Ministerie van Verkeer en Waterstaat. Bouwdienst Rijkswaterstaat. RIVIERen LAND cluster 1: Dynamiek in natuurlijk systeem

Transcriptie

1 O-AE I ~ Ministerie van Verkeer en Waterstaat Directoraat-Generaa Rijkswaterstaat Bouwdienst Rijkswaterstaat ci RIVIERen LAND cluster 1: Dynamiek in natuurlijk systeem Hydraulische berekeningen Stage verslag Léon de Nijs Universiteit Utrecht Faculteit Ruimtelijke Wetenschappen Vakgroep Fysische Geografie juli in opdracht van: Rijkswaterstaat Bouwdienst Utrecht 34

2 - 3o4o DW,./ Voorwoord Rjwa - P.'; ksinstituut voor j Erl Als onderdeel van de opleiding Fysische Geografie aan de Universiteit Utrecht, Faculteit der Ruimtelijke Wetenschappen, is een stage verricht bij de Bouwdienst Rijkswaterstaat, hoofdafdeling Waterbouw. Het onderzoek waaraan is meegewerkt is het project Rivierenland. Dit is een verkennend onderzoek naar de mogelijkheden van een robuust veiligheidsconcept voor het rivierengebied van Nederland, waarbij de dijken geheel of gedeeltelijk worden weggehaald, zodat de Rijntakken en de Maas meer ruimte krijgen. De inhoud van de stage is het maken van een hydraulisch rekenmodel, waarmee waterhoogten en afvoeren berekend kunnen worden. Hiermee kunnen inundatiediepten berekend worden bij verschillende afvoer-scenario's. De informatie die daarmee Vrij komt, is de data voor de volgende clusters van het onderzoek in Rivierenland, namelijk wonen-en-werken, economie en bestuur. Dit stage-rapport is een inhoudelijke rapportage van het hierboven beschreven onderzoek. Het is geen beschrijving van de stage werkzaamheden. Deze werkzaamheden zijn in een bijlage kort uitgewerkt. In het rapport wordt verslag gedaan van het uitbreiden van het hydraulisch rekenmodel, namelijk het inbrengen van het Rivierenland tussen reeds gemodelleerde rivieren. De berekeningsresultaten zijn waterhoogten bij verschillende afvoeren in het Rivierenland. Het model zelf wordt beschreven in het rapport Hydraulische Berekeningen Rivierenland van ir. J. Zuurveld. De stagebegeleider bij de Bouwdienst was ing. G.A. Beaufort, die tevens projectleider van Rivierenland is. Verder heeft ir. J. Zuurveld als inhoudelijk begeleider op het gebied van het model gefungeerd. Hun adviezen en hulp waren zeer nuttig om verder te komen. Bij de Universiteit Utrecht is deze stage begeleid door dr. H.j.A. Berendsen en dr. H. Middelkoop.

3 Samenvatting In de verkennende studie Rivierenland wordt onderzoek gedaan naar de mogelijkheden en de bruikbaarheid van een robuust veiligheidsconcept voor het Rivierengebied van Nederland. Hierin wordt uitgegaan van een rivierengebied zonder dijken. Ten behoeve van deze studie is een model ontwikkeld, waarmee de waterhoogten in het Rivierenland berekend kunnen worden. Dit rapport beschrijft dat model. Uitgangspunten voor dit model zijn de huidige morfologische situatie en de huidige zeespiegel. Morfologische ontwikkelingen, rivierverleggingen en zeespiegelrijzing worden buiten beschouwing. Hoewel het model voor verbetering vatbaar is, is het voldoende aangetoond als zijnde bruikbaar voor het leveren van data voor volgende clusters van het onderzoek. Uit het model blijkt dat het Rivierenland, wanneer er geen dijken of obstakels in het landschap zijn, bij vaak voorkomende, dagelijkse omstandigheden (afvoer bij Lobith van 989 m3/s, bij Mook 47 m 3/s) niet of nauwelijks zal overstromen. Alleen in het benedenstroomse deel (Alblasserwaard en Land van Altena) zal na een eerste grote afvoer (afvoer groter dan 769 m 3/s bij Lobith, 154 m 3/s bij Mook) permanent water komen te staan. Deze gebieden zijn namelijk ver onder NAP gelegen, waardoor het water niet naar zee kan wegstromen. Het zeewater met getij dringt benedenstrooms ook het Rivierenland binnen en zorgt voor een extra aanvoer van water. Bij jaarlijks hoogwater (afvoer bij Lobith van 769 m3/s, bij Mook van 154 m 3/s) zal het gehele rivierengebied meestromen. Waterdiepten zullen dan variëren van gemiddeld 1 meter bovenstrooms tot gemiddeld â 3 meter benedenstrooms. Bij extreme afvoeren (afvoer bij Lobith van groter dan of gelijk aan 15 m 3/s, bij Mook 3513 m 3/s) nemen de waterdiepten in het gebied alleen maar toe. Bovenstrooms zullen dan waterdiepten voorkomen van tot 4 meter, terwijl benedenstrooms de waterdiepten zelfs tot 6 â 7 meter oplopen. De waterhoogte in de rivieren zelf zal bij deze extreme afvoeren bovenstrooms enkele meters zakken ( tot 3 meter). Benedenstrooms stijgt het waterniveau echter ongeveer meter. De hoeveelheid rivierwater die via het Benedenrivierengebied naar zee stroomt blijft hetzelfde. Dit rivierwater stroomt sneller af door het meestromen van Rivieren land. Door de werking van het getij stroomt er echter ook stroomopwaarts een aanzienlijke hoeveelheid water het Rivierenland binnen vanuit zee. Er moet dus meer water via de twee waterwegen, Haringvliet en Nieuwe Waterweg, naar zee afstromen. Hierdoor ontstaat er een opstuwing in het Benedenrivierengebied. Verder onderzoek zou gedaan kunnen worden naar completering van het model, eventueel naar een Dmodel, meerdere afvoerregimes, invloed van het getij, invloed van zeespiegelrijzing, en morfologische aanpassingen op de bodemhoogten van het Rivierenland.

4 Inhoudsopgave Voorwoord 1 Samenvatting Inhoudsopgave 3 Lijst van figuren 3 Lijst van tabellen 3 Lijst van bijlagen Inleiding Methoden.1 Modelbeschrijving.1.1 De Rivieren.1. Rivierenland.1..1 Rivierenland RijnWaal.1.. Rivierenland WaalMaas. Uitvoer variabelen Resultaten van de berekeningen 17 Conclusies en aanbevelingen 4.1 Conclusies 4. Aanbevelingen Literatuurlijst Bijlagen 3 Lijst van figuren Figuur 1. Het rivierengebied van Nederland. 4 Figuur. SOBEK-schematisatie, opgebouwd uit knopen en takken. 5 Figuur 3. SOBEK-schernatisatie Benedenrivierengebied. 5 Figuur 4. SOBEK-schematisatie Bovenrivierengebied. 6 Figuur 5. SOBEK-schematisatie van het (gekoppelde) rivierengebied. 6 Figuur 6. Het werkelijke profiel (A) en het in SOBEK ingevoerde profiel (B) van profiel 4n. 8 Figuur 7. De 'dry bed procedure'. Bron: Technical Reference Manual SOBEK (1997). 9 Figuur 8. SOBEK-schematisatie van Rivierenland RijnWaal. 1 Figuur 9. Validatie maas-uitbreiding. Waterhoogten bij een afvoeren van 47 m3/s, 468 m3/s en 3513 m3/s bij Mook. 1/11 Figuur 1. SOBEK-schematisatie van Rivierenland WaalMaas. 11 Figuur 11. SOBEK-schematisatie van het complete Rivierenland. 1 Figuur 1. Twee varianten van de verhanglijn van Rivierenland WaalMaas. 13 Figuur 13. Bepaling van de bodemhoogte uit een in SOBEK gedefinieerd dwarsprofiel van een rivier. 14 Figuur 14. Voorbeeld van een grafiek met verhanglijnen. Het betreft de verhanglijnen van de Waal bij een afvoer van 15 m 3 /s bij Lobith. 15 Figuur 15. Stuwkrommen bij een hoge afvoer (stuwkromme 1) en bij een lage afvoer (stuwkromme )17 Figuur 16. Locaties van de meetpunten in het model voor de afvoerverdeling. Lijst van tabellen Tabel 1. De gebruikte afvoerscenario's. Tabel. Waterhoogten (m + NAP) op de profiellijnen als invoer voor de waterhoogtenkaart. 16 Tabel 3. De afvoerverdeling in het Rivierenland bij de verschillende afvoerscenario's, gemeten op een bovenstrooms en een benedenstrooms dwarsprofiel (resp. profiel 9 en profiel 3). 19 Lijst van bij lagen 3 Bijlage A Topografische Kaart van het Rivierengebied Bijlage B Terreinhoogtenkaart van het Rivierenland Bijlage C Inundatiekaarten van het Rivierenland voor 5 afvoerscenario's Bijlage D Verhanglijnen bodem- en waterhoogten Rivierenland Bijlage E Werkelijke profielen Bijlage F Maas-uitbreiding Bijlage G Overschrijdingskansen van afvoeren Bijlage H Stagewerkzaamheden

5 1. Inleiding De hoofdafdeling Water van de Dienst Weg- en Waterbouwkunde (DWW) van Rijkswaterstaat wil de bruikbaarheid van een robuust veiligheidsconcept voor het rivierengebied van Nederland (zie figuur 1) in kaart brengen. Dit wordt gedaan met een verkennende studie naar een volledig of gedeeltelijk dijkloos rivierenland, waardoor het rivierwater tussen de noordelijke Rijndijk en de zuidelijke Maasdijk meer ruimte krijgt. Het ontwikkelen van rekenmodellen en het maken van sommen is in dit project een gereedschap om aspecten die Figuur 1. Het rivierengebied van Nederland. De belangri/kste rivieren zijn donkerder aangegeven. Binnen de Bouwdienst RWS is studie naar een rekenmodel gedaan. Doel van deze studie is het ontwikkelen van een betrouwbaar rekenmodel voor het berekenen van waterhoogten in het Rivierenland en het maken van een aantal sommen hiermee. Dit zijn sommen van extreme afvoeren, maar ook van de vaak voorkomende, dagelijkse omstandigheden. Met de sommen kunnen inundatiediepten in het gebied worden berekend. In het Rivieren land zullen sommige gebieden periodiek overstromen, andere niet overstromen en zullen gebieden altijd onder water staan. Bij het ontwikkelen van het rekenmodel wordt er niet naar gestreefd om tot op detailniveau berekeningen te kunnen maken. Het model dient in eerst instantie als model voor een verkennende studie. Voor de ontwikkeling van het model wordt gebruik gemaakt van het één-dimensionale modelleringssysteem SOBEK (ontwikkeld door WL I Delft Hydraulics en RIZA). Om een betrouwbaar beeld te kunnen geven zijn in de schematisatie tenminste de Rijntakken (Bovenrijn, Waal, Pannerdensch Kanaal, Nederrijn en de Ijssel) en de Maas opgenomen. De benedenstroomse randen van het model zijn gekozen ter plaatse van het IJsselmeer en de Noordzee. De modellering van de rivieren is bij verschillende afvoeren gekalibreerd op de huidige situatie (dus zonder stroming door het rivierenland). Dit is gedaan voor hoge afvoeren (extremen) en lage afvoeren (dagelijkse omstandigheden). De uitwerkingen hiervan staan in Zuurveld (). In dit rapport wordt verslag gedaan van de uitbreiding van het hydraulisch rekenmodel met Rivierenland. Uitgangspunt is een volledig gekalibreerde schematisatie van het rivierengebied in de huidige situatie met dijken. Verder wordt uitgegaan van de huidige morfologie en het huidige zeeniveau. Veranderingen als gevolg van erosie en sedimentatie, rivierverleggingen en bressen worden dus buiten beschouwing gelaten, evenals een zeespiegelrijzing. In de onbedijkte situatie wordt er vanuit gegaan dat het gebied bij grote afvoeren fungeert als één grote riviervlakte. Hier zullen dan overal ongeveer gelijke waterhoogten aanwezig zijn. Dit is meteen de belangrijkste validatie op het model. Het eerste doel van dit onderzoek is het schematiseren van het rivierenland tussen de huidige rivieren. Het tweede doel is het maken van sommen, waarbij de waterhoogten in het Rivierenland worden bepaald. Aan de hand van berekende waterhoogten en een hoogtebestand (GIS) worden voor Rivieren land lokale inundatiediepten bepaald door deze van elkaar af te trekken. Uitkomsten worden geanalyseerd en besproken. 4

6 . Methoden.1 Modelbeschrijving SOBEK is één-dimensionaal modelleringssysteem, ontwikkeld door WL 1 Delft Hydraulics en RIZA. Het gaat uit van schematisaties met behulp van knopen en takken (zie figuur ). Op de takken moeten eigenschappen van de riviertak worden gedefinieerd, zoals het dwarsprofiel, het verhang, de ruwheid, eventuele kunstwerken. knoop knoop Figuur. SOBEK-schematisatie, opgebouwd uit knopen en takken. Aangezien er verder is gegaan met een model (in ontwikkeling), volgt eerst een korte beschrijving van het aangeleverde model en de uitgangspunten en randvoorwaarden die daar bij horen. Hierna volgt er een uitgebreidere beschrijving van het volledige model van Rivierenland. Krimpen Lek Dordrecht Tiel Lith + Haringvlietsluizen Moerdijk Figuur 3. SOBEK-schematisa tie Benedenrivierengebied (overgenomen van RIZA Dordrecht).

7 .1.1 De rivieren Het rivierengebied is geschematiseerd in twee delen, het bovenrivierengebied en het benedenrivierengebied. De schematisatie van het benedenrivierengebied, ook wel het Noordelijk Deltabekken genoemd, is geleverd door RIZA Dordrecht (SOBEK-NDB). Het beschrijft het overgangsgebied tussen het bovenrivierengebied en de Noordzee (zie figuur 3). De bovenstroomse randen hiervan zijn Hagestein-beneden (Lek), Tiel (Waal) en Lith (Maas). De benedenstroomse randen zijn de Maasmond (Nieuwe Waterweg) en de Haringvlietsluizen. Het betreft hier een gedetailleerde schematisatie met veel takken en veel informatie per tak. Krnpen ei - Vul th Parinerdenche Kop Figuur 4. SOBEK-schematisatie Bovenrivierengebied (zoals vereenvoudigd voor dit project). i eer ikop bith H vi si Kop Figuur 5. SOBEK-schermatisatie van het (gekoppelde) rivieren gebied.

8 Het SOBEK-model van het bovenrivierengebied is binnen de Bouwdienst Utrecht ontwikkeld als een vereenvoudigde vorm van het SOBEK-model van RWS RIZA (zie figuur 4). Hiervan is de bovenstroomse rand Lobith. De benedenstroomse randen worden gevormd door Hagestein (Nederrijn), Vuren (Waal) en het Ketelmeer (IJssel). Deze schematisatie is minder gedetailleerd dan die van het benedenrivierengebied. Deze twee delen van het rivierengebied zijn aan elkaar gekoppeld (figuur 5). Zowel het Beneden- als het Bovenrivierengebied zijn gekalibreerd. Het gekoppelde model is vervolgens gevalideerd..1. Rivieren land Het Rivierenland is het gebied tussen de noordelijke Maasdijk en de zuidelijke Rijndijk. In SOBEK is in eerste instantie het gebied tussen de noordelijke Waaldijk en de zuidelijke Rijndijk geschematiseerd, genaamd Rivierenland RijnWaal. Nadat Rivierenland RijnWaal werkte, is het gebied tussen de noordelijke Maasdijk en de zuidelijke Waaldijk geschematiseerd en toegevoegd als Rivierenland WaalMaas. Overlaat Teneinde een 'dijkloos' rivierenland te simuleren worden ter plaatse van de aansluitingen van de huidige rivieren op het Rivierenland overlaten ingebouwd. De overlaat is een van de invoerelementen die standaard in SOBEK aanwezig is. Het model kan omgaan met zowel een volkomen als een onvolkomen overlaat. Voor de overlaat dient in SOBEK te worden ingevoerd: kruinhoogte breedte overlaat vorm De kruinhoogte van de overlaat is op dezelfde hoogte als de uiterwaard van de rivier gekozen. Hierdoor wordt de situatie gesimuleerd dat het Rivierenland pas gaat overstromen wanneer het winterbed van de rivier overstroomt. Tevens wordt hiermee voorkomen dat het water te gemakkelijk het Rivierenland weer uitstroomt. De breedte van de overlaat is gekozen op meter. De gevoeligheid voor de kruinhoogte en breedte van de overlaat staan uitgewerkt in Zuurveld(). Dwarsprofielen In SOBEK moet op iedere tak in het Rivierenland een dwarsprofiel gedefinieerd zijn, teneinde het model te laten rekenen. Daarom zijn over het gehele rekengebied dwarsprofielen gelegd profielen, zie inundatiekaarten, bijlage Q. Deze profielen liggen op 1 km afstand van elkaar. Over deze profiellijnen is met GIS per grid van 1 meter lengte de hoogte bepaald in meters ten opzichte van NAP. De werkelijke profielen vertonen een grillig verloop (zie figuur 6 en/of bijlage Q. In SOBEK dienen echter symmetrische profielen gedefinieerd te worden. Daarom is per hoogte-stap van.5 meter bepaald hoeveel meter profielbreedte aanwezig is. In figuur 6 is een dergelijk verkregen symmetrisch "bak"profiel weergegeven met het werkelijke profiel. Per riviertak dient minimaal één profiel te worden opgegeven. Om de hele riviertak te definiëren bestaan er twee mogelijkheden. Het programma SOBEK interpoleert lineair tussen twee profielen binnen een tak. Door twee profielen te definiëren, één aan het begin en één aan het einde van een tak, is daarmee de hele tak beschreven. Hoe meer profielen hiertussen extra gedefinieerd worden, des te gedetailleerder en meer naar werkelijkheid de riviertak wordt gemodelleerd. Een andere mogelijkheid is om de tak vanaf het dwarsprofiel een bodemverhang op te geven. Dit kan zowel in stroomopwaartse als in stroomafwaartse richting. Beide methoden werken goed en ze zijn beiden gebruikt. Ruwheden Op de takken in Rivierenland moet een ruwheid worden opgegeven. Er is voor gekozen om in het hele gebied één gemiddelde waarde voor de ruwheid te gebruiken. Dit is gedaan, omdat het een groot en breed gebied betreft, waarin in werkelijkheid veel verschillende ruwheden voorkomen. Er zijn op één dwarsprofiel al verschillende ruwheden te vinden. De gekozen waarde voor de ruwheid is een Chezy-waarde van 15. Ter vergelijking, in de rivieren van het rivierengebied is er een gemiddelde Chezy-waarde van circa 5 aanwezig. Getij-condities De benedenstroomse randen bij de Noordzee worden gedefinieerd door een getijreeks uit

9 Rekenpunten en tijdstappen Om het model te laten rekenen moeten op de takken rekenpunten (grids genaamd) worden opgegeven. Dit kan door een gewenste afstand tussen rekenpunten op te geven. Deze is voor de langere takken op 1 meter gesteld. Op kortere takken, zoals de takken van en naar het rivierenland, is gekozen voor een afstand van 5 meter. Deze afstanden blijken genoeg nauwkeurigheid te leveren om het model stabiel te laten worden en zijn ook weer zodanig van lengte dat ze niet teveel rekentijd aan het model vragen. Om het model sommen te laten maken zijn ook tijdsstappen nodig, waarin gerekend wordt. Hier is gekozen voor stappen van 1 minuten. Ook hier geldt dat dit voldoende nauwkeurigheid levert, een stabiele rekenprocedure, een eenduidige uitkomst en het vraagt niet te veel rekentijd. A werkelijk profiel 4n 18 F noord zuid 14 z + 1 E. 6 WA t!j Main Ch. 'OO Figuur 6. Het werkelijke pro fiel (A) en het in SOBEK ingevoerde pro fiel (B) van pro fiel 4n. 1.11

10 Dry bed procedure SOBEK kan niet rekenen met droogval in een tak. Een som wordt afgebroken wanneer er geen water meer in een tak stroomt. Om dit tegen te gaan is er een semi-automatische procedure aanwezig in het modelleringssysteem, de zogenaamde 'dry bed procedure". Complete droogval wordt hiermee voorkomen door een smal diep kanaal in het midden van een profiel te creëren, waardoor nog altijd een geringe hoeveelheid water blijft stromen (zie figuur 7). Zolang het profiel niet droogvalt, zal dit kanaal de berekening niet beïnvloeden. Wanneer de procedure in werking treedt wordt het profiel tijdelijk aangepast. Voor deze procedure moet per tak worden opgegeven de breedte van het kanaal en diepte ten opzichte van de bodem van het desbetreffende profiel. In Rivierenland is gewerkt met een breedte van het kanaal van 3 meter en een diepte van 1 meter. Voor het bovenstroomse deel van Rivierenland WaalMaas is dit kanaal te smal en is een breedte van 5 meter gebruikt. Deze waarden zijn iteratief bepaald. De waarden voor de breedte lijken erg groot. Met deze waarden is echter toch doorgegaan, omdat het model werkt en goede data levert voor dit onderzoek. Nader onderzoek zal verricht moeten worden naar de invloed van deze grote waarden. De invloed op de afvoeren en waterhoogten is vermoedelijk te groot.1..1 Rivierenland RijnWaal Het gebied tussen de noordelijke Waaldijk en de zuidelijke Rijndijk is opgedeeld in een aantal takken (zie figuur 8). Instroming van het Rivierenland vindt plaats vanaf de Bovenrijn (Pannerdensche Kop). Uitstroming van het rivierenland vindt plaats via de Nieuwe Maas (Krimpen aan de Lek), Oude Maas (Dordrecht) en de Nieuwe Merwede (Werkendam). In Rivierenland RijnWaal is slechts één inlaat gemaakt. Dit is gedaan in het bovenstroomse deel van het gebied bij de Pannerdensche Kop (zie figuur 6). Teneinde een dijkloos Rivierenland te simuleren, dienen bij hoge afvoeren de waterstanden in de rivieren en in het Rivierenland overeen te komen. In het middendeel van het gebied, ter hoogte van Tiel, zijn over een afstand van circa km nog redelijk grote verschillen in waterhoogten aanwezig tussen rivieren en Rivierenland (tussen 1.5 m en.5 m). Het zou daarom voor de hand liggen om meer inlaten in het gebied te maken. Pogingen hiertoe zijn ondernomen, maar het is niet mogelijk gebleken om hiermee een stabiel model te maken. Ondanks de verschillen in waterhoogten is er voor gekozen met dit model verder te werken en het Rivierenland WaalMaas er bij te schematiseren. De verwachting is dat dit Rivierenland WaalMaas een gunstig effect zal hebben op de verschillen in waterhoogten bij Rivierenland RijnWaal.

11 ;selkop.o b ith op Moerdijk Figuur 8. SOBEK-schematisatie van Rivieren/and Ri/n Waal (de dikke lijn is de toevoeging aan het model)..1.. Rivieren land WaalMaas Uitbreiding van de schematisatie van de Maas tot aan Mook De beschrijving van de Maas is tot op dit punt alleen vanaf Lith tot aan de Noordzee geweest. Om het Rivierenland tussen Waal en Maas te schematiseren is echter een uitbreiding stroomopwaarts nodig. Omdat het rekengebied van het model tot aan Arnhem/Nijmegen reikt, is gekozen voor een uitbreiding van de Maas tot aan Mook (ten zuiden van Nijmegen). Aangezien het niet te verwachten valt dat deze tak grote veranderingen in het model teweeg zal brengen, wordt in eerste instantie voor een eenvoudige modellering gekozen. Het dwarsprofiel van de Maas net benedenstrooms van Lith wordt gekopieerd naar iets bovenstrooms van Lith. Hierbij wordt een bodemverhang opgegeven voor het bovenstrooms deel van de Maas-tak =.1 m/m). Ook de Chezywaarde (ruwheid) wordt van de Maas-tak benedenstrooms van Lith overgenomen voor de bovenstroomse tak. Om de uitbreiding van de Maas te valideren is in eerste instantie alleen het model van het Noordelijke Deltabekken (SOBEK-NDB) uitgebreid. De Maas en de Rijntakken zijn gescheiden systemen, wat dit een verantwoorde keuze maakt. Waterhoogten uit het model Sobek-NDB zijn vergeleken met waterhoogten die het uitgebreide model uitrekent. Op twee punten zijn deze waterhoogten vergeleken, namelijk bij Lith en bij Moerdijk. Deze vergelijking is gedaan voor drie verschillende afvoeren bij Mook, namelijk voor 47 m3/s, 468 m3/s en 3513 m3/s (afvoer met overschrijdingskans van 1:5 jaar). Uit figuur 9 kan geconcludeerd worden dat de resultaten voldoende overeenkomen om de modelwerking te accepteren. Ook voor de waterhoogten bij Mook is een validatie gedaan. De door het model berekende waterhoogten zijn hierbij vergeleken met gemeten waterhoogten uit het Tienjarig overzicht (Dienst Getijdewateren, 1989). Deze validatie is opgenomen in Bijlage F. S8EK-ND berekend + 1,5 a. o CD,5 85 oe rci : : : : tijd (dd-mm-jj;h:m),5,5 Lith : : : : tijd (dd-mm-jj;h:m) Figuur 9a. Validatie maas-uitbreiding. Waterhoogten bij een afvoer van 47 m3/s bij Mook. 1

12 Moerdijk Lith f,; : : : : : : : : tijd (dd-mm-jj;h:m) tijd (dd-mm-jj;h:m) fiuur9b. Validatie maasuitbreiding. Waterhoogten bij een afvoer van 468 m3/s bil Mook. Moerdijk T CD 1,5 8,5 Lith, : : : : : : : : tijd (dd-mm-jj;h:m) tijd (dd-mm-jj;h:m) fiuur9c. Va/idatie maasuitbreiding. Waterhoogten bij een afvoer van 3513 m3/s bij Mook. Rivierenland WaalMaas in twee delen Het Rivierenland tussen het Land van Maas en Waal en de Bommelerwaard (rond Heerewaarden) is erg smal (3 meter op het smalste deel). Tevens is het gebied hier hoger gelegen dan het omliggende gebied. Door het feit dat Rivierenland van een breed profiel naar een smal en hoger gelegen profiel gaat, wordt opstuwing van de waterhoogte veroorzaakt. Er is in de schematisatie voor gekozen om het Rivierenland tussen Waal en Maas in twee delen te modelleren (zie figuur 1). Het oostelijke deel heeft twee bovenstroomse inlaten vanuit de Waal en de Maas (respectievelijk bij Weurt en Grave) en twee benedenstroomse uitlaten terug naar de rivieren (bij respectievelijk Tiel en Lith). Het westelijke deel heeft, na het smalle deel rond Heerewaarden, ook weer twee bovenstroomse inlaten (vanuit de Waal bij Rossum, vanuit de Maas bij Kerkdriel) en twee benedenstroomse uitlaten (bij Werkendam en op een tak van de Biesbos). lok Figuur 1. SOBEK-schematisatie van Rivieren/and WaalMaas (de dikke lijn is de toevoeging aan het model). 11

13 eer 1 kop th Kop Moerdijk Figuur 11. SOBEK-schematisatie van het complete Rivieren/and. Concluderend kan gezegd worden dat het model van het hele rivierengebied (zie figuur 11) stabiel is. De waterhoogten in de Waal zijn gedaald door het Rivierenland WaaIMaa5, waardoor de verschillen in waterhoogten tussen Rivierenland RijnWaal en de Waal en de Nederrijn/Lek in het middendeel van het rivierengebied kleiner zijn geworden. Rivierenland is nu volledig geschematiseerd. Met dit model zijn een vijftal sommen gedraaid, van dagelijkse omstandigheden tot aan extreme afvoeren. Deze afvoerscenario's staan in pragraaf. Uitvoer variabelen uitgelgd. In hoofdstuk 3 worden de resultaten beschreven.. Uitvoer variabelen Afvoerscenario's Bij het maken van de uitvoer is gebruik gemaakt van vijf scenario's. Hierbij is gekozen voor een scenario van dagelijkse omstandigheden, één van jaarlijks hoogwater en een aantal met extreme afvoeren. In tabel 1 zijn deze scenario's weergegeven. In de rest van het verslag zal naar deze scenario's verwezen worden. De afvoeren bij Mook zijn berekend volgens een schijn-correlatie met de afvoer bij Lobith. In bijlage G staat een uitgebreidere tabel van oversch rijdingskansen. Scenario Afvoer bij Lobith (m 3/s) Afvoer bij Mook (m 3 /s) Overschrijdingskans dagen/jaar dag/jaar X in jaar IXin 5 jaar ixin 15 jaar Tabel 1. De gebruikte afvoerscenario's. Verhangl ijnen Verhanglijnen van de waterhoogten zijn om een aantal redenen gemaakt. Ten eerste om de variatie langs het lengteprofiel te zien. Ten tweede om het verschil in waterhoogten te visualiseren tussen de bedijkte en de onbedijkte situatie in de rivieren. Ten derde om het verschil tussen waterhoogten in de dijkloze rivieren en in Rivierenland te kunnen zien. Ten vierde om de verhanglijnen bij de verschillende afvoeren met elkaar te vergelijken. Bovendien zijn ze gemaakt om te zien of er systematische fouten zijn. Verhanglijnen zijn namelijk door de visualisatie met gezond verstand te beoordelen. Reeksen van getallen laten zich moeilijker 1

14 beoordelen. Ze zeggen dus ook iets over de vermoedelijke nauwkeurigheid. Ook zijn de bodemverhanglijnen gemaakt. Hieronder zal eerst worden besproken hoe de verhanglijnen voor de waterhoogten zijn gemaakt. Daarna volgt de methode voor de bodemverhanglijneri. Verhanglijnen waterhoogten In SOBEK kan per tak de verhanglijn van de waterhoogten op een bepaald tijdstip worden gevraagd. Door de getallenreeksen hiervan in Excel in te lezen en vervolgens de afzonderlijke takken aan elkaar te plakken, wordt een momentane verhanglijn verkregen van een rivier. Benedenstrooms worden de waterhoogten vrijwel volledig bepaald door het getij. In de bedijkte situatie reikt de invloed van het getijde bij hoge afvoeren (scenario 4 en 5) tot ongeveer de lijn Hagestein-Vuren-Heusden. Bij lage afvoeren (scenario 1 en 3) reikt de getijde-invloed tot aan de lijn Hagestein-Tiel-Lith. Bij deze plaatsen is het getij dan nog slechts in de orde grootte van enkele centimeters. Aan de westelijke rand van het rekengebied (Krimpen ad Lek, Dordrecht, Moerdijk) is de amplitude van het getij ongeveer 1 meter. In een dijkloze situatie blijkt dat de amplitudes van het getij kleiner zijn dan in de bedijkte situatie. Bij lage afvoeren is aan de westrand van het rekengebied de amplitude ongeveer.5 meter. Op de lijn Hagestein- Tiel-Lith is het nog enkele centimeters. In het Rivierenland dempt het getij sneller uit dan in de rivieren. Bij hoge afvoeren is het amplitude van het getij in het westen nog slechts maximaal een decimeter. Met het Rivierenland neemt het amplitude van het getij af. Dit heeft te maken met het feit dat er veel meer water benedenstrooms staat in vergelijking met de bedijkte situatie. Dit heeft een dempend effect op het getij. Het bereik van het getij in de rivieren blijft wel ongeveer gelijk. In het Rivierenland komt de invloed van het getij echter niet zover als in de rivieren. Door het faseverschil langs de rivieren en het Rivierenland en doordat het getij-amplitude stroomopwaarts kleiner wordt, is de momentane verhanglijn geen juiste weergave van het verhang. Door op een aantal punten het getij-amplitude in de verhanglijnen aan te geven kan de getijde invloed in kaart worden gebracht. Dit is (nog) niet gedaan, maar is wel bij de aanbevelingen opgenomen. De lengte van deze verhanglijnen is de som van de Iengtes van de afzonderlijke takken. De verhanglijnen van de verschillende rivieren hebben allemaal hun eigen, verschillende lengte-as (X-as). Voor de verhanglijn van Rivierenland RijnWaal geldt, dat het nulpunt op praktisch dezelfde geografische lengte ligt als dat van de Nederrijn/Lek en de Waal (tussen Arnhem en Nijmegen). De twee rivieren en Rivierenland worden daarom grafisch langs dezelfde lengte-as weergegeven. A [!3 Figuur 1. Twee varianten voor het onderzoeken van de verhangli/n van Rivieren/and WaalMaas. Variant A is gericht op de Waal, variant B is gericht op de Maas. 13

15 Voor de verhanglijn van Rivierenland WaalMaas zijn er twee varianten gemaakt. Ëén verhanglijn is gericht op de lengte-as van de Waal (zie figuur 1A)en één op die van de Maas (zie figuur 113). Dit houdt in dat Rivierenland WaalMaas, vanuit de Waal bezien, begint op een beginafstand van m (wat gelijk is aan de afstand van de Pannerdensche Kop tot aan Weurt), dan via Rivierenland stroomt tot aan Tiel, waar weer een deel van de Waal gevolgd wordt. Daarna volgt de verhanglijn weer vanaf Rossum het Rivierenland tot aan Werkendam. Rivierenland WaalMaas, bezien vanuit de Maas begint op 1 m (afstand van Mook tot aan Grave), gaat dan via Rivieren land tot aan Lith. De verhanglijn volgt dan de Maas tot aan Kerkdriel, waarna het weer via het Rivieren land stroomt tot aan de Biesbos. Verhanglijnen bodemhoogten De bodemverhanglijnen zijn gemaakt met veel minder punten dan de waterverhanglijnen, waarin alle reken punten van de afzonderlijke takken (om de 1m of 5 m) meegenomen zijn. Dit is gedaan, omdat er op de bovenstroomse gedeelten van de rivieren niet veel punten voor handen zijn om de bodemhoogten af te lezen. In het Rivierenland zijn alleen de bodemhoogten gebruikt op de profiellijnen. Dit zijn er in Rivierenland RijnWaal 1 en in Rivierenland WaalMaas 8. In het bovenstroomse deel van de rivieren zijn alleen de hoogten van het begin- en het eindpunt van die tak bekend. In het benedenstroomse deel (SOBEK-NDB) zijn veel dwarsprofielen aanwezig, waar de bodemhoogten uit afgelezen kan worden. Er is gekozen voor een aantal punten op de takken, zodat per rivier ongeveer 1 bodemhoogten zijn meegenomen. Een bodemhoogte van de rivieren is lastig te bepalen. De bovenstroomse profielen zijn vereenvoudigingen van de werkelijkheid, zogenaamde bak-profielen, waarbij het diepste punt als bodem hoogte genomen kan worden. De benedenstroomse profielen zijn sterk gedetailleerde profielen. Ze hebben meestal een diepe en smalle gleuf van 5 tot centimeter breed en tot enkele meters diep. Dit is echter niet als bodemhoogte te gebruiken, omdat dit van weinig belang is voor de afvoer. In het symmetrische profiel is daarom geschat hoe een zogenaamde bak-profiel zich het meest waarschijnlijk zou vormen. Hierbij wordt het smalle, puntachtige deel weg gedacht en deze diepte gekozen (zie figuur 13). FI.PL1 Main Ch. FI.PI.1 Ready Figuur 13. Bepaling van de bodemhoogte uit een in SOBEK gedefinieerd dwarsprofiel van een rivier. Het diepe smalle deel wordt hierbij weg gedacht, omdat dit niet van belang is voor de afvoer. Er zijn verschillende bodemverhanglijnen van de Rivierenlanden gemaakt, welke gecorreleerd zijn aan de afstand langs de verschillende rivieren. Dit is gedaan door op de rivieren de meetpunten op te zoeken, waarop de (1) dwarsprofielen deze rivieren kruisen. De afstand tussen de gevonden meetpunten is daarna gekozen als afstand tussen de meetpunten van de bodemhoogten van het Rivieren land. Hoewel de 14

16 profiellijnen in werkelijkheid op 1 km afstand van elkaar liggen (hemelsbreed), liggen deze dus in de grafieken op variërende afstanden op de Iengteas van de betreffende rivier. In grafieken waarin de Waal staat beschreven zijn dan ook de bodemverhanglijnen te zien van zowel Rivierenland RijnWaal als van Rivierenland WaalMaas (zie figuur 14, voorbeeld van zo'n grafiek). verhanglijnen bodem-en waterhoogten Waal bij Qlobith = 15 m3ls oost west 1 4 t-- bodemhoogte - Rivierenland RijnlWaal 15 i-- bodemhoogte Rivierenland t waterhoe 1waterhoogt: Figuur 14. Voorbeeld van een grafiek met verhangli/nen. Het betreft de verhangli/nen van de Waal bij een afvoer van 15 m 3/s bi/ Lobith. Afvoerverdeling De afvoerverdeling over de verschillende rivieren is gemaakt door bovenstrooms en benedenstrooms van het gebied over een dwarsdoorsnede te kijken naar de afvoeren per rivier. Deze rivieren zijn de Nederrijn/Lek, Rivierenland RijnWaal, de Waal, Rivierenland WaalMaas en de Maas. Dit is gedaan op profiel 9 (bovenstrooms) en op profiel 3 (benedenstrooms) voor alle afvoerscenario's (zie bijlage C voor locaties profielen). lnundatiekaarten De inundatiekaart wordt gemaakt door in GIS een bodemhoogtekaart van het gebied af te trekken van een kaart met waterhoogten. De kaart met waterhoogten wordt gemaakt met de gegevens, verkregen uit SOBEK. Op de 1 dwarsprofielen over het gebied wordt de waterhoogte gegeven en tussen de profielen wordt er een waterhoogte geïnterpoleerd. Hierdoor ontstaat er een waterhoogtenkaart. De gebruikte bodemhoogtenkaart is weergegeven in bijlage B. De waarden voor de waterhoogten op de 1 profielen zijn berekend door SOBEK. Er is zowel voor Rivierenland RijnWaal als voor Rivierenland WaalMaas per dwarsprofiel een waterhoogte berekend. Van deze twee waarden is het gemiddelde berekend. Deze gemiddelde waterhoogten zijn meegenomen voor de inundatiekaarten. In tabel zijn deze waarden opgenomen. 15

17 Profielnummer scenario 5 scenario 4 N rivland Z rivland gem.rivland N rivland Z rivland gemrivland proflo 13,9 13,9 13,13 13,13 prof9 1,4 1,48 11,44 11,5 1,5 1,79 prof8 11,9 9,9 1,9 1,5 8,54 9,5 prof7 9,39 8,97 9,18 8,78 8,1 8,5 prof6 6,55 6,55 6, 6, prof5 5,4 5,73 5,58 4,91 5,7 5,9 prof4 5,14 5,8 5,11 4,7 4,7 4,7 prof3 4,96 4,84 4,9 4,6 4,55 4,58 prof 4,87 4,8 4,48 4,55 4,1 4,33 profi 4,77 4,77 4,58 4,58 profielnummer scenario 3 scenario N rivland Z rivland gem.rivland N rivland Z rivland gem.rivland proflo 1,13 1,13 11, 11, prof9 1,3 9,34 9,8 9,66 8,63 9,15 prof8 9,36 7,68 8,5 8,74 7,4 8,7 prof7 7,91 7,13 7,5 7,41 6,55 6,98 prof6 5,8 5,8 4,9 4,9 profs 3,69 4,6 3,98,65 3,38 3, prof4 3,48 3,58 3,53 1,7,9 1,9 prof3 3,41 3,41 3,41 1,41 1,48 1,45 prof 3,36 3,1 3,3 1,5 1, 1,13 profi 3,39 3,39 1,33 1,33 profielnummer scenario 1 N rivland Z rivland gem.rivland proflo 9,93 9,93 prof9 7,78-7,78 prof8 6,6-6,6 prof7 4,8-4,8 prof6,91,91 prof5 1,1,6,87 prof4,51,6,57 prof3,51,63,57 prof,49,35,4 profi,5,5 Tabel. Waterhoogten (m + NAP) op de pro fiel/ijnen als invoer voor de waterhoogtenkaart. N nv/and is de waterhoogte in Rivieren/and Rijn Waal, Z nv/and is de waterhoogte in Rivieren/and WaalMaas, en gem. nv/and is het gemiddelde van de twee Rivierenlanden. IV

18 3. Resultaten van de berekeningen De belangrijkste resultaten uit dit onderzoek zijn, naast het werkende model, de waterdiepten in het Rivierenland. Deze staan voor een vijftal afvoerscenario's weergegeven in de inundatiekaarten (zie bijlage C) Daarnaast zijn de verhanglijnen van bodem- en waterhoogten van de verschillende onderdelen van het Riviereriland van belang voor de beeldvorming van wat er gebeurt bij de verschillende afvoeren (bijlage D). Eerst zullen nu de verhanglijnen besproken worden, daarna volgt de bespreking van de inundatiekaarten. Verhangli/nen In de grafieken in bijlage D staan van de verschillende afvoer-scenario's zowel de verhanglijnen van de waterhoogten in de rivieren met dijken (huidig concept) weergegeven, als de verhanglijnen van de waterhoogten van rivieren en Rivierenland in een dijkloos concept, als ook de bodemverhanglijnen van de rivieren en Rivierenland. Variatie langs het lengteprofiel De verhanglijnen van de rivieren in bedijkte situatie hebben bij alle afvoeren een gelijkmatig verloop. Bij lagere afvoeren is er stroomafwaarts een kleiner verhang. In figuur 15 is dit weergegeven met stuwkromme. In de dijkloze situatie is er in de rivieren eveneens een gelijkmatig verhang waarneembaar. De afviakking van de verhanglijn zet hier echter al bij hogere afvoeren in. Doordat het Rivierenland meestroomt, is er namelijk een kleinere afvoer door de rivieren. Hierdoor doet een situatie, zoals stuwkromme in figuur 15, zich bij hogere Lobith-afvoeren al voor. Daarbij komt dat, wanneer het Rivieren land meestroomt, het water sneller benedenstrooms is en het gebied vanuit zee eveneens volstroomt, er een extra opstuwing ontstaat, en dus een afviakking in de verhanglijnen bewerkstelligt. bod en-i zeeniveau - Getijdegolf 1 =stu.'ikrornrnebij een h o g e afvoer =stu'ikromrnebij een zeebo lage afvoer Figuur 15. Stuwkrommen bij een hoge afvoer (stuwkromme 1) en bil een lage afvoer (stuwkromme ) De verhanglijnen van het Rivierenland zijn minder gelijkmatig. Er is hier sprake van steile en minder steile verhangen. Dit heeft bij beide Rivieren landen te maken met de overgangen van een breed naar een minder breed naar wederom een breed rivierprofiel. Indien in een stroming een vernauwing optreedt, dan zal ter plaatse van deze vernauwing een versnelling van de stroming optreden. Daarnaast zal ter plaatse van de vernauwing een daling van de waterdiepte optreden. Meteen na het steile deel in het verhang treed er een totale afvlakking op, waarbij het verhang naar nul gaat (zie figuur 15). Bij alle afvoeren is ditzelfde beeld waar te nemen. Wel wordt het verschil tussen begin- en eindhoogte kleiner, wat een flauwer verhang inhoudt, naarmate de afvoer kleiner wordt. Bij Rivierenland WaalMaas zijn bij de lagere afvoeren rare sprongen in de verhanglijn waar te nemen. Dit heeft te maken met het feit dat dit gebied in twee delen is gemodelleerd. Deze twee delen worden in de verhanglijn met elkaar verbonden door een deel van de Waal, dan wel van de Maas. Doordat bij lage afvoeren dit Rivierenland niet of nauwelijks meestroomt loopt hier slechts het kanaal van de Dry bed procedure" vol tot aan de overlaathoogte benedenstrooms. Dit heeft een heel klein waterverhang tot gevolg in Rivierenland. Hierna volgt een deel van de steilere verhanglijn van de rivieren, welke een sprong in waterhoogte in de verhanglijn geeft. Dan gaat de verhanglijn weer verder in Rivierenland met een zeer vlak verhang. In principe zeggen deze verhanglijnen weinig. In werkelijkheid stroomt het Rivierenland namelijk niet mee bij zon lage afvoer en blijft al het water in de rivieren. 17

19 Verschil in waterhoogten tussen de bedijkte en de onbedijkte situatie in de rivieren Uit de grafieken (bijlage D) valt in één oogopslag te zien wat het effect op de waterhoogten in de rivieren is, wanneer de dijken worden weggehaald. Vooral bij de Waal vindt er bovenstrooms een duidelijke verlaging van het waterpeil plaats. Bij scenario 4 is het peil bijvoorbeeld met ongeveer 4 meter gedaald. Bij de Maas is de verlaging relatief klein (ongeveer 1 meter). Bij scenario 1 is het verschil tussen de bedijkte en onbedijkte situatie miniem geworden bij alle drie de rivieren. Rivierenland stroomt dan niet mee, wat betekent dat het in principe om dezelfde situatie gaat. Bij de Maas is het verschil in waterhoogten bij scenario al miniem. Benedenstrooms is de waterstand van de bedijkte situatie bij alle afvoeren lager dan in de onbedijkte situatie. Dit komt door de opstuwing ten gevolge van een grotere hoeveelheid water die bij het meestromen van Rivierenland door twee nauwe uitgangen naar zee moet stromen, zoals eerder is beschreven. Bij scenario 4 is de stijging benedenstrooms ongeveer meter. Verschil tussen waterhoogten in de rivieren (di/kloos) en in Rivieren/and Over het algemeen ontlopen de waterhoogten van de rivieren in een dijkloze situatie en in Rivierenland elkaar niet veel. Dit was ook één van de aannamen, waaraan geoordeeld wordt of het model betrouwbaar genoeg werkt. Omdat het gebied namelijk als een riviervlakte mag worden gezien bij hoge, extreme afvoeren, is het te verwachten dat op een dwarsdoorsnede de rivieren en Rivieren landen een overeen komende waterhoogte hebben. Alleen in het middendeel van het gebied liggen de verhanglijnen van de rivieren en de Rivieren landen uit elkaar. Hier speelt het probleem dat zich daar het smallere deel van Rivierenland bevindt. Dit leidt tot een verlaging van het waterniveau ter plaatse, terwijl in de rivier een gelijkmatig verhang aanwezig is. Bij welke afvoeren zijn de waterhoogten in de rivieren hoog genoeg om het Rivieren/and mee te laten stromen? Bij scenario 1 is in het bovenstroomse deel van de Rivierenlanden de bodemhoogte van het Rivierenland ongeveer gelijk aan of hoger dan de waterhoogte in de rivieren. Dat betekent dat in de huidige schematisatie van enkel één inlaat bovenstrooms het Rivierenland niet meestroomt. Benedenstrooms komt de verhanglijn van de waterhoogten wel weer boven die van de bodem hoogten uit en daar kan het Rivierenland dus wel meestromen. Rivierenland wordt dan uit benedenstroomse richting gevuld. In tabel is dit te zien aan de negatieve afvoer die Rivierenland RijnWaal binnenkomt. Een negatieve waarde duidt namelijk op een afvoer in stroomopwaartse richting. Bij scenario liggen de verhanglijnen van de waterhoogten bij de Nederrijn/Lek en bij de Waal duidelijk boven de bodemverhanglijn van Rivierenland. Hier zal het Rivierenland dus meestromen. Bij de Maas ligt bovenstrooms het water- en het bodemniveau ongeveer gelijk. Dit maakt dat het Rivierenland nog niet makkelijk mee zal stromen. Benedenstrooms stroomt het gebied wel mee. Bij scenario 3 is de waterhoogte bij de Maas bovenstrooms net iets hoger dan de bodemhoogten van het Rivierenland. Bij de Maas gaat het Rivierenland nu dus ook meestromen. Inundatiekaarten van het rivieren gebied (bi/lage C) Op inundatiekaart horende bij scenario 1 is te zien dat bij een kleine afvoer het grootste deel van het Rivierenland droog blijft. Alleen benedenstrooms in de Albiasserwaard en in het Land van Altena staat er water. Dit komt, doordat hier de bodem onder NAP ligt. Het water kan hier dus niet wegstromen en zal daar permanent blijven staan. In de Alblasserwaard loopt de waterdiepte bij deze afvoer al op tot enkele meters diep. Ook in het Land van Maas en Waal komt er tot maximaal 1 meter water te staan. Dit is in vergelijking met haar omgeving een lager gelegen gebied. Bij scenario is te zien dat het hele gebied onder water staat. Het grootste deel heeft dan maximaal 1 meter water staan en een aanzienlijk deel heeft tussen de 1 en meter water. In de Alblasserwaard loopt de waterdiepte in een groot deel op tot 3 meter. Bij scenario 3, 4 en 5 worden de waterdiepten groter. Het algemene beeld verandert dan weinig. Wanneer de situaties van scenario's 4 en 5 worden vergeleken verschillen de waterdiepten met ongeveer 1 meter. Dit is qua diepte niet zon groot verschil, maar qua hoeveelheid water wel. De hele breedte van Rivierenland wordt namelijk benut. De uiteindelijke waterdiepte in het Rivierenland bij scenario 5 is maximaal 7 meter in de Albiasserwaard. In het bovenstroomse deel is er dan een waterdiepte tussen de 3 en de 4 meter aanwezig. geti/-in vloed Een uitgebreide analyse naar de invloed van het getij op het gebied is niet gedaan. Bij de aanbevelingen is dit opgenomen. In Hoofdstuk 3 (Verhanglijnen waterhoogten) is een algemeen beeld geschetst. A fvoerverdeling Uit de afvoerverdeling (tabel 3) is af te lezen dat bij hogere afvoeren ongeveer de helft van de afvoer bij Lobith door het Rivierenland RijnWaal gaat stromen. De andere helft verdeelt zich over de Waal en het 18

20 Pannerdensch Kanaal. De afvoer over het Pannerdensch Kanaal verdeelt zich dan ongeveer gelijk over de Nederrijn en de IJssel. Naarmate de Lobith-afvoeren kleiner worden, wordt ook het deel van het totaal wat door het Rivieren land stroomt kleiner. Bij scenario stroomt nog maar ongeveer 5% van de totale afvoer bij Lobith door het Rivierenland RijnWaal. Door Rivierenland WaalMaas stroomt door het oostelijke deel veel minder afvoer dan door het westelijke deel. Door het westelijke deel stroomt ongeveer maal zoveel water. In het oostelijke deel van Rivierenland WaalMaas is het water bij hoge afvoeren (scenario 4 en 5) voor de helft afkomstig uit de Waal en voor de helft uit de Maas. Bij scenario 3 is nog maar een klein deel van de afvoer afkomstig uit de Maas. 187 m 3 /s van de afvoer bij Mook van 99 m3/s blijft in de Maas stromen, wat betekent dat slechts 9 m 3/s van de 11 m 3/s afvoer door Rivierenland afkomstig is van de Maas. Bij nog kleinere afvoeren is de afvoer door kf,rii,ei çrphpl vin dp Wl afkomstig. afvoer (in m 3/s) op de verschillende riviertakken bij verschillende afvoerscenario's profiel 9 is bovenstrooms, profiel 3 is benedenstrooms Qlobith= m 3/s Qlobith=1 5 m 3/s Qlobith=9417 m 3/s Qmook4779 m 3/s Qmook351 3 m 3Is Qmook99 m 3/s prof9 prof3 prof9 prof3 prof9 prof3 IJssel NederrjnLek rivierenland RijnWaal Waal rivierenlandwaalmaas Maas Q1ob1th769 m 3ls Qmookl 54 m 3Is Qlobith=989 mls Qmook=47 m 3ls prof9 prof3 prof9 prof3 IJssel NederrijnLek rivierenland RijnWaal Waal rivierenland WaalMaas Maas Tabel 3. De afvoerverdeling in het Rivieren/and bif de verschillende atvoerscenarios, berekend op een bovenstrooms en een ben edenstrooms dwarsprofiel (resp. pro fiel 9 en pro fiel 3; de locaties van de meetpunten van deze pro fie/en staan in figuur 16). IJssel, richting ~ Ketelrneer Hoek van Holland prof 3 Hagesteiri prof Jss ei kop ith Pann Kop Haringvliet sluizen Moerdijk -S-' Lith Grave Mook Kerkdriel Figuur 16. Locaties van de meetpunten in het model voor de afvoerverdeling. w

21 4.Conclusies en aanbevelingen 4.1 Conclusies Aangetoond is dat het vereenvoudigde model van Rivierenland werkt. Voor deze fase van de studie is het van voldoende kwaliteit om te gebruiken als leverancier van gegevens. Het gebruikte model is nog voor verbeteringen vatbaar. Waterdieptes zijn gegeven in een vijftal inunclatiekaarten (bijlage Q. Iedere kaart beschrijft een afvoerscenario met afvoeren bij Lobith: Scenario 1 (Qlobith = 989 m 3 Is). Het gebied blijft grotendeels droog. Benedenstrooms in de Alblasserwaard en het Land van Altena, waar bodemhoogten beneden NAP zijn, staat 1 tot meter water. Scenario (Qlobith = 769 m 3 /s). Het gebied stroomt in zijn geheel mee. Het grootste deel van het gebied heeft een waterdiepte tot meter. Benedenstrooms in de Alblasserwaard en in het Land van Altena staat tot 3 meter water. Scenario 3 (Qlobith = 9417 m 3/s). Het gebied stroomt in zijn geheel mee. Het grootste deel van het gebied heeft een waterdiepte van 1 tot 3 meter. Benedenstrooms in de Alblasserwaard en in het Land van Altena staat 3 tot 5 meter water. Scenario 4 (Qlobith = 15 m 3 /s). Het gebied stroomt in zijn geheel mee. Het grootste deel van het gebied heeft een waterdiepte van tot 3 meter. Benedenstrooms in de Alblasserwaard en in het Land van Altena staat 3 tot 6 meter water. Scenario 5 (Qlobith = m 3 Is). Het gebied stroomt in zijn geheel mee. Het grootste deel van het gebied heeft een waterdiepte van tot 4 meter. Benedenstrooms in de Alblasserwaard en in het Land van Altena staat 4 tot 7 meter water. Verhanglijnen van de waterhoogten in de rivieren met dijken (huidig concept), verhanglijnen van de rivieren en Rivierenland in een dijkloos concept, en bodemverhanglijnen van de rivieren en Rivierenland staan weergegeven in bijlage D. Verhanglijnen van de rivieren zijn lineair, met een afviakking van de lijn bij lagere afvoeren. In de dijkloze situatie zet de minder steile verhanglijn zich al in bij hogere afvoeren. Verhanglijnen van de Rivierenlanden vertonen variatie in de verhangen. Dit komt door het feit dat beide Rivierenlanden van brede rivierprofielen naar smalle, naar wederom brede profielen gaan. Dit zorgt voor plaatselijke opstuwing en daling van de waterhoogten. Ze vertonen in het benedenstroomse deel ook de afvlakking van het verhang, lopend tot een verhang van nul m/m. De afvlakking is het gevolg van opstuwing benedenstrooms door de snellere afvoer via Rivierenland en de beperkte mogelijkheid tot uitstroming uit het gebied in de reguliere riviertakken naar zee. In het middendeel van het Rivierenland verschillen de waterhoogten in de rivier en de Rivierenlanden ongeveer 1.5 meter. Dit heeft als reden de verschillen in de rivierprofielen van de Rivierenlanden (van smal naar breed), die voor een plotselinge waterdaling zorgen. Bij scenario 1 is bovenstrooms de waterhoogte in de rivieren te laag om de Rivierenlanden te overstromen. Bij de Maas is bij scenario de waterhoogte bovenstrooms ook nog te laag om Rivieren land mee te laten stromen. Bij grotere afvoeren (Rivierenland RijnWaal groter dan een afvoer bij Lobith van 989 m 3/s, Rivierenland WaalMaas groter dan een afvoer bij Lobith van 769 m 3/s) stroomt het hele Rivierenland mee. Benedenstrooms is de bodemhoogte van de Rivierenlanden zodanig laag, dat dit gebied altijd onder water zal lopen. 4. Aanbevelingen meerdere afvoerregimes De afvoer tussen scenario's 1 en (bijvoorbeeld Qlobith = 5 m 3/s) is interessant om te berekenen. Bij scenario 1 stroomt Rivierenland namelijk niet mee, bij scenario stroomt het in zijn geheel mee. Hoe dat hiertussen verloopt is een interessante vraag. geti/-in vloed goed in kaart brengen Het getij geeft in de uitvoer een aantal problemen. Doordat bepaalde uitvoer op één tijdstip wordt bekeken, krijg je uitvoer over het lengte-profiel op verschillende punten in de getijde golf. Op een aantal punten langs de rivieren zou dus het getij-amplitude in de waterhoogte-verhanglijn weergegeven moeten worden. Ce

22 Verder is de invloed van het getij in het gebied van belang voor bijvoorbeeld het md ringen van brak water en mogelijkheden van het gebied. zeespiegelsti/ging Omdat er een zeespiegelstijging verwacht wordt voor de komende eeuwen (over 5 jaar mogelijk.5 m stijging, dus grote invloed op benedenstroomse deel), is het van belang om ook hier de invloed van in kaart te brengen. Wanneer de zeespiegel namelijk stijgt, zal dit stroomopwaarts van de rivieren ook zijn invloed hebben. Een stijging tot.5 meter in de komende 5 jaar zal automatisch betekenen dat ook in het rivierengebied de waterstand met meters zal meestijgen. Door in SOBEK de tabel met de getij-invoer te verhogen kan deze invloed worden berekend. morfologische aanpassingen Uit het onderzoek naar de morfologische veranderingen kan een nieuwe bodemhoogte kaart van het rivierenland komen. Wanneer dit het geval is, kunnen deze nieuwe bodemhoogte in de vorm van nieuwe dwarsprofielen in het rivierenland ingevoerd worden. Op die manier kunnen dan ook inundatiekaarten voor de toekomst gemaakt worden. Hierbij kunnen ook rivierverleggingen, bressen en dergelijke worden meegenomen. meerdere inlaten in rivierenland RW Omdat het onderzoek uitgaat van een dijkioze situatie is het eigenlijk aan te raden om zoveel mogelijk interactie te hebben tussen de rivieren en het rivierenland. Dat zou dus in kunnen houden om meer inlaten in het gebied te hebben. Ondanks dat het gebleken is dat dit niet makkelijk gaat, is het toch aan te raden om meer inlaten te creëren. Ruwheden Rivieren land Er is in het Rivierenland nu één waarde voor de ruwheid gebruikt voor alle takken. Er zou onderzocht kunnen worden wat de werkelijke ruwheden zijn in het Rivierenland en deze gebruiken. Daarmee benadert het model weer meer de werkelijkheid. Analyse stroming Rivieren/and-Zee In het overgangsgebied tussen het Rivierenland en de zee moet veel water door twee waterwegen (Haringvliet en Nieuwe Waterweg). Hoe de stromingen hier zijn is interessant voor het oplossen van de opstuwing benedenstrooms. Uitbreiden model tot D Er kan onderzocht worden of het nuttig/nodig is om het model tot een twee-dimensionaal model uit te breiden (WAQUA). 1

23 Literatuurlijst Dienst Getijdewateren (1989) Tienjarig overzicht der waterhoogten, afvoeren en watertemperaturen Rijkswaterstaat, Hoofdafdeling Informatie en Ontwikkeling. s Gravenhage. Zuu rveld, J. () Hydraulische berekeningen Rivierenland. Rijkswaterstaat Bouwdienst. Utrecht.

24 Bij lagen Bijlage A Topografische Kaart van het Rivierengebied Bijlage B Terreinhoogtenkaart van het Rivierenland Bijlage C Inundatiekaarten van het Rivierenland voor 5 afvoerscenario's Bijlage D Verhanglijnen bodem- en waterhoogten Rivierenland Bijlage E Werkelijke profielen Bijlage F Maas-uitbreiding Bijlage G Overschrijdingskansen van afvoeren Bijlage H Stagewerkzaamheden 3

25 Bijlage A Topografische kaart van Rivierenland en omgeving Leiden Amersfoort / Utrecht Den Haag Zoetermeer Kilometers Legende - Bronnen fs/ Studiegebied Nederland.rOhI.frtr. riv_ind_9_6.apr WG, (c) Topografische Dienst Emmen meaw. Martine Zand duum 5May Kassengebied y,l.: 1.tst Heide Bebouwd gebied Ministerie van Verkeer en Waterstaat Groot water Klein water Directoreat Generaal Rijkswaterstaat Nederland Bouwdienst Rijkswaterstaat Hoofdafdellng Waterbouw

26 Bijlage B Terreinhoogte rivierenland en omgeving  - At II& A. pi. 5 1 tjw. _ TI 1 _ t. r i d - :" I&- f Kilometers Legen da Bibouwng Bronnen SWWpbied Pro1IIjMn Topografie: Hoogto In m. +NAP rlvjnd_9_6.ap iïb_75 -Te - -S.utJ. Topografische dienst Emmen Martine -.5- d: 5 May t ue werkkaart Ministerie van Verkeer en Waterstaat D irectoraat Generaal Rijkswaterstaat 45-7 Bouwdienst Rijkswaterstaat Hoofdafdellng Waterbouw

27 Bijlage C Inûndatie bij 989 m3lsec ca 6 dagen per jaar 3 m3lsec of meer. Met huidig zee niveau en maaiveld PEN Â GoudÇ oordçt Schoonhoven r i IJsselstein ' Jten Viane. endaai ' 1 Hagesteln 6 5 Kestere n Wageningen Leerdam TJ t6ruten Weurt 8 t 9 EldLt 1 EIS1'1' D. emmel,en kr en PapndW Dordrecht ;F Rossum Oreei / 1 Grav Zaitbommel f '7 Lith vijchen Wijk n Aalburg - - Kerkdriel -4 Schaij - J ]JMEE tî Cuijck MR big Geertruidenberg?Z.S Drunen. ''s-he h Zeeland - 7 ) il kilomèters Legende 1 Bronnen /V Prof I.IIIJn.n Wstsrdl.pt. In m. -j -1. Plaatsen (c) Topografische Dienst Emmen BbouwIn9 1 1 Topi Ohoogte (gebruikt bij analyse waterdiepte) Studlegsblsd HuIdig. rivi.r.n 1 rh.3 1 (c) Topografische Dienst Emmen Ï 9-1 vcnr. rlvjnd_9_6.apr *utut Martine ditim 9juni vsr*r 13st --- Ministerie van Verkeer en Waterstaat Directoraat Generaal Rijkswaterstaat Bouwdienst Rijkswaterstaat Hoofdafdellng Waterbouw

28 BijlageC Inundatie bij 769 m3iw 1 dag per jaar 7m3Isec of meer Met huidig zee niveau en maaiveld -?k i? Çuten T7 Gouda ljsselstein, endaal çi4 Hagesteln MooTd4t Viane Wageningen Ç\ Elden 'Sbhnkèl/') Schoonhoven 3 Duiven \ i A'7. 5 Kesteren 1 LP 7 Est 1 j- P. Ridde 1 Leerdam Tiel Druten Weurt emmel Rossum Dret nel : - - Papendrecht - Grav' NIJMEGFI cs Zaltbommel 1 +k - Dordrecht L.IIII Wijchen Kerkdri&? % Wijk n Aalburg t - Strujen ' / 1 Çj Schaujk Cuijck R'Ç7 Geertruudenberg runen Zeeland 4-31 lalden CL Kilometers Legende Watsrdlspts In m. rj-ioo-o B.bouwIng o.1 /sj ProfI.lIIJnsn Studl.g.b4.d _-3 - HuIdIg.rIvIer.n Bronnen Plaatsen (c) Topografische Dienst Emmen Topi Ohoogte (gebruikt bij analyse waterdiepte) (c) Topografische Dienst Emmen aut"r. drum viit stul ir. rlv-lnd-9-6.apr Madne 9jun1 1.tst Werkkaart -- Ministerie van Verkeer en Waterstaat Directoreat Generaal Rijkswaterstaat Bouwdienst Rijkswaterstaat Hoofdafdeling WaterboLrw

29 Bijlage C Inundatie bij 9417 m3iw eens per jaar Met huidig zee niveau en maaiveld  a eijk Gou j,.4\ /1ootdet:: Schoon hoven PV 1 ljsselstein futen Hagestein Vianen - 4 '. 6 11r.4 erdam Tiel endaai %s Kesteren /HNt-ItzM ç7 WagEningen Elden Duiven 1 E St Druten Weurt Lmmel Riddefkëik Strijen Pape11 Dordrecht ' Aw Wijk AaLburg Zaltbommel Rossum Drelirnel Ke,'kdriel L Lith L Grav ' Schaij Wijchen NIJMEGEP 1 lalden Cuijck Geertruidenberg Drunenr'ç ry'f -3' s-hertogenbqsch Zeeland MW Meters Legende /./ Profisliljn.n 1d In m. B.bouwIng Studl.gebl.d..3 HuIdIg.rIvI.r.n ill-la Bronnen Plaatsen (c) Topografische Dienst Emmen Topløhoogte (gebruikt bij analyse waterdiepte) (c) Topografische Dienst Emmen aid.inr. rlvjnd_9_6.apr, Mne arti diwni: 9 Juni v.m.: 1.tst **us werkkaart --- Ministerie van Verkeer en Waterstaat - Durectoraat Generaal Rijkswaterstaat Bouwdienst Rijkswaterstaat Hoofdafdellng Waterbouw

30 BijlageC Inundatie bij 15. m3lsec Met huidig zee niveau en maaiveld eens per 5 jaar N 31eis#' y 7 ( Gouda <1K t tjsselstein v - IJteragestein \ CIT Jdtoordret- Vianen - - 1% 1 ARNHEM : ingen I rh g Schoonhoven 1 1 Leerdam Tiel Druten Weurt emmel 1 Riddekr) : Rossum Drei nel PapfldrØit GravE NIJ I1EGE -- Strijen WNW Dordrecht Zaltbomrnej Kerkdnek - - Geertruidenberg Lith 'Mjchen lalden' Wijk naalburg Ç - Drunenui s-he h R SChjJk Zeeland A Cuijck\C Kilometers Legenda,v pti.itijn.n Wat.rdl.pt. In m. -1. B.bouwlng 1 1 Studl.g.bI.d Huidig. rivisren Bronnen Plaatsen (c) Topografische Dienst Emmen Topi Ohoogte (gebruikt bij analyse waterdiepte) (c) Topografische Dienst Emmen uctrr dvjnd9_6.api. Martine daum: 9 luni 1.tSt mum Werld(aart -- Ministerie van Verkeer en Waterstaat Directoraat Generaal Rijkswaterstaat Bouwdienst Rijkswaterstaat Hoc fdafdeling Waterbouw

31 - FagestE Bijlage C Inundatie bij. m3/sec eens per 1.5 jaar Met huidig zee niveau en maaiveld  e Goud: ei1j ioordectt tz1,vn,' heni LIT - :*1 Ridde?kk Papendre,çht Strijen L Schoon hoven r IJsselstein WE 1-1 urg Vianen J1puten 4 J. 4. Zaitbommel 4 ;sum DreT1eI Lith VeerLendaal ç1 ED ARNHEM Wageningen 8 9 Elden Duiven Kesteen 1 Est rav M~hen iw -! 1". NIJMEGE 1emmei, 4 Iden - -- IN Geertruidenberg Drunenf s-1 Zeeland IGIometer,A./ ProiI.fllJn.n W.t.rdl.pt. In m..1. B.bouwlng Studl.g.bl.d Huidig. rm.rsn Bronnen Plaatsen (c) Topografische Dienst Emmen Topi Ohoogte (gebruikt bij analyse waterdiepte) (c) Topografische Dienst Emmen wsnr rtv_ind_9_6apr iut.ur Martine deurt 9juni v.iis: 1.tst.uiu. werkkaatt Ministerie van Verkeer en Waterstaat Directoraat Generaal Rijkswaterstaat Bouwdienst Rijkswaterstaat Hoofdafdellng Waterbotrw