notitie Grondbank GMG 1. INLEIDING

Transcriptie

1 notitie Witteveen+Bos van Twickelostraat 2 postbus AE Deventer telefoon telefax onderwerp project opdrachtgever projectcode referentie opgemaakt door goedgekeurd door status datum opmaak bijlagen aan kopie rivierkundige simulaties herinrichting plas Gravenbol Grondbank GMG WBD21-1 WBD21-1/winb/008 drs. R.C. Agtersloot ir. A. Smale Definitief 25 februari Grondbank GMG Witteveen+Bos paraaf R. Lohrmann 1. INLEIDING De herinrichting van de plas Gravenbol nabij Wijk bij Duurstede is een project van Grondbank GMG. Het project betreft het in het kader van natuurontwikkeling herinrichten van de plas Gravenbol door het verondiepen van de voormalige zandwinput grenzend aan de Rijn. De huidige plas staat indirect in verbinding met de Rijn, zie afbeelding 1.1. Afbeelding 1.1. Referentiesituatie plas Gravenbol (Google Earth) kmr 924 Witteveen+Bos 1

2 Afbeelding 1.2 toont de ingreep. In hoofdstuk 3 en bijlage II worden de veranderingen door de ingreep nader toegelicht. Een rivierkundige toetsing is noodzakelijk voor de aanvraag van een vergunning Wet beheer rijkswaterstaatswerken (Wbr). De methodiek van deze rivierkundige toetsing wordt in hoofdstuk 2 besproken. Hoofdstuk 4 en bijlage III tonen de resultaten van de simulaties en hoofdstuk 5 sluit af met conclusies. Afbeelding 1.2. Herinrichtingsplan plas Gravenbol (Witteveen+Bos) 1.1. Actualisatie van de referentiesituatie Door Rijkswaterstaat Oost-Nederland is de bodemligging in de referentiesituatie gecontroleerd op juistheid. Hierbij is het volgende geconstateerd (tekst uit van Rijn van Dixhoorn van RWS Oost- Nederland d.d. 11 juni 2008): De hoogteligging van de plas hebben we nog even nagelopen. In de plas is de bodemhoogte gebaseerd op een peiling en is daarmee goed in het model gekomen. Echter de breuklijnplas (breuklpl) is daarmee overbodig en verstoord de hoogteligging (omgeving van deze lijn). Deze lijn moet dan ook ter plaatse van de plas geheel worden verwijderd. De breuklijnplas moet dus worden ingekort. Vervolgens is door Rijkswaterstaat Oost-Nederland een Baseline-maatregel gemaakt welke op 17 juni 2008 is opgeleverd. Na controle en goedbevinding door Edwin Nieuwland is de maatregel opgenomen in de basisgegevens en is een nieuwe bodem gemaakt. Figuur 1.3 hieronder toont de geactualiseerde bodemligging. Deze bodem is vervolgens omgezet naar een WAQUA-bodem en opgenomen in de referentiesituatie. Ten opzichte van deze geactualiseerde referentie worden de effecten van de herinrichting van de plas Gravenbol bepaald. Witteveen+Bos 2

3 Afbeelding 1.3. Actualisatie bodemligging plas Gravenbol Witteveen+Bos 3

4 2. METHODIEK Uitgangspunt voor het uitvoeren van een rivierkundige toetsing is het voorlopig rivierkundig beoordelingskader voor ingrepen in de Rijntakken, versie 10 april 2006 [1]. De rivierkundige toetsing gaat uit van een kwantitatieve vergelijking van de waterstanden en een kwalitatieve beoordeling van de morfologische effecten. De berekeningen zijn uitgevoerd met het hydrodynamisch model WAQUA (versie ) en het referentiemodel PKB_3_3. De volgende aspecten dienen volgens het beoordelingskader bekeken te worden: 1. veiligheid tegen overstroming: a. MHW stand op de as van de rivier; b. MHW stand binnen een uiterwaard; c. afvoerverdeling bij MHW; d. afvoerverdeling bij normaal hoogwater; 2. hinder of schade aan andere functies: e. inundatiefrequentie van de uiterwaard; f. stroombeeld in de uiterwaard; g. stroombeeld bij de aantakking van nevengeulen op hoofdgeul; h. afvoerverdeling bij normaal hoogwater; i. afvoerverdeling bij OLR; 3. bodemligging en morfologie: j. aanzanding en erosie van het zomerbed (inclusief oevers); k. aanzanding en erosie van uiterwaard en nevengeulen. Enkele van de bovengenoemde aspecten zijn niet van toepassing op de ingreep in de Gravenbol. Alleen de aspecten a, b, f en k zullen in hoofdstuk 3 worden behandeld. In bijlage I is deze keuze toegelicht. Witteveen+Bos 4

5 3. MODELLERING INGREEP GRAVENBOL Het ontwerp van het herinrichtingsplan Gravenbol is omgezet naar een Baseline-maatregel. In de volgende paragrafen wordt de ingreep getoond en kort besproken op basis van de GIS-modellering. Bijlage II toont de ingreep Gravenbol in het WAQUA-model en de verschillen in het WAQUA-model ten opzichten van de referentiesituatie De bodem en overlaten Figuur 3.1 laat de nieuwe bodemhoogte zien met een aantal nieuw breuklijnen bij de plasrand en de drie eilanden. De buitengrens van de ingreep komt overeen met de 3,5 m+nap hoogtelijn in het TIN van Baseline. De verschillende breuklijnen en hoogtelijnen voldoen aan de eisen die door Rijkswaterstaat worden gesteld aan een ontwerp. Afbeelding 3.1. Bodemhoogte van de plas Gravenbol na verondieping Witteveen+Bos 5

6 3.2. De ecotopen Afbeelding 3.2 laat de nieuwe ecotoopcodes zien van het ontwerp. De betekenis van de verschillende ecotoopcodes is 55 plas; 21 glad grasland, 26 normaal grasland, 31 ruw grasland, 736 riet, 763 natte ruigte homogeen Afbeelding 3.2. Ecotopen van de plas Gravenbol na verondieping Witteveen+Bos 6

7 4. RESULTATEN In de volgende paragrafen wordt de ingreep beoordeeld op de relevante aspecten uit het beoordelingskader. Bijlage III toont de resultaten in een groter formaat afbeelding MHW-stand op de as van de rivier Het effect van de ingreep op de waterstand in de as van de rivier is bepaald volgens het beoordelingskader. De ingreep mag geen waterstandsverhoging groter dan 1 mm tot gevolg hebben bij een vaste afvoer 1 van m³/s bij Lobith. In afbeelding 3.1 is de waterstandsverandering als gevolg van de ingreep te zien bij de afvoer van m³/s. Een positief getal betekent een verhoging van de waterstand als gevolg van de ingreep. De plas Gravenbol ligt tussen kilometerraai 924 en 925. De verandering ter plaatse van de ingreep is een waterstandsverhoging van 0,4 mm bovenstrooms en een waterstandsverlaging van 0,1 mm juist benedenstrooms van de ingreep. Een afwijking tot 1 mm in de as van de rivier wordt geaccepteerd volgens het beoordelingskader [1]. Er kan dus geconcludeerd worden dat de maatregel voldoet aan dit aspect van het beoordelingskader. Afbeelding 4.1. Waterstandsverschil in de as van de rivier als gevolg van de herinrichting van de Gravenbol bij een vaste afvoer van m³/s (Lobith) 2 1,5 1 Waterstandsverschil (mm) 0,5 0-0,5-1 -1, Nederrijn/Lek (rkm) 1 Een vaste afvoer houdt in dat de afvoerverdeling op de splitsingspunten vastligt. De afvoerverdeling wordt geregeld met schotten en is beleidsmatig bepaald. Witteveen+Bos 7

8 4.2. MHW-stand binnen een uiterwaard De MHW-stand binnen de uiterwaard kan als gevolg van locale opstuwing in de uiterwaard afwijken van de stand in de as van de rivier. Afbeelding 3.2 geeft een ruimtelijke afbeelding van de waterstandsverschillen voor de afvoer van m³/s bij Lobith. Een positief getal betekent een toename van de waterstand als gevolg van de ingreep. Afbeelding 3.2. Waterstandsverschil in de uiterwaard als gevolg van de herinrichting van de plas Gravenbol bij een vaste afvoer van m³/s (Lobith) Er is te zien dat het maximale waterstandsverschil in de uiterwaard 5 mm bedraagt aan de bovenstroomse zijde van de plas. In de plas zelf neemt de waterstand maximaal met 2 mm toe door de ingreep. De waterstandsverhoging bij de bandijken is overal kleiner dan 1 mm. In Bijlage III is een grotere afbeelding van het waterstandsverschil opgenomen Stroombeeld in de uiterwaard / aanzanding en erosie van uiterwaard en nevengeulen Door de ingreep kunnen de stroomsnelheden in de uiterwaard veranderen. Dit kan resulteren in erosie of sedimentatie in de uiterwaard. De mate hiervan wordt ingeschat door het beoordelen van het stroombeeld in het gebied. In afbeelding 3.3 en afbeelding 3.4 is het stroombeeld bij een afvoer van m 3 /s van respectievelijk de referentiesituatie en de situatie na de ingreep te zien; het verschil in stroombeeld wordt getoond in afbeelding 3.5. Aanvullend wordt ook het verschil in stroombeeld getoond bij een vaste afvoer van m³/s bij Lobith, zoals te zien in afbeelding 3.6. Een positief getal betekent een verhoging van de snelheid als gevolg van de ingreep. In Bijlage III zijn grotere afbeeldingen van het stroombeeld en het verschil in stroombeeld opgenomen. Witteveen+Bos 8

9 Afbeelding 3.3. Stroombeeld ( m³/s Lobith) in de referentiesituatie Afbeelding 3.4. Stroombeeld ( m³/s Lobith) na herinrichting van plas Gravenbol Witteveen+Bos 9

10 Afbeelding 3.5. Veranderingen in stroombeeld ( m³/s Lobith) na herinrichting van plas Gravenbol Afbeelding 3.6. Veranderingen in stroombeeld ( m³/s Lobith) na herinrichting van plas Gravenbol Witteveen+Bos 10

11 De snelheden in de plas zijn na de ingreep plaatselijk tot ongeveer 0,2 m/s hoger bij een afvoer van m 3 /s. Bij een afvoer van m 3 /s bedraagt de toename maximaal 0,1 m/s. Deze toename is vooral een gevolg van het verondiepen van de plas; de veranderingen in afvoer door de plas zijn zeer beperkt. Vóór de ingreep variëren de snelheden in de plas tussen 0,1 en 0,2 m/s bij een afvoer van m 3 /s. Na de ingreep zijn er delen waar de snelheid is afgenomen tot 0,05 m/s en delen waar de snelheid is toegenomen tot 0,3 m/s. Er is dus sprake van beperkte verschillen. Bij de situatie met een afvoer van m 3 /s zijn zowel de absolute snelheden als de verschillen in snelheden kleiner dan bij een afvoer van m 3 /s, zie bijlage III. De verschillen ten opzichte van de referentiesituatie zijn dusdanig beperkt dat geen grote veranderingen in erosie/sedimentatie zullen optreden ten opzichte van de referentiesituatie. Over het algemeen zullen de effecten voor de afvoer van de uiterwaard dus beperkt blijven. Het stroombeeld in de plas verandert de afvoer van de uiterwaard nauwelijks. Verder zijn de stroomsnelheden in de plas voor de referentiesituatie al laag, zie Bijlage III. Hierdoor blijft de bijdrage van de plas aan de afvoer beperkt. Witteveen+Bos 11

12 5. CONCLUSIES Voor het beoordelingskader [1] zijn de volgende aspecten beoordeeld: 1. veiligheid tegen overstroming: a. MHW stand op de as van de rivier; er is een maximale waterstandsverhoging van 0,4 mm vastgesteld. Een afwijking tot 1 mm in de as van de rivier wordt geaccepteerd volgens het beoordelingskader [1]. Er kan dus geconcludeerd worden dat de maatregel MHW-neutraal is; b. MHW stand binnen de uiterwaarden; het maximale waterstandsverschil dat wordt waargenomen bedraagt 5 mm. In de plas zelf neemt de waterstand maximaal met 2 mm toe door de ingreep; 2. hinder of schade aan andere functies: f. stroombeeld in de uiterwaard; de stroomsnelheden nemen na de herinrichting iets toe maar de absolute snelheden blijven lager dan 0,3 m/s. Daarom zullen de effecten voor de afvoer van de uiterwaard zeer beperkt blijven. Het stroombeeld in de plas verandert de afvoer van de uiterwaard nauwelijks, waardoor de bijdrage van de plas aan de afvoer beperkt is en blijft; 3. bodemligging en morfologie: k. aanzanding en erosie van uiterwaard en nevengeulen; er worden geen grote veranderingen in erosie en/of sedimentatie verwacht na uitvoering van de herinrichting, zie ook punt f. De situatie na de ingreep voldoet volgens het beoordelingskader voor ingrepen in de Rijntakken. Witteveen+Bos 12

13 6. REFERENTIES [1] RIZA, Voorlopig rivierkundig beoordelingskader voor ingrepen in de Rijntakken, versie 10 april 2006 Witteveen+Bos 13

14 Bijlage I Overwegingen bij toepassing van het Rivierkundig Beoordelingskader Witteveen+Bos

15 referentie naar beoordelingskader a: andere-projecten MHW stand op de as van de rivier b: andere projecten MHW stand binnen een uiterwaard c: andere projecten afvoerverdeling bij MHW afvoer te Lobith (in m 3 /s) effect / voorwaarde vast voor ingrepen zonder verruimingsdoelstelling: geen waterstandverhoging vast beoordelen: toename waterstand binnen uiterwaard vrij afwijking afvoerverdeling < 5 m 3 /s tov referentie ten behoeve van uitwerken voor Gravenbol veiligheid veiligheid / hinder / schade veiligheid d: vrij afwijkingen veiligheid afvoerverdeling bij normaal hoogwater afvoerverdeling < 20 m 3 /s tov referentie e: afvoer waarbij de beoordelen: verlaging hinder / inundatiefrequentie van de uiterwaarden waterstand van inundatie schade uiterwaard inunderen vast f: vast beoordelen: verandering hinder/ stroombeeld in de waterstand en schade uiterwaard stroomsnelheden g: stroombeeld bij de aantakking van nevengeulen op hoofdgeul h: afvoerverdeling bij normaal hoogwater i: afvoerverdeling bij OLR j: aanzanding en erosie van het zomerbed k: aanzanding en erosie van uiterwaard en nevengeulen bankfull geul vast v 0,3 m/s in vaarweg t.p.v. af- en aantakking nevengeul. In eerste instantie te bepalen met een SOBEK-berekening. is identiek aan nr d OLR (1020 m 3 /s) vrij in overleg met de rivierbeheerder bankfull beoordelen: verandering waterstand afwijkingen afvoerverdeling < 1 m 3 /s tov referentie beoordelen: verandering vaardiepte Beoordelen: overig stroomsnelheden nevengeul maximaal 0,3 m/s. Bepalen met een SOBEK-berekening of een vergelijkbare methode. Beoordelen: hoeveelheid sedimentatie. veiligheid scheepvaart hinder / schade vaardiepte scheepvaart vaardiepte scheepvaart schade, veiligheid, bodem-ligging en morfologie ja ja nee* nee* nee* ja nee* nee * nee* - ja Witteveen+Bos

16 Voor a, b en c geldt dat: aangezien de ingreep geen PKB-RvdR project is, dienen de MHWberekeningen met een afvoer van m³/s bij Lobith gedaan te worden. c,h: aangezien plas Gravenbol buiten de derde cirkel van afbeelding I.1 valt, hoeft dit punt niet getoetst te worden. d: het gebied van de ingreep valt niet onder het benedenrivierengebied. e: de inundatiefrequentie verandert niet door de ingreep. g: de plas maakt geen deel uit van een nevengeul. i,j: de ingreep vindt niet plaats in het zomerbed. Toelichting op afbeelding I.1: Ingrepen die plaatsvinden in de nabijheid van het splitsingspunt (beide zwarte cirkels) kunnen via een veranderd stromingspatroon direct de afvoerverdeling beïnvloeden. Inzet van een (vrijstromend) hydraulisch model is in dat geval noodzakelijk. Voor ingrepen buiten deze twee cirkels kan het effect op de afvoerverdeling worden afgeleid van de waterstandsverandering ter plaatse van het splitsingspunt. Afbeelding I.1. Gevoeligheid van de afvoerverdeling Witteveen+Bos

17 Bijlage II WAQUA-modellering herinrichting plas Gravenbol Witteveen+Bos

18 De plas wordt ongeveer 10 tot 15 meter ondieper gemaakt en er worden natuurlijke oevers aangelegd. Afbeelding II.1 toont de bodemhoogte van de nieuwe situatie en afbeelding II.2 geeft de veranderingen weer ten opzichte van de referentiesituatie. Doordat natuurlijke oevers worden aangelegd zal de vegetatie in het gebied veranderen en dit betekent dat de plas 'ruwer' zal worden. In de referentiesituatie had de gehele plas een Nikuradse ruwheid van 0,05 m. In de nieuwe situatie zijn de oevers ruwer gemaakt. Dit wordt getoond in de afbeeldingen II.3 en II.4. Witteveen+Bos

19

20

21

22

23

24

25

26

27 Bijlage III WAQUA-resultaten na herinrichting plas Gravenbol Witteveen+Bos

28 In bijlage III.1 wordt het waterstandsverschil getoond tussen de referentiesituatie en de situatie na herinrichting bij een afvoer van m³/s bij Lobith. In bijlage III.2 worden de gebieden getoond waar de waterstanden meer (oranje gebied) dan 1 mm toenemen ten opzichte van de referentie. Het verschil in stroompatroon is te zien door Bijlage III.3 met III.4 te vergelijken (situatie bij een afvoer van m³/s bij Lobith) en door Bijlage III.6 met III.7 te vergelijken (situatie bij een afvoer van m³/s bij Lobith). Witteveen+Bos

29

30

31

32

33

34

35

36