapaciteit is derhalve per hoogwatergolf verschillend. Hoe groot dient de capaciteit van de inlaat te zijn? Wederom is het antwoord op deze vraag het best te illustreren aan de hand van Figuur 3.1. Het retentiegebied treedt in werking op het moment dat de afvoer groter is dan de geschetste inlaat-drempel. Het overvloedige water (de hoeveelheid afvoer boven de inlaat-drempel) wordt geborgen in het gebied. Dit betekent dat de maximale toevoer naar het retentiegebied plaats vindt ten tijde van de piekafvoer en dat deze toevoer gelijk is aan het verschil tussen de piekafvoer en het niveau van de inlaatdrempel. Tijdens een hoogwatergolf kan een inlaatwerk derhalve alleen goed functioneren als de inlaatcapaciteit groter is dan de maximale toevoer. Aangezien de maximale toevoer afhankelijk is van de piekafvoer, is de benodigde inlaatcapaciteit per hoogwatergolf verschillend. WL Delft Hydraulics 3 7

17 En hoe zit het met de stroomsnelheden bij de inlaat als een retentiegebied daadwerkelijk wordt gebruikt? Bij daadwerkelijk gebruik van een retentiegebied zullen de stroomsnelheden bij de inlaat hoog zijn. Als de inlaat wordt gevormd door een compacte, regelbare inlaat met schuiven, dan kan de stroomsnelheid in de inlaat maximaal 10 tot 12 m/s bedragen (zie WL, 2001). Zodra het water de inlaat gepasseerd is, waaiert de stroming uit, en zal de stroomsnelheid direct fors afnemen. De bodem van het gebied waar de stroomsnelheden hoog zullen zijn zal zwaar verdedigd moeten worden om te voorkomen dat een diepe erosiekuil dicht achter het inlaatwerk ontstaat. Deze bodembescherming kan desgewenst aan het oog worden onttrokken met een grasmat. Moeten we ons nog zorgen maken over de aantasting van het milieu in een retentiebekken? Bij de mogelijke aantasting van het milieu in geval van daadwerkelijk gebruik van een retentiebekken wordt gedacht aan de afzetting van mogelijk vervuild rivierslib, zwerfvuil, de verspreiding van milieu-gevaarlijke stoffen zoals mest, chemicaliën, en olie, maar wellicht kan ook niet worden uitgesloten dat een overstroming leidt tot gevaarlijke chemische reacties. De hoeveelheid (drijvend) zwerfvuil die door de rivier kan worden aangevoerd zal naar verwachting klein zijn in vergelijking met de allerlei voorwerpen die reeds in het gebied aanwezig zijn en door het stromende water worden meegevoerd. Deze laatste hoeveelheid kan zeer omvangrijk zijn. Gezien de verbetering van de waterkwaliteit en de slibkwaliteit van de Rijn gedurende de afgelopen decennia hoeft er geen grote vrees te bestaan dat met het water dat via de inlaat in het noodoverloopgebied stroomt grote hoeveelheden vervuild slib en opgeloste milieubelastende stoffen in het retentiegebied komen. Bij daadwerkelijk gebruik van het retentiegebied kunnen reeds in het gebied aanwezige stoffen een bedreiging vormen voor het milieu. Daarbij moet worden gedacht aan opslagplaatsen voor dierlijke mest, opslagtanks voor olie, gas, etc., die kunnen gaan drijven en meegevoerd worden door de stroming. Tevens moet echter worden gedacht aan bij particulieren en met name bedrijven opgeslagen kleine of grote hoeveelheden milieubelastende stoffen. Te denken valt bijvoorbeeld aan landbouwchemicaliën, etc., maar ook aan de inhoud van een gootsteenkastje. Vanzelfsprekend zal bij de feitelijke aanwijzing en inrichting van een retentiegebied het milieuaspect een rol moeten spelen. WL Delft Hydraulics 3 8

18 4 Retentie als alternatief voor verhoging van de afvoercapaciteit Maatregelen als dijkverhoging en rivierverruiming zijn gericht op het verhogen van de afvoercapaciteit van de rivier. Retentie, echter, is gericht op het tijdelijk verlagen van de afvoer van de rivier. Op basis van welke criteria moet worden beoordeeld of retentie een goed alternatief is voor verhoging van de afvoercapaciteit van de rivier? Bij een dergelijk afweging spelen meerdere aspecten een rol. Daarbij moet gedacht worden aan bestuurlijke aspecten, aspecten van ruimtelijke ordening, emotionele aspecten en uiteraard kosten. Er kan echter pas sprake zijn van een serieus alternatief als aan de gestelde veiligheidsnorm voor het rivierengebied wordt voldaan. Langs de bovenrivieren in Nederland geldt een veiligheidsnorm van 1/1250 per jaar. Plannen om de afvoercapaciteit van de rivier te verhogen middels dijkverhoging of rivierverruiming worden in de regel geïnitieerd als geconstateerd wordt dat op één of meerdere locaties momenteel of in de nabije toekomst niet aan de gestelde veiligheidsnorm wordt voldaan. Door de aanleg en het gebruik van retentiegebieden bovenstrooms van deze locaties worden deze locaties tijdens extreme hoogwaters ontlast, hetgeen kan resulteren in een reductie van de benodigde afvoercapaciteit. In de regel geldt daarbij dat hoe groter de bergingscapaciteit van het retentiegebied is, des te groter de ontlasting voor benedenstroomse locaties. Een verhoging van de bergingscapaciteit gaat dus gepaard met een reductie in de vereiste afvoercapaciteit. Indien de reductie in de benodigde afvoercapaciteit voldoende groot is, kan besloten worden om dijkverhogingen en rivierverruimende maatregelen achterwege te laten, zonder daarmee te tornen aan de gestelde veiligheidsnorm. Hoe wordt ook al weer de benodigde dijkhoogte langs de rivieren bepaald in relatie tot de gestelde veiligheidsnorm? De hoogte van dijken in het rivierengebied worden gerelateerd aan maatgevende waterstanden in de rivieren. De maatgevende waterstanden horen bij een afvoer (de maatgevende afvoer) waarvan de kans op overschrijden gelijk is aan 1/1250 per jaar. De maatgevende afvoer wordt bepaald op basis van een statistische analyse van een reeks gemeten afvoeren. Voor de Rijn wordt daartoe de meetreeks bij Lobith gebruikt en voor de Maas de meetreeks bij Borgharen. Beide reeksen hebben een lengte in de orde van grootte van 100 jaar. De belangrijkste statistische eigenschappen van de meetreeks worden gekwantificeerd, waarna de hoogte van de maatgevende afvoer wordt vastgesteld. Dit betekent onder meer dat de afgeleide statistieken in de loop der jaren kunnen veranderen als gevolg van de uitbreiding van de meetreeks. Dat heeft weer tot gevolg dat de maatgevende afvoer in de loop der jaren kan veranderen. Recentelijk is bijvoorbeeld de maatgevende afvoer gestegen van m 3 /s naar m 3 /s. De voornaamste oorzaak van deze stijging is de uitbreiding van de meetreeks met de hoogwaters van december 1993 en januari Mede door dergelijke mogelijke veranderingen is vastgelegd dat de maatgevende WL Delft Hydraulics 4 1

19 afvoer elke vijf jaar opnieuw bepaald moet worden en opgenomen in het hydraulische randvoorwaardenboek. Maatgevende waterstanden in het bovenrivierengebied worden afgeleid uit de maatgevende afvoer met behulp van het 2-dimensionale hydrodynamische model WAQUA. Daartoe wordt met WAQUA de situatie nagebootst waarbij de maatgevende afvoer optreedt. De maatgevende afvoer wordt opgelegd aan de bovenrand van het model, waarna het model het verloop van de afvoer en de waterstand in benedenstroomse richting nabootst. Voor alle benedenstroomse locaties wordt de hoogste waterstand in het midden van de rivier als maatgevende waterstand genomen. Het ontwerp en de toetsing van dijken wordt gerelateerd aan de maatgevende waterstanden, waarbij nadrukkelijk vermeld wordt dat de dijkhoogte niet gelijk gesteld wordt aan de maatgevende waterstand. Bij de bepaling van de dijkhoogte wordt namelijk ook rekening gehouden met effecten van opwaaiing en golfoploop. Aan de dijk wordt daarom een extra hoogte (de zogenaamde waakhoogte) toegevoegd. En bij rivierverruimende maatregelen, hoe wordt daar bepaald of aan de gestelde veiligheidsnorm wordt voldaan? In geval van rivierverruiming wordt grotendeels dezelfde methode gehanteerd als voor dijkverhoging. Dezelfde maatgevende afvoer wordt gehanteerd en het model WAQUA wordt weer gebruikt om de waterstanden benedenstrooms te berekenen. Het grote verschil bestaat hierin dat de resulterende waterstanden als gevolg van de rivierverruiming lager uit zullen komen. Elk pakket maatregelen dat als mogelijk alternatief wordt gezien, dient daarom geschematiseerd te worden in WAQUA, opdat de verlaging van waterstanden bepaald kan worden. Indien de resulterende waterstanden dusdanig verlaagd zijn dat de bestaande dijken langs de rivier voldoen, kan vastgesteld worden dat met het doorgerekende alternatief aan de veiligheidsnorm voldaan is. En voor retentiegebieden, wordt daar dezelfde methode gehanteerd ter bepaling van de benodigde bergingscapaciteit? Nee, voor retentiegebieden is een meer uitgebreide en meer complexe methode nodig om vast te stellen of aan de gestelde veiligheidsnorm voldaan wordt. Zoals eerder vermeld hangt de hoeveelheid water die tijdens een hoogwatergolf in een retentiegebied geborgen moet worden af van (a) de hoogte van de piekafvoer, (b) de duur van de afvoergolf en (c) de hoogte van de inlaatdrempel. Bij de bepaling van dijkhoogten, daarentegen, wordt primair uitgegaan van de maatgevende afvoer en is derhalve alleen de piekafvoer van een hoogwatergolf van belang (althans in het bovenrivierengebied; In het benedenrivierengebied is de duur van de afvoergolf ook van belang). Voor het ontwerp van retentiegebied zijn derhalve naast de statistieken van piekafvoeren ook statistieken van golfduren nodig. Daar komt bij dat ook de onderlinge relatie tussen enerzijds de piekafvoer en anderzijds de duur van een afvoergolf in rekenschap gebracht moet worden. In een recente studie naar de effectiviteit van het inzetten van het Rijnstrangengebied als retentiegebied (WL, 2001) is een methode uitgewerkt en toegepast waarmee vastgesteld kan worden of middels inzet van retentiegebieden aan de gestelde veiligheidsnorm wordt WL Delft Hydraulics 4 2

20 voldaan. Hiertoe wordt eerst voor alle mogelijke extreme hoogwatergolven de kans bepaald dat deze optreden. Een hoogwatergolf wordt daarbij geschematiseerd door de combinatie van de piekafvoer en een maat voor de duur van de afvoergolf. Vervolgens wordt vastgesteld of deze hoogwatergolven door de inzet van het retentiegebied voldoende afgetopt kunnen worden opdat de maatgevende hoogwaterstand niet wordt overschreden. Tenslotte wordt de totale kans van optreden bepaald van alle mogelijke hoogwatergolven die niet voldoende afgetopt kunnen worden (d.w.z. waarbij de maatgevende hoogwaterstand wordt overschreden). In het voorbeeld van het retentiegebied Rijnstrangen bleek deze faalkans onder de gestelde condities kleiner te zijn dan 1/1250 per jaar, hetgeen impliceert dat aan de veiligheidsnorm wordt voldaan. De methode, zoals uitgewerkt en toegepast voor het retentiegebied Rijnstrangen, is relatief eenvoudig overdraagbaar naar andere retentiegebieden langs de Rijntakken. Voor retentiegebieden langs de Maas is de methode eveneens toepasbaar, maar daartoe dient eerst een analyse van afvoergolven op de Maas uitgevoerd te worden, analoog aan de analyse zoals uitgevoerd in (WL, 2001) voor de Rijn. Benadrukt moet worden dat de interpretatie van de uitkomst van bovenbeschreven methode op een aantal punten essentieel verschilt van de methode ter bepaling van de maatgevende afvoer. Uitgaande van de maatgevende afvoer van m 3 /s worden dijken zó ontworpen dat ze bescherming bieden tegen alle hoogwatergolven met een piekafvoer die gelijk of lager is dan m 3 /s. Voor piekafvoeren groter dan m 3 /s wordt geaccepteerd dat deze tot overstromingen kunnen leiden, aangezien de kans van optreden van dergelijke gebeurtenissen slechts 1/1250 per jaar is. Bij het ontwerp van retentiegebieden wordt het principe van de maatgevende afvoer als scherpe scheidslijn tussen wel/niet overstromen van de beschermde gebieden losgelaten. Er wordt namelijk rekening gehouden met het feit dat bij een piekafvoer van bijvoorbeeld m 3 /s overstromingen vermeden kunnen worden door inzet van het retentiegebied ook al zijn de dijken benedenstrooms gedimensioneerd op een lagere afvoer van bijvoorbeeld m 3 /s. Voorwaarde is dan wel dat het een hoogwatergolf betreft met een relatief korte duur, waarbij de beschikbare capaciteit van het gebied voldoende is om het overtollige water te kunnen bergen. Anderzijds kan het gebeuren dat bij een piekafvoer van bijvoorbeeld m 3 /s overstromingen niet zijn tegen te gaan met het retentiegebied, in het geval het een hoogwatergolf betreft met een relatief lange duur. Kort gezegd dient bij het ontwerp van retentiegebieden rekening gehouden te worden met het hele scala van mogelijke hoogwatergolven, terwijl bij het ontwerp van dijkhoogtes in essentie slechts één afvoer van belang is, namelijk de maatgevende afvoer. Desalniettemin is een onderlinge vergelijking van de beide typen maatregelen goed mogelijk, doordat in beide gevallen de faalkans bepaald wordt en daarmee vastgesteld kan worden of aan de gestelde veiligheidsnorm van 1/1250 voldaan wordt. Om te kunnen bepalen of met inzet van retentiegebieden aan de veiligheidsnorm voldaan wordt zijn dus statistieken nodig van enerzijds piekafvoeren en anderzijds golfduren. Hoe worden deze statistieken afgeleid? WL Delft Hydraulics 4 3

21 Zoals eerder gemeld wordt iedere vijf jaar de maatgevende afvoer bepaald op basis van een statistische analyse van een reeks gemeten (piek-)afvoeren (WL, 1999; RIZA, 2001). De maatgevende afvoer is dié afvoer waarvoor geldt dat deze een jaarlijkse overschrijdingskans van 1/1250 heeft. Naast de maatgevende afvoer wordt op dezelfde wijze voor andere afvoeren de jaarlijkse overschrijdingskans bepaald. Vervolgens wordt een wiskundige beschrijving afgeleid die de relatie weergeeft tussen enerzijds de piekafvoer van een hoogwatergolf en anderzijds de bijbehorende jaarlijkse overschrijdingskans. Deze wiskundige beschrijving wordt de werklijn genoemd. Statistieken van de duur van de afvoergolf op de Rijn bij Lobith zijn onderzocht en beschreven in (WL, 2001). Voor een hoogwater met een gegeven piekafvoer is bepaald wat gemiddeld genomen de duur van de afvoergolf is. Er is een wiskundige beschrijving afgeleid voor de relatie tussen enerzijds de piekafvoer en anderzijds de gemiddelde golfduur. Daarnaast is rekening gehouden met het gegeven dat er hoogwaters zijn die langer dan gemiddeld aanhouden en uiteraard ook hoogwaters die korter dan gemiddeld aanhouden. Aangezien de duur van de afvoergolf in grote mate bepalend is voor de hoeveelheid water die in het retentiegebied geborgen moet worden, is de mate van spreiding om het gemiddelde van de golfduur eveneens onderzocht en beschreven (zie WL, 2001). Maar hoe weet ik nu welk volume retentie nodig is om te voldoen aan de gestelde veiligheidsnorm? In het voorgaande is geschetst hoe voor een retentiegebied (of gebieden) met een gegeven beschikbare hoeveelheid bergingscapaciteit bepaald wordt wat de jaarlijkse kans op overstromen is. Vervolgens wordt in een rekenprocedure de beschikbare capaciteit net zo lang gevarieerd, totdat de jaarlijkse kans op overstromen exact gelijk is aan 1/1250. De gevonden capaciteit geeft het totale bergingsvolume aan dat nodig is om aan de veiligheidsnorm van 1/1250 per jaar te voldoen. Kan één en ander met een getallenvoorbeeld verduidelijkt worden? In (WL, 2001) is het effect van de inzet van het retentiegebied Rijnstrangen onderzocht. Dit retentiegebied ligt (grotendeels) langs de Boven-Rijn en kan derhalve ingezet worden ten bate van alle Rijntakken. In de analyse is aangenomen dat de gesommeerde capaciteit van de Rijntakken benedenstrooms gelijk is aan m 3 /s. Dat wil zeggen dat de capaciteit van de Rijntakken voldoende is om hoogwaters af te voeren waarvan de piekafvoer in de Boven- Rijn niet groter is dan m 3 /s. Deze capaciteit is gekozen omdat tot voor kort de maatgevende afvoer gelijk was aan m 3 /s en veel rivierdijken derhalve op deze afvoer gedimensioneerd zijn. WL Delft Hydraulics 4 4

22 Recentelijk is in het kader van het hydraulische randvoorwaardenboek 2001 vastgesteld dat de maatgevende afvoer gelijk is aan m 3 /s. De voornaamste oorzaak van deze stijging kan gezocht worden in het optreden van de hoogwaters van december 1993 en januari Een belangrijk gevolg van de stijging van de maatgevende afvoer is dat de bestaande riviercapaciteit niet meer voldoet. Uitgaande van de afvoercapaciteit van m 3 /s kan op basis van de eerdere genoemde werklijn berekend worden dat de jaarlijkse kans op overstromen gelijk is aan 1/585, hetgeen impliceert dat niet voldaan wordt aan de gestelde veiligheidsnorm van 1/1250. Op grond van deze constatering zijn de afgelopen jaren plannen opgesteld (en deels reeds uitgevoerd) voor verruiming van de rivieren (zoals bijvoorbeeld verlaging van het stuweiland bij Driel en de dijkverlegging Veur-Lent bij Nijmegen). Als alternatief voor maatregelen om de afvoercapaciteit van de rivier te verhogen van m 3 /s naar m 3 /s kan besloten worden om het Rijnstrangengebied als retentiegebied te gebruiken. In (WL, 2001) is aangetoond dat in dat geval 134 miljoen m 3 aan retentie-capaciteit nodig is om de jaarlijkse overstromingskans van 1/585 te verlagen naar het gewenste niveau van 1/1250. Tabel 3.1 geeft aan dat in dit gebied maximaal 169 miljoen m 3 aan bergingscapaciteit gerealiseerd kan worden. De mogelijke inzet van het Rijnstrangengebied als retentiegebied is dus op statistische grond een realistisch alternatief voor rivierverruimende maatregelen. Opgemerkt dient te worden dat een volume van 169 miljoen m 3 de theoretisch maximaal haalbare capaciteit voor het Rijnstrangengebied is en dus geen rekening gehouden is met effecten die deze capaciteit reduceren, zoals aangegeven aan het begin van hoofdstuk 3. Zolang aan de veiligheidsnorm voldaan wordt is retentie dus een mogelijk alternatief voor rivierverruiming. Maar wat zijn nu precies de voordelen van retentie? Een belangrijk voordeel van retentie is dat hoogwaterproblematiek lokaal opgelost wordt. Rivierverruiming moet immers langs het gehele riviertraject uitgevoerd worden om effectief te zijn. In vergelijking met rivierverruimende maatregelen spreken daarom de volgende argumenten in het voordeel van retentie: het brengt minder kosten met zich mee; de benodigde aanpassingen aan het landschap zijn veel minder ingrijpend, waardoor mogelijk gebieden met hoge culturele-, archeologische- of landschapswaarde bewaard kunnen blijven; en het past in de huidige internationale tendens om je buren zo min mogelijk op te zadelen met hoogwater-overlast. In het geval een retentiegebied wordt uitgerust met en beweegbaar inlaatwerk, is er nog een bijkomend voordeel dat dit de mogelijkheid biedt om in te spelen op onverwachte situaties, zoals waterstanden die hoger uitvallen dan verwacht. WL Delft Hydraulics 4 5

23 Kleven er ook nadelen aan retentie? Jazeker, in vergelijking met rivierverruiming (of dijkverhoging) kunnen als nadelen van retentie genoemd worden: het roept grote maatschappelijk weerstand op bij met name de inwoners van het gebied; in het geval gekozen wordt voor een vaste overlaat dient deze vele kilometers lang te zijn om de gewenste hoeveelheid water in het retentiegebied te krijgen (zie WL, 2001); in het geval gekozen wordt voor een vaste overlaat kan de toevoer naar het gebied niet gestopt worden op het moment dat het retentiegebied volledig gevuld is, zodat het achterland van het retentiegebied onbedoeld met overstromingen bedreigd wordt; in het geval gekozen wordt voor een beweegbaar inlaatwerk is de effectiviteit van de inzet van een retentiegebied sterk afhankelijk van de waterstands-voorspellingen; en in het geval gekozen wordt voor een beweegbaar inlaatwerk, ligt er een grote verantwoordelijkheid bij diegene die de schuiven beheert. Het is goed denkbaar dat tijdens een hoogwater onder grote maatschappelijke druk de niet de juiste beslissingen genomen worden. Dit probleem is echter grotendeels af te vangen door de aansturing van de schuiven computergestuurd te laten plaatsvinden, zoals dat bijvoorbeeld bij de Oosterscheldekering en de Maeslandkering het geval is. WL Delft Hydraulics 4 6