WL delft hydraulics. Verschilanalyse HR2001 en TMR2006 voor het Benedenrivierengebied. Rijkswaterstaat RIZA. Opdrachtgever: Rapport.

Transcriptie

1 Opdrachtgever: Rijkswaterstaat RIZA Verschilanalyse HR2001 en TMR2006 voor het Rapport december 2007 Q4462 WL delft hydraulics

2 Opdrachtgever: Rijkswaterstaat RIZA Verschilanalyse HR2001 en TMR2006 voor het Eelco Verschelling, Henk Ogink, Simone van Schijndel, Johan Crebas Rapport december 2007

3

4 Samenvatting Aanleiding en kader De Wet op de Waterkering regelt de cyclus van het stellen van Hydraulische Randvoorwaarden voor de primaire waterkeringen, de vijfjaarlijkse toetsing van de primaire waterkeringen, en indien nodig het uitvoeren van versterkingen of rivierverruiming om aan de gestelde randvoorwaarden te voldoen. De hydraulische randvoorwaarden bestaan uit waterstands- en golfcondities waartegen de waterkeringen bestand dienen te zijn. De TMR2006 blijken over het algemeen (buiten de Nieuwe Waterweg, het Spui, de Oude en Nieuwe Maas) lager te liggen dan de HR2001. Dit gaat tegen de huidige tendensen in: naar verwachting veroorzaken de deels reeds aangetoonde processen in de benedenrivieren (verhoogde stormopzetduur, verhoogde zeespiegelstijging en verhoogde afvoer) in de komende halve eeuw juist een verhoging van de Hydraulische Randvoorwaarden. Ruimte voor de Rivier moet voor 2015 er voor zorgen dat toetspeilen worden verlaagd. Om de noodzakelijke toetspeilverlagingen voor de komende eeuw niet in gevaar te brengen is door DGW gekozen de officiele toetspeilen (HR2006) voorlopig vast te houden op het niveau van de HR2001. Het verschil in toetspeilen levert problemen op bij de analyses die worden uitgevoerd in het kader van de PKB Ruimte voor de Rivier. De Programmadirectie Ruimte voor de Rivier heeft daarom behoefte aan een diepgaande analyse van de verschillen tussen modellen HR2001 en TMR2006, en de effecten daarvan op de toetspeilen. Rijkswaterstaat RIZA heeft WL Delft Hydraulics middels overeenkomst RI-4825 opdracht gegeven om dit onderzoek uit te voeren. Vraagstelling De richting en reikwijdte van het onderzoek kan met de volgende hoofdvraag worden afgebakend: De thermometerpeilen van 2006 zijn veel lager dan de Hydraulische Randvoorwaarden 2001, en voor de benedenrivieren is de huidige uitleg te summier. Wat veroorzaakt nou precies de verschillen in toetspeilen? Welke bronnen van verschillen dragen in welke mate bij aan deze verschillen in resultaten? Bij de bronnen van verschil is onderscheid gemaakt tussen de volgende aspecten: wijzigingen in de schematisatie van het Noordelijk Deltabekken in de toegepaste hydrodynamische modellen, zoals de fysieke veranderingen in het systeem sinds HR2001 en nieuwe inzichten in de wijze van schematiseren; wijziging in de uitgangspunten met betrekking tot de afvoerverdeling op de splitsingspunten, de zijdelingse toestromingen, zeespiegelstijging, golfvorm en de afvoerstatistiek; wijzigingen in de rekenmethode, betreffende de instellingen die in HydraB zijn toegepast, en wijzigingen in de software (SOBEK en HydraB). WL Delft Hydraulics Samenvatting

5 Aanpak De officiële TMR2006 en HR2001 zijn door RIZA afgeleid met een eigen instrumentarium (PRIS en TOF). Dit instrumentarium heeft een doorlooptijd voor een combinatie van berekeningen van ongeveer 4 weken, en kon daarom niet voor deze studie worden ingezet. In deze studie zijn de effecten van de verschillen op de toetspeilen daarom grotendeels gekwantificeerd door middel van sommen met de MHW-processor en Hydra-B. De MHWprocessor is een door RIZA en WL Delft Hydraulics ontwikkeld instrument waarmee probabilistische berekeningen voorbereid kunnen worden. De uitvoer van de berekeningen wordt vervolgens door Hydra-B gebruikt om de Hydraulische Randvoorwaarden voor dijkringen en verbindende waterkeringen in het te bepalen. Hydra-B is ontwikkeld door RIZA en HKV Lijn in Water. De volgende procedure is gebruikt voor de referentiesituatie: Model TMR2006_ her MHW processor versie Sommen Instellingen HR2006 Hydra-B versie Rijndominant Instellingen HR2006 Resultatenspreadsheet: toetspeilen voor 36 locaties Figuur 1 Referentieprocedure 2006 voor toetspeil analyses Ten opzichte van deze referentiesituatie is telkens het effect op de toetspeilen berekend van de verandering van één onderdeel (bron van verschil) naar de situatie anno Door de effecten vervolgens met elkaar te vergelijken kan een goede schatting gemaakt worden van de mate waarin elke bron van verschil heeft bijgedragen aan de veranderingen in toetspeilen. Bij wijze van controle worden vervolgens de effecten van alle wijzingen afzonderlijk per locatie gesommeerd. Hierbij is voor het gemak de aanname gedaan dat MHW-effecten lineair optelbaar zijn. De analyses zijn uitgevoerd voor een aantal representatieve locaties verspreid over het gebied. De dichtheid van locaties is het grootst gekozen in de Biesbosch, de Bergsche Maas/Amer en de Merwedes. In deze gebieden vinden de maatregelen van de Benedenrivieren van Ruimte voor de Rivier plaats. De locaties zijn bewust gekozen als een deelverzameling van de officiële toetslocaties op rivierkilometers zoals die zijn gehanteerd in HR2001, om vergelijking van resultaten te vergemakkelijken. Om het aantal sommen enigszins te beperken zijn alle toetspeilberekeningen uitgevoerd voor een Rijndominante situatie. Verder is in deze studie geen rekening gehouden met het zogenaamde overgangsgebied, dat in HR2001 was gedefinieerd om de overgang van toetspeilen in het bovenrivierengebied (met WAQUA berekend) en het benedenrivierengebied (met SOBEK/Hydra-B berekend) geleidelijk te laten verlopen. Als gevolg hiervan wijken de officiële toetspeilen in dit gebied af van de resultaten van Hydra- B. In deze studie zijn de oorspronkelijke toetspeilen berekend met Hydra-B voor HR2001 (Duits, 2005b) en TMR2006 (Duits, 2007) als uitgangspunt gebruikt. WL Delft Hydraulics Samenvatting

6 Als gevolg van beide keuzes zullen de gepresenteerde resultaten op de volgende locaties mogelijk afwijken van de officiële toetspeilen: Lek km 948; Waal km 914; Maas km 203, 230; Bersche Maas km 243, 244, 248. Alle beschreven resultaten zijn berekend met de zogenaamde beperkte variant van de MHW-processor. Hierbij wordt met minder stochasten gerekend dan bij de complete cyclus: de windrichting wordt voor alle berekeningen constant aangenomen en de windsnelheid wordt rechtstreeks gekoppeld aan de zeewaterstand. Hierdoor blijven alleen de Rijnafvoer met hieraan gekoppeld de Maasafvoer, de toestand van de keringen (open / dicht) en de benedenstroomse zeewaterstand als stochasten over. Het aantal SOBEK sommen loopt hierdoor terug van 3636 naar 108, waardoor de rekentijden aanzienlijk kleiner worden. De beperkte variant is acceptabel voor analyses naar verschillen in toetspeilen, het onderwerp van deze studie. De noodzakelijke vereenvoudigingen in gehanteerde rekenmethode (MHW-processor in plaats van PRIS, beperkte variant in plaats van uitgebreide variant) hebben invloed op de resultaten: beide stappen zorgen voor afwijkingen in toetspeilen, vooral juist bovenstrooms van de stormvloedkering in de Nieuwe Waterweg en de Haringvlietsluizen. Dit is een aspect waar rekening mee gehouden dient te worden bij de beoordeling van de hier gepresenteerde resultaten. Resultaten van de analyse In Tabel 1.1 worden de effecten van de geanalyseerde bronnen van verschillen voor een herhalingstijd van 2000 jaar 1 met elkaar vergeleken. Op de horizontale as komen van links naar rechts de volgende categorieën aan bod: TMR2006-HR2001 (108). Dit is het verschil in toetspeilen tussen TMR2006 en HR2001 op basis van een MHW analyse met 108 SOBEK sommen. De in deze kolom gepresenteerde verschillen vormen het uitgangspunt van deze studie. Onder de aanname van lineaire optelbaarheid zouden de effecten van de verschilbronnen, gepresenteerd in de volgende kolommen, bij elkaar opgeteld ongeveer gelijk moeten zijn aan de originele verschillen; Zijdelingse toestroming. Langs de Maas en de Lek is de zijdelingse toestroming aangepast; 1. De verschilanalyse is uitgevoerd voor alle voorkomende terugkeertijden in het : 1250, 2000, 4000 en 10,000 jaar. Voor de leesbaarheid van deze samenvatting is ervoor gekozen om uitsluitend de resultaten voor de meest voorkomende herhalingstijd (2000 jaar) te presenteren. Verder vallen de Ruimte voor de Rivier maatregelen in het gebied met een herhalingstijd van 2000 jaar. WL Delft Hydraulics Samenvatting

7 Afvoerverdeling. De afvoerverdeling over de Rijntakken bij de Pannerdensche Kop en de IJsselkop is voor TMR2006 anders dan voor HR2001. Terwijl eerder werd vastgehouden aan de beleidsmatige afvoerverdeling, wordt in TMR2006 uitgegaan van een zogenaamde vrije afvoerverdeling. Deze vrije afvoerverdeling is het resultaat van berekeningen aan de waterbeweging in het bovenrivierengebied; Zeerand. Ten opzichte van het toestandsjaar 1985 is in TMR2006 uitgegaan van 0,07 m zeespiegelstijging in plaats van 0,05 m in HR2001; Faalkans SVK. In HR2001 was de faalkans van de stormvloedkering in de Nieuwe Waterweg gesteld op de ontwerpwaarde van 1/1000. Dit is op basis van een recente toetsing van de keringen in TMR2006 bijgesteld naar 1/100; Riviertakschematisaties. In model TMR2006 zijn voor alle takken oostelijk van de lijn Krimpen, Dordrecht en Moerdijk nieuwe profielen gedefinieerd. Verder zijn de wrijvingsdefinities op deze takken aangepast. Westelijk van de genoemde lijn zijn de ruwheden op enkele locaties veranderd om een betere simulatie van de debietsverdeling en de zoutindringing te krijgen; Biesbosch+Kades Nieuwe Merwede. Tegelijkertijd met de riviertakschematisaties van de Merwedes en de Amer is de gehele schematisatie van de Biesbosch aangepast. Voorts zijn 3 takken met overlaat toegevoegd bij Anna Jacominaplaat tussen de mond van de Nieuwe Merwede en het Noordergat van de Visschen in de Biesbosch om het effect van overstroming van de scheidingsdam ter plaatse te simuleren. NOP ( Natuurontwikkelingsproject ) Noordwaard. In TMR2006 is het Natuurontwikkelingsproject Noordwaard in de Biesbosch opgenomen. Dit project takt af van de Nieuwe Merwede langs de linkeroever op het traject km en is verbonden met het netwerk van de Biesbosch; Hydra-B. Zowel de software als de configuratiebestanden van Hydra-B zijn licht aangepast ten behoeve van TMR2006. Sluitsnelheid Haringvlietsluizen. In model TMR2006 is de sluitsnelheid van de Haringvlietsluizen ten opzichte van model HR2001 vergroot, zodat de sluizen bij volledige opening nu in 10 minuten sluiten in plaats van minuten. De vloedstroom wordt hierdoor aanzienlijk beperkt. In grote lijnen kan gesteld worden dat de effecten op de bovenranden met name door wijzigingen in afvoerverdeling worden veroorzaakt, in het overgangsgebied door wijzigingen in de schematisatie, en in de Nieuwe Waterweg/Nieuwe Maas door aanpassing van de sluitsnelheid van de Haringvlietsluizen en de faalkans van de Stormvloedkering in de Nieuwe Waterweg. Dit laatste effect is overigens bij hogere herhalingstijden veel groter dan bij de hier gepresenteerde 2000 jaar. WL Delft Hydraulics Samenvatting

8 Tabel 1.1 Vergelijking effecten voor herhalingstijd 2000 jaar (alles op basis van 108 sommen). TMR2006-HR2001 (108) Zijdelingse toestroming 2001 Afvoerverdeling 2001 Locatie Amer km 256 0, Beneden Merwede km 964-0, Beneden Merwede km 971-0, Biesbosch Gat v. Kampen km 975-0, Biesbosch Steurgat km 964-0, Biesbosch Steurgat Ruigt km 969-0, Boven Merwede km 955-0, Dordtsche Kil km 981 0, Haringvliet km 999 0, Haringvliet km , Haringvliet km , Hollandsch Diep km 985 0, Lek km 971-0, Lek km 988 0, Maasmond km , Nieuwe Maas km 994 0, Nieuwe Maas km 999 0, Nieuwe Maas km , Nieuwe Merwede km 963-0, Nieuwe Merwede km 971-0, Nieuwe Waterweg km , Nieuwe Waterweg km , Oude Maas km 977-0, Oude Maas km 993 0, Oude Maas km , Spui km , Waal km 935-0, Waal km 952-0, Zeerand 2001 Faalkans SVK "Geometrie/ruwheid" BiBo2001+ Kades NOP Nrdw Hydra-B 2001 Sluitsnelheid HaringvlSl Overzicht verschillen per riviertak Per riviertak blijken verschillende aspecten ten grondslag te liggen aan de geconstateerde verschillen. Onderstaande getallen gelden voor een herhalingstijd van 2000 jaar, tenzij anders vermeld. Verder zijn de genoemde oorspronkelijke verschillen tussen HR2001 en TMR2006 gebaseerd op in deze studie herberekende waarden, met behulp van de MHW processor, voor de Rijndominante situatie. WL Delft Hydraulics Samenvatting

9 Op de Lek treedt ter plekke van km 971 een daling op van 11 centimeter in TMR2006 ten opzichte van HR2001. Deze is geheel toe te schrijven aan de gewijzigde geometrie en ruwheid (13 centimeter daling) in combinatie met enkele zeer kleine, tegengestelde, effecten. Hiervan is de gewijzigde afvoerverdeling over de Rijntakken (1 à 2 centimeter stijging) de grootste. De toetspeilen op de Nieuwe Maas en de Nieuwe Waterweg stijgen fors als gevolg van de aangepaste faalkans van de Stormvloedkering in de Nieuwe Waterweg. Ter plekke van km 999 (Rotterdam) stijgt het toetspeil bij een herhalingstijd van jaar hierdoor bijvoorbeeld met 18 centimeter. Andere factoren spelen nauwelijks een rol. Op de Waal/ Boven Merwede treden lokaal grote verschillen op; 25 cm daling op km 952 en 22 cm daling op km 955. Hiervan kan orde 4 centimeter worden toegeschreven aan de invloed van NOP Noordwaard. De rest wordt in ongeveer gelijke mate veroorzaakt door gewijzigde afvoerverdeling en bodemgeometrie en ruwheid van de riviertakken. Direct benedenstrooms van het splitsingspunt treden op de Beneden- en Nieuwe Merwede dalingen op van orde centimeter. Ook hier spelen de gewijzigde profielen en aangepaste ruwheid een hoofdrol: ze zijn verantwoordelijk voor de helft van de verlaging. Daarnaast dalen de toetspeilen orde 5 centimeter als gevolg van de gewijzigde aanname met betrekking tot de afvoerverdeling over de Rijntakken. Op de Nieuwe Merwede zorgt de implementatie van maatregel Natuurontwikkelingsproject Noordwaard voor een verlagend effect van orde 7-8 centimeter ter plekke van km 971 (Kop van t Land). Op de Dordtsche Kil liggen de in deze studie herberekende toetspeilen volgens HR2001 en TMR2006 niet ver uit elkaar. Ter plekke van km 981 heeft aanpassing van de sluitsnelheid van de Haringvlietsluizen een effect van 3 centimeter daling. Op de Oude Maas is het effect van aanpassing van de faalkans van de Stormvloedkering goed merkbaar: ter plekke van km 1003 stijgt het toetspeil hierdoor nog met orde 7 centimeter bij een herhalingstijd van 4000 jaar. Daarnaast zorgt wijziging van geometrie en wrijving voor een lichte stijging van orde 2 centimeter. Op het bovenstroomse gedeelte van de Maas treden forse verschillen op tussen de herberekende peilen volgens HR2001 en TMR2006. Bij een herhalingstijd van 1250 jaar liggen de peilen op locaties km 203 en 230 volgens TMR2006 ongeveer 30 centimeter lager dan volgens HR2001. Van dit verschil is centimeter toe te schrijven aan gewijzigde profielen en ruwheid. Daarnaast daalt het toetspeil ongeveer 4-5 centimeter als gevolg van gewijzigde zijdelingse toestromingen. Bij deze resultaten gelden twee kanttekeningen. Allereerst dient er geverifieerd te worden dat de definitie van zijdelingse toestromingen in de database van de MHW processor correct is. Verder zijn de genoemde verschillen gebaseerd op SOBEK resultaten, terwijl de toetspeilen bovenstrooms van km 201 volledig met WAQUA berekend zijn. Verder benedenstrooms, op de Bergsche Maas, treedt hetzelfde effect op. Van de verlagingen van ongeveer 22 centimeter ter plekke van km 244 wordt ongeveer 16 centimeter veroorzaakt door gewijzigde profielen en ruwheid. Ook hier zorgt een wijziging in zijdelingse toestroming voor orde 4 centimeter. WL Delft Hydraulics Samenvatting

10 Ook hier geldt de kanttekening met betrekking tot de database van de MHW processor. Verder bleek in het TMR2006 per abuis het Wilhelminakanaal als laterale lozing te ontbreken. In de verschillende takken van de Biesbosch loopt het verschil tussen toetspeilen berekend op basis van de complete cyclus MHW berekeningen (3636) op tot orde 35 centimeter daling in het Steurgat. Hiervan blijkt 24 centimeter te worden veroorzaakt door een andere afhandeling van de windwrijving ( windluwtefactor ) in de SOBEK schematisaties. Het resterende gedeelte is toe te schrijven aan gewijzigde schematisatie van de Biesbosch zelf (3 centimeter), gewijzigde sluitsnelheid Haringvlietsluizen (7-11 centimeter) en aangepaste zijdelingse toestroming Maas (3 centimeter). Op de Amer (km 256) en het Hollandsch Diep (km 985) is het toetspeil in de herberekeningen niet gedaald. Op de Amer valt het wel op dat er sprake is van twee tegengestelde, ongeveer even grote effecten: 3 centimeter daling als gevolg van aangepaste sluitsnelheid van de Haringvlietsluizen, en 4 centimeter stijging als gevolg van de gewijzigde schematisatie van de Biesbosch. Op het Spui blijven de verschillen volgens de herberekeningen tussen HR2001 en TMR2006 beperkt tot orde 3 centimeter stijging bij een herhalingstijd van 4000 jaar. Er blijkt hier een aantal kleine factoren een rol te spelen. De grootste factoren zijn de aanpassing van de schematisaties van de riviertakken (4 centimeter stijging) en de Biesbosch (2 centimeter stijging), en aanpassing van de sluitsnelheid van de Haringvlietsluizen (4 centimeter daling). Op het Haringvliet blijven de verschillen tussen beide modellen beperkt tot 1 a 2 centimeter stijging. Toch is hier wel sprake van een aantal, tegengestelde, effecten van redelijk grote omvang. Als gevolg van de versnelde sluiting van de Haringvlietsluizen daalt het toetspeil bij een herhalingstijd van 4000 jaar orde 8 centimeter. Dit wordt onder meer gecompenseerd door aangepaste schematisatie van de riviertakken (5 á 6 centimeter stijging) en aangepaste faalkans van de Stormvloedkering in de Nieuwe Waterweg (2 centimeter stijging). Aanbevelingen De verschillen in de zijdelingse toestromingen tussen HR2001 en TMR2006 volgens de database van de MHW-processor lijken niet overeen te komen met de verschillen volgens het achtergrondrapport bij de TMR2006 (De Waal, 2007). Daarom wordt aanbevolgen om te controleren of de zijdelingse toestromingen in de MHW processor correct zijn gedefinieerd, voor zowel HR2001 als TMR2006. TMR2006 is waarschijnlijk berekend zonder zijdelingse toestroming vanuit het Wilhelminakanaal, aangezien deze knoop in het SOBEK model geheel ontbreekt. Het verdient aanbeveling om het effect van deze fout op de Thermometerpeilen na te gaan. Net als eerdere studies, zoals bijvoorbeeld de systeemanalyse (De Deugd, 2007) en analyses in het kader van de PKB Ruimte Voor De Rivier, is deze studie uitgevoerd op basis van 108 sommen MHW analyses. Zoals beschreven in paragraaf 4.2.3, kunnen de verschillen in toetspeilen op basis van reeksen van 108 en 3636 sommen op sommige locaties aanzienlijk zijn, vooral voor HR2001. Er wordt aanbevolen om nader onderzoek te verrichten naar de oorzaken van deze verschillen. WL Delft Hydraulics Samenvatting

11 Inhoud Samenvatting... Samenvatting 1 Inleiding Algemeen Vraagstelling Organisatie Leeswijzer Overzicht gebruikte SOBEK-schematisaties Inleiding HR2001-model TMR2006-model Overzicht van verschillen in waterstanden Analyse van verschillen Inleiding Schematisatie Netwerkaanpassingen Profielen en kunstwerken Hydraulische ruwheid Wind Uitgangspunten Afvoerverdeling Rijntakken Zijdelingse toestromingen Zeespiegelstijging Afvoerstatistiek Rekenmethode Faalkans stormvloedkering Software SOBEK Hydra-B Effect van verschillen op waterstanden Inleiding Uitgangssituatie HR2001 volledige cyclus (3636 sommen) TMR2006 volledige cyclus (3636 sommen) HR2001 beperkte cyclus (108 sommen) TMR2006 beperkte cyclus (108 sommen) WL Delft Hydraulics i

12 4.2.5 Verschillen in toetspeilen HR2001 en TMR2006 beperkte cyclus (108 sommen) Schematisatie Integrale HR2001 schematisatie Riviertakschematisaties Biesbosch Windluwtefactoren in de Biesbosch Kades benedenstrooms Nieuwe Merwede NOP Noordwaard Sluitsnelheid Haringvlietsluizen Uitgangspunten Afvoerverdeling Rijntakken (Pannerdensche Kop en IJsselkop) Zijdelingse toestromingen Zeespiegelstijging Rekenmethode / Hydra-B software Hydra-B Faalkans stormvloedkering Synthese Vergelijking effecten Controle totaaleffect aanpassingen Conclusies en aanbevelingen Conclusies Aanbevelingen Referenties Bijlagen A Vergelijking van schematisaties...a 1 B Uitsplitsingen Biesbosch Steurgat km B 1 C Detailanalyse effect aangepaste schematisatie... C 1 Simulatie met Set 1... C 1 Simulatie met Set 2... C 2 WL Delft Hydraulics ii

13 1 Inleiding 1.1 Algemeen De Wet op de Waterkering regelt de cyclus van het stellen van Hydraulische Randvoorwaarden voor de primaire waterkeringen, de vijfjaarlijkse toetsing van de primaire waterkeringen, en indien nodig het uitvoeren van versterkingen of rivierverruiming om aan de gestelde randvoorwaarden te voldoen. De hydraulische randvoorwaarden bestaan uit waterstands- en golfcondities waartegen de waterkeringen bestand dienen te zijn. De TMR2006 blijken over het algemeen (buiten de Nieuwe Waterweg, het Spui, de Oude en Nieuwe Maas) lager te liggen dan de HR2001. Dit gaat tegen de huidige tendensen in: naar verwachting veroorzaken de deels reeds aangetoonde processen in de benedenrivieren (verhoogde stormopzetduur, verhoogde zeespiegelstijging en verhoogde afvoer) in de komende halve eeuw juist een verhoging van de Hydraulische Randvoorwaarden. Ruimte voor de Rivier moet voor 2015 er voor zorgen dat toetspeilen worden verlaagd. Om de noodzakelijke toetspeilverlagingen voor de komende eeuw niet in gevaar te brengen is door DGW gekozen de officiele toetspeilen (HR2006) voorlopig vast te houden op het niveau van de HR2001. Het verschil in toetspeilen levert problemen op bij de analyses die worden uitgevoerd in het kader van de PKB Ruimte voor de Rivier. De Programmadirectie Ruimte voor de Rivier heeft daarom behoefte aan een diepgaande analyse van de verschillen tussen modellen HR2001 en TMR2006, en de effecten daarvan op de toetspeilen. Rijkswaterstaat RIZA heeft WL Delft Hydraulics middels overeenkomst RI-4825 opdracht gegeven om dit onderzoek uit te voeren. 1.2 Vraagstelling De richting en reikwijdte van het onderzoek kan met de volgende hoofdvraag worden afgebakend: De thermometerpeilen van 2006 zijn veel lager dan de Hydraulische Randvoorwaarden 2001, en voor de benedenrivieren is de huidige uitleg te summier. Wat veroorzaakt nou precies de verschillen in toetspeilen? Welke bronnen van verschillen dragen in welke mate bij aan deze verschillen in resultaten? WL Delft Hydraulics 1 1

14 Bij de bronnen van verschil dient onderscheid gemaakt te worden tussen de volgende aspecten: Wijzigingen in de schematisatie; Wijzigingen in de uitgangspunten; Wijzigingen in de rekenmethode; en Wijzigingen in de software. 1.3 Organisatie De hydraulische analyses van de verschillen in modelschematisaties zijn uitgevoerd door Johan Crebas en Henk Ogink. De MHW verschilanalyses zijn uitgevoerd door Joost Beckers en Eelco Verschelling. Eelco Verschelling was tevens verantwoordelijk was voor de projectleiding. Verder is gebruik gemaakt van de deskundigheid van Hanneke van der Klis op het gebied van onzekerheden en Hydra-B. De kwaliteitsborging was in handen van Simone van Schijndel en Jos Dijkman. Van de zijde van RIZA was Robert Slomp namens RIZA opdrachtgever naar WL. Verder waren Henk de Deugd, Johan van Zetten, Hans de Waal, Herbert Berger, Theo van der Linden en Emiel van Velzen betrokken vanwege hun specifieke deskundigheid en ervaring. Ralph Schielen en Rick Kuggeleijn waren namens de Programmadirectie Ruimte voor de Rivier (PDR) betrokken bij het project. 1.4 Leeswijzer Hoofdstuk 2 geeft een overzicht van de schematisaties van HR2001 en TMR2006. Naast een korte beschrijving van beide modellen wordt tevens een beeld geschetst van de ontstaansgeschiedenis. Het hoofdstuk eindigt met een uitgebreide analyse van verschillen in toetspeilen op takniveau. In hoofdstuk 3 worden alle bronnen van verschil afzonderlijk in detail beschouwd. Hierbij gaat het zowel om verschillen in schematisaties als om verschillen in gehanteerde uitgangspunten, rekenmethode en software. Hoofdstuk 4 beschrijft de resultaten van de MHW analyses die zijn uitgevoerd om de effecten van de verschillen op de toetspeilen te kwantificeren. De effecten van de verschillen in schematisatie worden nader uitgewerkt in een aantal deterministische analyses. Het rapport wordt in hoofdstuk 7 afgesloten met conclusies en aanbevelingen. WL Delft Hydraulics 1 2

15 2 Overzicht gebruikte SOBEK-schematisaties 2.1 Inleiding De schematisaties die gebruikt zijn voor de berekening van de hydraulische randvoorwaarden in 2001 en de Thermometer Randvoorwaarden 2006 verschillen van elkaar op een groot aantal punten. Hoofdstuk 2 beschrijft de ontstaansgeschiedenis van beide modellen, de verschillen op hoofdlijnen, en de geconstateerde verschillen in toetspeilen per riviertak. De verschillen worden vervolgens in meer detail uitgewerkt in hoofdstuk HR2001-model De toetspeilen voor het randvoorwaardenboek 2001 zijn berekend met de SOBEKschematisatie NDB1_0_0 met enkele aanpassingen op de Lek, de Bergsche Maas en in de Biesbosch. Het NDB1_0_0 model omvat het Noordelijk Deltabekken inclusief: De Lek vanaf de stuw bij Hagestein; De Waal vanaf Tiel; en De Maas vanaf Lith. Figuur 2.1 geeft de layout van het model. Figuur 2.1 Layout van HR2001 model WL Delft Hydraulics 2 1

16 De geometrieschematisatie is gebaseerd op rivierkaarten uit de jaren De lodingen zijn uit de volgende periodes (Slomp et. al. 2005): Algemeen: ; Westelijk deel van Hartelkanaal uit 1998, t.g.v. forse verdiepingen na doorgraven van Beerdam eind 1997; Dwarsprofielen zijn ingevoerd met intervallen van 1 à 2 km. De ijking van dit model (van Zetten, 2001) is uitgevoerd voor de periode 1 augustus 15 november 1998 die situaties met lage Rijnafvoer (1/8-10/9), met hoge Rijnafvoer (27/10-15/11 en storm (12-118/9 en 24-31/10) omvat met als randvoorwaarden: Waterstandsverloop op zee bij de mondingen van de Waterweg en het Haringvliet; Bovenrivierafvoeren op de Lek bij Hagestein, de Waal bij Tiel en de Maas bij Lith; De windsnelheid en windrichting, zoals gemeten bij Hoek van Holland; De zoutrandvoorwaarde op zee; en De openingen van de keringen (Haringvlietsluizen en de stormvloedkeringen in de Nieuwe Waterweg, het Hartelkanaal en de Hollandsche IJssel). De ijking omvat vervolgens de afregeling van de ruwheid, keuze van windwrijvingscoëfficiënten en luwtefactoren en dispersiecoëfficiënten voor zoutindringing. De hydraulische ruwheid in het westelijk deel van het Noordelijk Deltabekken, inclusief de Brabantse Biesbosch en de Amer wordt beschreven op basis van Manning coëfficiënten, veelal met verschillende waarden voor de ebstroom en de vloedstroom. Voor het oostelijk deel van het Noordelijk Deltabekken (de Lek, de Waal, de Maas en de Merweden) worden Chézy-waarden gebruikt: een vaste waarde van C = 35 m 1/2 /s voor de uiterwaard en een waterstandsafhankelijke C-waarde voor het zomerbed. De waarden voor het zomerbed zijn voor de riviertakken bovenstrooms van Krimpen, Werkendam en Keizersveer voor extreme afvoeren afgeregeld op WAQUA resultaten. De ijking voor de Merweden is niet vermeld. In het model is het dwarsprofiel, met uitzondering van die locaties waar een uiterwaard is gedefinieerd, niet verdeeld in segmenten, waardoor de hydraulische straal bij plotselinge toename van de natte omtrek sterk terugloopt. De ruwheden zijn zo afgeregeld dat de gemiddelde afwijking niet meer dan ± 5 cm bedraagt met een standaardafwijking 5 cm. Voor lage rivierafvoeren voldoet het model qua reproductie van de waterstand goed. Voor hoge rivierafvoeren voldoet de gemiddelde afwijking in de waterstand met uitzondering van Tiel aan het gestelde criterium. De standaardafwijking is veelal echter groter dan is toegestaan. Dat wordt toegeschreven aan afwezigheid van hysterese in de debietranden en het openen en sluiten van de Haringvlietsluizen. Ook voor de stormperioden zijn de afwijkingen in de waterstanden met uitzondering van de meest bovenstrooms gelegen locaties allemaal binnen de gestelde normen. De verificatie van het model is uitgevoerd voor een periode met relatief hoge Rijnafvoer (maand februari 1999) en één met lage Rijnafvoer (10 augustus tot 1 oktober 1999). Met uitzondering van de Waal en de Maas bij Lith worden de toegestane waterstandscriteria voor deze perioden gehaald. WL Delft Hydraulics 2 2

17 Het geijkte en geverifieerde model is voor toepassing voor HR2001 aangepast met invoering van projecten die eind 1999 in uitvoering waren of waarvoor vergunning tot uitvoering verleend was (peildatum 1 oktober 1999): Drie projecten op de Lek; Twee projecten op de Bergsche Maas (Dombosch en de keersluis in het Heusdensch Kanaal); Één project in de Biesbosch: project Aakvlaai. 2.3 TMR2006-model Voor TMR2006 is uitgegaan van het model RVB1_3_0. De layout van het mode is weergegeven in Figuur 2.2. Figuur 2.2 Layout van TMR2006 model De schematisatie van de geometrie in dit model onderscheidt zich van HR2001 als volgt: Uitgangspunt voor HR2001 was het model NDB1_0_0. Voor TMR2006 is de basis model NDB1_1_0. Dit model is afgeleid van het model NDB1_0_0 en is sinds eind 2002 beschikbaar. Het levert door aanpassingen aan de ruwheid en aan de dispersiecoëfficiënten een betere debietsverdeling en zoutbeweging op. Het model is geijkt voor het jaar 1998 en geverifieerd voor de periode 1/8-1/10/1999. De door HKV in 2001 opgeleverde met Baseline gegenereerde schematisatie van het Noordelijk Deltabekken is in zijn geheel opgenomen (Hartman et al., 2001). Dit houdt in: de Nieuwe Merwede, het Zuid-Maartensgat en het Hollands Diep tot aan de Moerdijkbruggen, de Beneden Merwede met Sliedrechtse Biesbosch en het Wantij, en WL Delft Hydraulics 2 3

18 de Brabantsche Biesbosch, de Amer en een gedeelte van de Bergsche Maas tot aan Keizersveer. De nieuwe schematisatie is met betrekking tot zomerbedgegevens gebaseerd op lodingen uit de periode Zij biedt kortere vaklengtes, geeft veel meer detail, houdt rekening met zomerkades, oevers of kribben en geeft door segmentatie van het dwarsprofiel een fysisch betere bepaling van de hydraulische straal. Als een belangrijke verandering ten opzichte van HR2001 wordt de overstroombaar gemaakte scheidingsdam aan de zuidzijde van de Nieuwe Merwede met het Noordergat van de Visschen genoemd. Het model met de nieuwe schematisaties is voor de Merweden geijkt door Mol (2003) voor de hoogwatergolf van 24/10-15/11/1998, waarbij een waterstandafhankelijke C-waarde voor de Nieuwe Merwede en een Manning-waarde voor de Beneden Merwede is bepaald, zodanig dat aan de nauwkeurigheidsnorm voor de waterstanden wordt voldaan. De bovenriviertakken van NDB1_1_0 vanaf respectievelijk Krimpen, Werkendam en Keizersveer zijn vervangen door de riviertakken uit het Rijntakkenmodel en het Maasmodel (RT en Maas ) van RIZA/WRR. De bovenstroomse randen liggen nu op de Nederrijn bij de IJsselkop in plaats van Hagestein op de Lek, op de Waal bij Pannerdensche Kop in plaats van Tiel en op de Maas bij Mook in plaats van Lith. De bodemligging van deze takken zijn gebaseerd op de meest recente WAQUAmodellen die voor HR2006 zijn toegepast en de in deze takken uitgevoerde maatregelen zijn opgenomen. Deze deelmodellen zijn voor extreme afvoeren afgeregeld op de WAQUA modellen (Van der Veen, 2005). Voor getijomstandigheden voldoen zij minder en halen de nauwkeurigheidsnorm niet. Het project NOP Noordwaard is ingebouwd. De besturing van de Haringvlietsluizen is aangepast, zodanig dat de sluiting in een rekenstap van 10 minuten kan plaatsvinden, waardoor de vloedstroom wordt beperkt. In het resulterende model, genaamd TMR2006, zijn in 2007 enkele onvolkomenheden ontdekt, die vervolgens zijn geëlimineerd (Duits, 2007). Deze betroffen: Verkeerde vakrichtingen in enkele modeltakken (o.a. het Wantij). Aanpassing in het Maasmodel t.a.v. de ruwheid, de bodem (m.n. Zuidmaartensgat) en lozingen. Deze aanpassingen tezamen met een aanpassing van de faalkans van de Maeslantkering naar 1/100 hebben geleid tot een herberekening van de thermometerpeilen, die in (Duits, 2007) worden aangeduid met TMR2006_her. Deze naamgeving geldt zowel voor het gecorrigeerde model als voor de herberekende thermometerpeilen. In het vervolg wordt met betrekking tot TMR2006 uitsluitend gerefereerd aan de herberekende waterstanden. De consequenties van de veranderingen zijn in de onderstaande Figuur 2.3 uit Duits (2007) aangegeven. WL Delft Hydraulics 2 4

19 Figuur 2.3 Verschillen tussen oorspronkelijke en herberekende TMR2006 waterstanden (Duits,2007) 2.4 Overzicht van verschillen in waterstanden De verschillen tussen de toetspeilen volgens TMR2006 en HR2001 per riviertak zijn weergegeven in Tabel 2.1 en Figuur 2.4 t/m Figuur De toetspeilen zijn overgenomen uit (Duits, 2005b) en (Duits, 2007). Het zijn Hydra-B resultaten. Het effect van het tussengebied (de geleidelijke overgang van WAQUA naar SOBEK resultaten in HR2001) is hier dus nog niet meegenomen. De tabel en de figuren geven aan dat in het westelijke deel van het Noordelijk Deltabekken sprake is van een toename van de toetspeilen tot maximaal 2 dm, vooral vanaf Rotterdam, terwijl in het oostelijk deel en in het overgangsgebied de toetspeilen juist zijn afgenomen, op locaties (Wantij en Biesbosch) zelfs met ruim 4 dm. WL Delft Hydraulics 2 5

20 Tabel 2.1 Overzicht van verschil TMR2006-HR2001 (m) per riviertak Riviertak km Verschil (m) Normfrequentie Dominantie van tot Lek ,098-0,199 1/1250 1/2000 Rijn Nieuwe Maas ,193-0,008 1/2000-1/4000-1/ Rijn Nieuwe Waterweg ,194 0,017 1/ Rijn Waal ,110-0,216 1/1250 Rijn Boven Merwede ,169-0,286 1/1250-1/2000 Rijn Beneden Merwede ,040-0,285 1/2000-1/4000 Rijn Wantij ,126-0,467 1/2000 Rijn Noord ,006-0,055 1/2000-1/4000 Rijn Nieuwe Merwede ,018-0,322 1/2000 Rijn Oude Maas ,094-0,049 1/2000-1/4000 Rijn Dordtsche Kil ,018-0,035 1/2000 Rijn Spui ,032-0,011 1/2000-1/4000 Rijn Hartelkanaal ,100 0,015 1/4000-1/ Rijn Calandkanaal ,018 0,012 1/ Rijn Maas ,008-0,366 1/1250 Maas Bergsche Maas ,113-0,300 1/2000 Maas Amer ,014-0,120 1/2000 Rijn Biesbosch ,057-0,410 1/2000 Rijn Hollandsch Diep ,005-0,025 1/2000 Rijn Haringvliet ,009-0,024 1/2000-1/4000 Rijn Legenda: rood: toename van HR2001 naar TMR 2006 zwart: afname van HR2001 naar TMR2006 tot 0,2 m blauw: afname van HR2001 naar TMR2006 groter dan 0,2 m Figuur 2.4 geeft aan dat de TMR-standen op de Lek nabij stuw Hagestein tot ongeveer 1 dm hoger zijn dan bij HR2001, een verschil dat vervolgens overgaat in een afname tot maximaal 2 dm bij Schoonhoven. Voorbij Streefkerk (km 980) is op de Lek vrijwel geen sprake meer van een verschil tussen TMR en HR2001. Vanaf de samenvloeiing met de Noord op de Nieuwe Maas nemen de TMR s ten opzichte van de HR2001 toe tot ca. 2 dm bij de van Brienenoordbrug, om vervolgens constant te blijven tot de Stormvloedkering. Voorbij de Stormvloedkering bedraagt de toename enkele cm s. De verticale pijlen onderaan Figuur 2.4 tot en met Figuur 2.13 tonen de locaties van splitsingspunten. Op de Waal van Tiel (km 915) tot Zaltbommel (km 936) verloopt het verschil TMR2006- HR2001 van -1 dm naar +1 dm (zie Figuur 2.5). Benedenstrooms van Haaften (km 938) zijn de TMR s op de Waal steeds lager dan de HR2001, een verschil dat oploopt tot 2 dm bij Gorinchem. Op de Boven Merwede liggen de TMR s 2 tot 3 dm onder de HR2001. Dat verschil loopt op de Beneden Merwede en de Noord geleidelijk terug tot nul bij de samenvloeiing met de Lek te Krimpen aan de Lek. WL Delft Hydraulics 2 6

21 Lek-Nieuwe Maas-Nieuwe Waterweg: TMR2006-HR TMR2006-HR2001 (m) /1250 1/2000 1/4000 1/ Rkm Lek-Nieuwe Maas-Nieuwe Waterweg Figuur 2.4 Verschil TMR2006-HR2001 op het traject Lek-Nieuwe Maas-Nieuwe Waterweg Waal-Boven Merwede-Beneden Merwede-Noord: TMR2006-HR /1250 1/2000 1/ TMR2006-HR2001 (m) Rkm Waal-Boven Merwede-Beneden Merwede-Noord Figuur 2.5 Verschil TMR2006-HR2001 op het traject Waal-Boven Merwede-Beneden Merwede-Noord Het verschil tussen TMR2006 en HR2001 in het Noordelijk Deltabekken is het grootst op het Wantij. De TMR s zijn hier 1 tot bijna 5 dm lager dan de HR2001 (Figuur 2.6). WL Delft Hydraulics 2 7

22 Wantij: TMR2006-HR / TMR2006-HR2001 (m) Rkm Wantij Figuur 2.6 Verschil TMR2006-HR2001 op het Wantij Figuur 2.7 geeft het verschil tussen de TMR s en HR2001 op het traject Boven Merwede, Nieuwe Merwede, Hollandsch Diep en Haringvliet. De verschillen van 3 dm in de bovenloop van de Nieuwe Merwede sluiten aan bij die op de Boven Merwede. De verschillen nemen halverwege de Nieuwe Merwede snel af tot enkele cm s bij Moerdijk voorbij de samenvloeiing met de Amer aan het begin van het Hollandsch Diep. Voorbij Moerdijk op het Hollandsch Diep en op het Haringvliet zijn de verschillen gering Merwede-Haringvliet: TMR2006-HR /1250 1/2000 1/4000 TMR2006-HR2001 (m) Rkm Waal-Boven Merwede-Nieuwe Merwede-Hollandsch Diep-Haringvliet Figuur 2.7 Verschil TMR2006-HR2001 op het traject Boven Merwede-Nieuwe Merwede-Hollandsch Diep- Haringvliet WL Delft Hydraulics 2 8

23 Het verloop van het verschil tussen TMR2006 en HR2001 op de Maas benedenstrooms van Lith tot aan de monding van de Amer in het Hollandsch Diep bij Moerdijk is weergegeven in Figuur 2.8. Op het gehele traject liggen de waterstanden van TMR2006 onder die van HR2001. Op de Maas neemt het verschil vanaf Lith geleidelijk toe tot ruim 3 dm bij het begin van de Bergsche Maas bij Heusden om daarna weer geleidelijk af te nemen tot enkele cm s bij de monding van de Amer Maas, Bergsche Maas en Amer: TMR2006-HR /1250 1/ TMR2006-HR2001 (m) Rkm Maas-Bergsche Maas-Amer Figuur 2.8 Verschil TMR2006-HR2001 op het traject Maas-Bergsche Maas-Amer In de Biesbosch, zie Figuur 2.9, zijn de TMR-peilen steeds lager dan de MHW s, met name in het noordelijke deel van het Steurgat, waar de verschillen oplopen tot 4 dm. In de rest van de Biesbosch liggen de TMR s ongeveer 1 dm lager dan de MHW s Biesbosch: TMR2006-HR / TMR2006-HR2001 (m) Biesbosch Werkendam Binnen - Steurgat km 963 Biesbosch Steurgat km 964 Biesbosch Steurgat km 965 Biesbosch Steurgat km 966 Biesbosch Steurgat km 967 Biesbosch Steurgat km 968 Biesbosch Steurgat Ruigt km 969 Biesbosch Gat van het Zand km 970 Biesbosch Gat van het Zand km 971 Biesbosch Gat van het Zand km 972 Biesbosch Spijkerboor km 973 Biesbosch Ruigt km 970 Biesbosch Ruigt km 971 Biesbosch Gat van Noorderklip km 972 Biesbosch Gat van Noorderklip km 973 Biesbosch Gat van Kampen km 974 Biesbosch Gat van Kampen km 975 Figuur 2.9 Verschil TMR2006-HR2001 in de Biesbosch WL Delft Hydraulics 2 9

24 Op het traject Oude Maas-Dordtsche Kil zijn de TMR-peilen van 2006 enkele cm s lager dan HR2001, zoals in Figuur 2.10 is weergegeven. Figuur 2.11 geeft aan dat meer westwaarts op de Oude Maas richting het Spui en op het Spui zelf de verschillen nihil zijn Oude Maas en Dordtsche Kil: TMR2006-HR /2000 1/ TMR2006-HR2001 (m) Rkm Oude Maas-Dordtsche Kil Figuur 2.10 Verschil TMR2006-HR2001 op het traject Oude Maas-Dordtsche Kil Oude Maas en Spui: TMR2006-HR /2000 1/ TMR2006-HR2001 (m) Rkm Oude Maas-Spui Figuur 2.11 Verschil TMR2006-HR2001 op het traject Oude Maas-Spui Figuur 2.12 toont de verschillen op gehele Oude Maas. De figuur geeft aan dat richting de Nieuwe Waterweg, vanaf de aftakking van het Spui, de TMR-peilen ten opzichte van HR2001 geleidelijk overtreffen tot een verschil van 1 dm bij de monding. WL Delft Hydraulics 2 10

25 0.30 Oude Maas: TMR2006-HR /2000 1/4000 Nieuwe Maas- Nieuwe Waterweg 0.10 TMR2006-HR2001 (m) Beneden Merwede - Noord Dordtsche Kil Spui Hartelkanaal Rkm Oude Maas Figuur 2.12 Verschil TMR2006-HR2001 op de Oude Maas In Figuur 2.13 zijn de verschillen tussen TMR2006 en HR2001 weergegeven voor het Hartelkanaal en het Calandkanaal. Over de gehele linie liggen de TMR-peilen 1 à 2 cm boven de MHW-standen, met uitzondering van de eerste km op het Hartelkanaal bovenstrooms van de Hartelsluis, waar het verschil gelijk is aan dat op de Oude Maas ter plaatse van het splitsingspunt Hartelkanaal en Calandkanaal: TMR2006-HR /4000 1/ TMR2006-HR2001 (m) Rkm Hartelkanaal Rkm Calandkanaal Figuur 2.13 Verschil TMR2006-HR2001 op het Hartelkanaal en het Calandkanaal WL Delft Hydraulics 2 11

26 3 Analyse van verschillen 3.1 Inleiding In het onderzoek naar de verschillen tussen de toetspeilen HR2001 en TMR2006 zijn de volgende hoofdbronnen van verschil onderscheiden: 1. wijzigingen in de schematisatie van het Noordelijk Deltabekken in de toegepaste hydrodynamische modellen, zoals de fysieke veranderingen in het systeem en nieuwe inzichten in de wijze van schematiseren; 2. wijziging in de uitgangspunten met betrekking tot de afvoerverdeling over de Rijntakken, de randvoorwaarden op de Waal, de Lek en de Maas, de zijdelingse toestromingen, zeespiegelstijging, golfvorm en de afvoerstatistiek; 3. wijzigingen in de rekenmethode, betreffende de instellingen die in HydraB zijn toegepast, en 4. wijzigingen in de software, t.a.v. SOBEK en HydraB. Deze bronnen van verschil worden in dit hoofdstuk beschreven. Het effect van de verschillen op de toetspeilen wordt in hoofdstuk 4 beschreven. Daar zal ook blijken dat er grote verschillen zitten in de effecten op de toetspeilen. 3.2 Schematisatie In de analyse van de fysieke veranderingen in het systeem zijn de volgende elementen beschouwd: veranderingen in het netwerk van het hydrodynamische model; veranderingen in profielen en kunstwerken; veranderingen in de hydraulische ruwheid; en veranderingen in de windwrijving. Deze verschilbronnen worden hieronder nader uitgewerkt Netwerkaanpassingen Bronnen van veranderingen in de structuur van het hydrodynamische model zijn: afgegeven vergunningen; uitgevoerde projecten; en nieuw inzicht in schematisatie. WL Delft Hydraulics 3 1

27 Afgegeven vergunningen Voor model HR2001 is met een vijftal projecten rekening gehouden dat eind 1999 in uitvoering waren of waarvoor vergunning tot uitvoering was verleend (peildatum 1 oktober 1999). Voor MHW-berekeningen zijn hiervan de projecten Dombosch op de Bergsche Maas en Aakvlaai in de Biesbosch van belang. Deze projecten zijn ook ingevoerd in model TMR2006. Dit is dus geen bron van verschil in toetspeilen. Uitgevoerde projecten In TMR2006 is het Natuurontwikkelingsproject Noordwaard in de Biesbosch opgenomen. Dit project takt af van de Nieuwe Merwede langs de linkeroever op het traject km en is verbonden met het netwerk van de Biesbosch. Hierdoor worden de waterstanden langs alle Merweden verlaagd, terwijl die in de Biesbosch iets toenemen (zie ook hoofdstuk 4). Nieuwe inzichten In 2001 is door HKV een nieuwe schematisatie gemaakt van het centrale deel van het Noordelijk Deltabekken, die meer detail geeft. Deze schematisatie is volledig in TMR2006 overgenomen. Dit houdt in dat takken zijn opgesplitst en toegevoegd (vergelijk Figuur 2.1 met Figuur 2.2): 1. in de Biesbosch op enkele locaties (Gat van den kleinen Hil aansluitend op het Zuidergat van de Visschen, en het Gat van de Kerksloot aansluitend op de Amer); 2. het Zuid Maartensgat in de Dordtsche Biesbosch tussen de monding van de Nieuwe Merwede en de Dordtsche Kil langs de rechteroever van het Hollandsch Diep. Voorts zijn 3 takken met overlaat toegevoegd bij Anna Jacominaplaat tussen de mond van de Nieuwe Merwede en het Noordergat van de Visschen in de Biesbosch om het effect van overstroming van de scheidingsdam ter plaatse te simuleren. Tenslotte is een structuurwijziging doorgevoerd in de Afgedamde Maas; de Afgedamde Maas bij slot Loevestein boven de Wilhelminasluis is in TMR2006 toegevoegd aan het bergend en stroomvoerend profiel van de Waal, terwijl dit in HR2001 nog een aparte tak was. Zoals in hoofdstuk 4 nader zal worden toegelicht, blijken de wijzigingen in de Biesbosch locaal voor verschillen in toetspeilen te zorgen. WL Delft Hydraulics 3 2

28 3.2.2 Profielen en kunstwerken Profielen Met betrekking tot de profielen zijn in TMR2006 t.o.v HR2001 voor de volgende trajecten nieuwe profielen ingevoerd: 1. de Nederrrijn en Lek van IJsselkop tot Hagestein niet in HR de Lek van Hagestein tot Krimpen aan de Lek km de Waal van Pannerdensche Kop tot Tiel niet in HR de Waal van Tiel tot Gorinchem km de Boven Merwede km de Beneden Merwede km het Wantij km de Nieuwe Merwede km de Maas van Mook tot Lith niet in HR de Maas benedenstrooms van Lith km de Bergsche Maas km de Afgedamde Maas km de Amer km de Biesbosch km het Hollandsch Diep tot aan de Dordtsche Kil km Dit houdt in dat alleen de profielen oostelijk van de lijn Krimpen, Dordrecht en Moerdijk zijn aangepast. De herkomst van de profielen is als volgt: De bovenriviertakken vanaf respectievelijk Krimpen (de Lek), Werkendam (Waal en Boven Merwede) en Keizersveer (Maas en bovenloop van de Bergsche Maas) zijn afkomstig uit het Rijntakkenmodel en het Maasmodel (RT en Maas ) van RIZA/WRR, waarbij de bodemligging gebaseerd is op de meest recente WAQUAmodellen die voor HR2006 zijn toegepast. De overige hierboven genoemde profielen (de Beneden Merwede, het Wantij, de Nieuwe Merwede, de bovenloop van het Hollandsch Diep, de Bergsche Maas vanaf Keizersveer (km 248), de Amer en de Biesbosch) zijn door HKV in 2001 op basis van Baseline gegenereerd. De zomerbedgegevens zijn gebaseerd op lodingen uit de periode De winterbedgegevens zijn afkomstig uit het hoogtemodel van het Noordelijk Deltabekken met data tot 1997 (Hartman et al., 2001). Belangrijk is voorts dat bij de nieuwe schematisatie meer profielen per lengte-eenheid zijn ingevoerd, zodat een groter detail is aangebracht. WL Delft Hydraulics 3 3

29 Profieldefinities In de SOBEK schematisatie van dwarsprofielen moet worden aangegeven welk deel van het profiel stroomvoerend is; de rest is bergend. Het stroomvoerende deel kan vervolgens worden gesplitst in een hoofdsectie en twee subsecties. In het SOBEK model voor HR2001 zijn, met uitzondering van de Bovenriviertakken, conform de ZWENDL-IMPLIC benadering geen subsecties gedefinieerd. Het gehele stroomvoerende profiel is daar dus als één sectie beschouwd. Dit betekent dat bij sterke zijdelingse uitbreiding van het stroomvoerende profiel (op de overgang naar het hoogwaterbed) de hydraulische straal sterk afneemt. Zonder verdere aanpassing leidt dit tot een onderschatting van de afvoercapaciteit en te hoge waterstanden (Van Zetten en de Deugd, 2003). Indien de zijdelingse uitbreiding binnen het ijkbereik van het model ligt dan wordt de terugval in de hydraulische straal gecompenseerd door de hydraulische ruwheid aan te passen. De éénsectie benadering zorgt overigens alleen op de Oude Maas en de Noord mogelijk voor onderschatte afvoercapaciteit en te hoge waterstanden (Van Zetten en de Deugd, 2003). In de met Baseline gegenereerde profielen wordt uitgegaan van samengestelde profielen, waarin onderscheid wordt gemaakt tussen een hoofdsectie (zomerbedsectie) en twee subsecties (oeversectie en winterbedsectie). Dit houdt in dat in model TMR2006 in de profielen oostelijk van de lijn Krimpen, Dordrecht en Moerdijk de hoofd- en subsecties benadering volgens Baseline van toepassing is, terwijl westelijk van deze lijn de éénsectie benadering voor het stroomvoerende profiel, zoals in model HR2001, wordt gevolgd. Ook in dit geval is uitsluitend op de Oude Maas en de Noord mogelijk sprake van onderschatte afvoercapaciteit en te hoge waterstanden. Kunstwerken In HR2001 zijn de Haringvlietsluizen als een compound structure met 1 member gemodelleerd. In model TMR2006 is het aantal members tot 17 uitgebreid. De controllers op de schuiven tevens aangepast ten opzichte van model HR2001, zodanig dat de sluiting in een rekenstap van 10 minuten kan plaatsvinden in plaats van 30 minuten in HR2001, waardoor de vloedstroom wordt beperkt. De invloed op de berekende toetspeilen is geschat op ongeveer 5 centimeter verlaging (de Waal, 2007). Dit aspect wordt nader onderzocht in paragraaf De overige structures (stormvloedkeringen Nieuwe Waterweg, Hartelkanaal en Hollandsche IJssel, kering in de Afgedamde Maas en de overlaat Aakvlaai) zijn in model HR2001 en model TMR2006 op dezelfde wijze gemodelleerd. WL Delft Hydraulics 3 4

30 Taklengtes Voor de vergelijking van model HR2001 en model TMR2006 is laatstgenoemd model weer afgekapt bij Hagestein op de Lek, bij Tiel op de Waal en bij Lith op de Maas. Dit leidt tot verschil in trajectlengtes tussen de modellen, zie Tabel 3.1. Tabel 3.1 Taklengtes in model HR2001 en TMR2006 Traject Lengte HR2001 (m) Lengte TMR2006 (m) Verschil (m) Waal tot Werkendam Waal en Nieuwe Merwede Waal - Maasmonding Wantij Maas tot Amer Maas tot Hollands Diep Maas - Harinvlietsluizen Het verschil in lengte van de Waal en die van de Maas tussen het HR2001- en het TMR2006-model, wordt deels veroorzaakt door een verschil in ligging van de bovenranden (pers. comm. J.P. de Waal, 9/8/2007) Hydraulische ruwheid Tabel 3.2 geeft een overzicht van de ruwheidsdefinities in de modellen HR2001 en TMR2006. De tabel laat zien dat in model HR2001 de ruwheid van de hoofdgeul voor de Lek, de Merweden en de Maas bovenstrooms van Keizersveer als een Chézy-waarde variërend met de waterdiepte en eb- en vloedstroom is bepaald. Voor de overige takken zijn Manning-waarden bepaald, ook variërend met de stromingsrichting (met uitzondering van het Wantij en de Afgedamde Maas. Voor de subsecties is overal een constante Chézy-waarde van 35 m 1/2 /s aangenomen. Deze laatste waarde is alleen actief in die takken waar subsecties gedefinieerd zijn, d.w.z. de bovenriviertakken. Alleen voor die subsecties zijn de waarden in de tabel aangegeven. De Chézy-waarden (C=f(h)) en de Manning-waarden van de hoofdsectie zijn door ijking vastgesteld. De ijking van het model is uitgevoerd op waterstanden die zijn waargenomen in de periode 1 augustus 15 november 1998 (van Zetten, 2001). De riviertakken Lek, Waal, Boven Merwede en Maas bovenstrooms van Keizersveer zijn voorts afgeregeld op de resultaten van het WAQUA-model voor maatgevende omstandigheden. De fysische waarde van de aldus verkregen ruwheid is zeer beperkt door de onjuiste definitie van de hydraulische straal in geval van abrupte overgang zomer-winterbed alsmede door de aanname van één enkele ruwheidswaarde voor het hoogwaterbed. Met name voor de Beneden Merwede en de Nieuwe Merwede is dit problematisch door de aanwezigheid van samengestelde profielen en de afwezigheid van WAQUA resultaten voor ijking onder extreme omstandigheden. WL Delft Hydraulics 3 5

31 In model TMR2006 zijn voor alle takken waarvoor nieuwe profielen zijn ingevoerd (alle takken oostelijk van de lijn Krimpen Dordrecht en Moerdijk) subsecties gedefinieerd met k N -waarden (Nikuradse k-waarden) gebaseerd op de aanwezige vegetatie. De ruwheden voor de hoofdsectie zijn vervolgens door ijking vastgesteld. Dit betreft voor de bovenlopen een Chézy-waarde als functie van de afvoer en voor de Beneden en Nieuwe Merwede als functie van de waterdiepte, met alleen voor de Nieuwe Merwede verschillende waarden voor de eb- en vloedstroom. De ruwheden van al deze takken in het oostelijk deel zijn herijkt: op WAQUA-resultaten bovenstrooms van Krimpen, Werkendam en Keizersveer en op de hoogwatergolf van 24/10-15/11/1998 voor de Beneden Merwede en Nieuwe Merwede (summier beschreven in Mol, 2003). Deze laatste hoogwatergolf had maar een beperkt afvoerbereik, zodat gesteld moet worden dat de Beneden Merwede en de Nieuwe Merwede niet zijn afgeregeld op extreme situaties. Voor die takken waarvoor geen nieuwe profielen zijn ingevoerd (alle takken westelijk van de lijn Krimpen Dordrecht en Moerdijk) zijn de ruwheden (en dispersiecoëfficiënten) op enkele locaties veranderd om een betere simulatie van de debietsverdeling en de zoutindringing te krijgen. De n M -waarden op de volgende takken zijn aangepast: de Noord, de Oude Maas aan het begin en bij de monding, het Hartelkanaal en het Calandkanaal. Bovenstaande aanpassingen hebben tot gevolg dat ten opzichte van model HR2001 alleen voor de Hollandsche IJssel, de Nieuwe Maas, de Nieuwe Waterweg, de Dordtsche Kil, het Spui, het Hollandsch Diep beneden de monding van de Dordtsche Kil en het Haringvliet de ruwheden niet veranderd zijn. Op alle andere takken zijn nieuwe ruwheden van toepassing. Tabel 3.2 Ruwheidsdefinities in model HR2001 en TMR2006. C voor Chezy (m 1/2 /s), n m voor Manning (s/m 1/3 ), k N voor Nikuradse (m), en + / - voor onderscheid tussen eb- en vloedstroming Riviertak Model HR2001 Model TMR2006 hoofdsectie subsectie 1 subsectie 2 hoofdsectie subsectie 1 subsectie 2 Lek C=f(h) +/- C=35 C=35 C=f(Q) k N k N Holl. IJssel n M +/- n M +/- N.Maas n M +/- n M +/- N. Waterw. n M +/- n M +/- Waal C=f(h) +/- C=35 C=35 C=f(Q) k N k N Bov.Merw. C=f(h) +/- C=f(Q) k N k N Ben. Merw. C=f(h) +/- C=f(h) k N k N Wantij n M n M k N k N Noord n M +/- n M +/- Oude Maas n M +/- n M +/- Dordt. Kil n M +/- n M +/- Spui n M +/- n M +/- N. Merw. C=f(h) +/- C=f(h) +/- k N k N Maas C=f(h) +/- C=35 C=35 C=f(Q) k N k N B. Maas bo. C=f(h) +/- C=35 C=35 C=f(Q) k N k N B. Maas be. n M +/- n M k N k N Amer n M +/- n M +/- k N k N Afg. Maas n M C=35 C=35 C=f(Q) k N k N Holl. Diep n M +/- n M +/- k N k N Haringvliet n M +/- n M +/- WL Delft Hydraulics 3 6

32 3.2.4 Wind De windschuifspanning is evenredig met het kwadraat van de windsnelheid, de windwrijvingscoëfficiënt, de windluwtefactor en de cosinus van de hoek tussen de wind vector en de plaatselijke richting van de riviertak. De windluwtefactor is een reductiefactor waarmee bijvoorbeeld het effect van bebouwing of vegetatie op de windschuifspanning kan worden verdisconteerd. De constanten in de windwrijvings-coëfficiënt zijn niet gewijzigd in de modellen. Vergelijking van de windluwte-factoren (zie Tabel 3.3) geeft aan dat op een aantal riviertakken deze is gewijzigd en wel zodanig dat het windeffect in TMR2006 op de Boven en Beneden Merwede en in de Biesbosch minder is dan in HR2001. Tabel 3.3 Windluwtefactoren in model HR2001 en TMR2006 Riviertak HR2001 TMR2006 Riviertak HR2001 TMR2006 Lek 0,33 0,33 Dordt. Kil 1,00 1,00 N. Maas 1,00 1,00 Spui 1,00 1,00 N. Waterweg 1,00 1,00 Hartelkanaal 1,00 1,00 Waal tot km 935 0,50 0 Calandkanaal 1,00 1,00 Waal vanaf 0,50 lineair van Maas tot km 0,66 0 km , Boven Merw. 1,00 0,66 Maas vanaf 0,66 0,66 km 230 Ben. Merw. 1,00 0,66 Berg. Maas 0,66 0,66 Wantij 1,00 0,66 Amer 0,66 0,66 Noord 1,00 1,00 Biesbosch 1,00 0,66 Nieuwe Merw 1,00 1,00 Holl. Diep 0,66 0,66 Oude Maas 1,00 1,00 Haringvliet 0,66 0, Uitgangspunten Afvoerverdeling Rijntakken De afvoerverdeling over de Rijntakken op de Pannerdensche Kop en de IJsselkop is voor TMR2006 anders dan voor HR2001. Terwijl eerder werd vastgehouden aan de beleidsmatige afvoerverdeling, wordt in TMR2006 uitgegaan van een zogenaamde vrije afvoerverdeling. Deze vrije afvoerverdeling is het resultaat van berekeningen van de waterbeweging in het bovenrivierengebied, en zal resulteren in verlaagde toetspeilen op de Waal en (licht) verhoogde peilen op de Nederrijn/IJssel. Dit effect wordt gekwantificeerd in paragraaf Afgezien van de aanpassing zijn er geen andere zaken gewijzigd met betrekking tot de bovenranden van het systeem. WL Delft Hydraulics 3 7

33 3.3.2 Zijdelingse toestromingen Op enkele locaties in het systeem zijn de zijdelingse toestromingen gewijzigd. Op het bovenstroomse gedeelte van de Maas is er een toename van orde 25 m 3 /s, en op de Nederrijn/Lek van orde 12 3 /s (de Waal, 2007). Daarnaast is geconstateerd dat ten minste één zijdelingse toestroming (Wilhelminakanaal) per abuis ontbreekt in TMR2006. Dit effect wordt gekwantificeerd in paragraaf Zeespiegelstijging Ten opzichte van het toestandsjaar 1985 is in TMR2006 uitgegaan van 0,07 m zeespiegelstijging in plaats van 0,05 m in HR2001. Hierdoor zullen de toetspeilen nabij de benedenranden licht stijgen. Dit effect wordt gekwantificeerd in paragraaf Afvoerstatistiek Hydra-B bepaalt de momentane overschrijdingskansen van de afvoerniveaus op basis van de zogenaamde werklijn en de afvoergolfvormen. De werklijn wordt gedefinieerd op basis van statistiek van jaarmaxima van afvoeren. De afvoergolfvormen beschrijven het representatieve verloop van de afvoeren als functie van de tijd. De afvoergolfvormen en de werklijnen zijn gewijzigd voor zowel de Maas als de Rijn. Voor een uitgebreide analyse van de effecten hiervan op de toetspeilen wordt hier verwezen naar Geerse (2005) en de Waal (2007). Hij concludeert dat voor Rijndominante afvoeren het effect van de licht gewijzigde afvoergolfvormen van Rijndebieten beperkt blijft tot enkele millimeters. Op de Maas leiden de aangepaste golfvormen, in combinatie met sterker aangepaste werklijnen, tot verlagingen van toetspeilen van orde 0,0 0,03 m. Meer informatie over de afleiding van overschrijdingskansen op basis van golfvormen en werklijnen is te vinden in Geerse (2005). 3.4 Rekenmethode Faalkans stormvloedkering In HR2001 was de faalkans van de stormvloedkering in de Nieuwe Waterweg gesteld op de ontwerpwaarde van 1/1000 per daadwerkelijke sluiting. Dit is op basis van een recente toetsing van de keringen in TMR2006 bijgesteld naar 1/100. Dit effect wordt gekwantificeerd in paragraaf WL Delft Hydraulics 3 8

34 3.5 Software SOBEK De HR2001 schematisatie van het Noordelijk Deltabekken is gekalibreerd en gevalideerd in SOBEK versie Deze SOBEK versie maakt gebruik van rekenhart versie In het ontwikkeltraject tussen HR2001 en TMR2006 is meerdere malen overgeschakeld op een nieuwere versie van SOBEK. TMR2006 is uiteindelijk grotendeels ontwikkeld in SOBEK versie , met rekenhart versie Periodiek is gecontroleerd of wijzigingen in software hebben geleid tot andere resultaten, zie bijvoorbeeld Van Zetten (2002) en Van Zetten (2005a). Uit door hem uitgevoerde testberekeningen is gebleken dat de overstap van SOBEK 2.50 op 2.52 tot verwaarloosbare verschillen heeft geleid. In dit onderzoek wordt daarom verder geen aandacht besteed aan dit onderwerp Hydra-B In HR2001 is gebruik gemaakt van Hydra-B versie TMR2006 is doorgerekend met Hydra-B versie De verschillen tussen beide versies worden uitgebreid beschreven door de Waal (2007). In de code zijn onder meer de volgende punten aangepast: Update Voorlandmodule. Deze module transformeert de hydraulische condities (waterstand, golfhoogte, etc.) aan het begin van het voorland naar nieuwe condities aan de teen van de dijk. De aanpassingen aan deze module zullen niet voor andere toetspeilen op de rivieras zorgen. Vervanging oploopmodule. Deze module berekent de golfoploop of overslag. Ook deze aanpassing zal geen effect hebben op de berekening van de toetspeilen op de rivieras. Implementatie afvoerstatistiek: de relatie tussen de werklijn, de dagenlijn en de golfvorm is in Hydra-B geprogrammeerd. Correctie rekenmethode zeespiegelstijging: in de afhandeling van (extreme) zeespiegelstijging bleek een fout te zitten. Deze fout is hersteld in de nieuwste versie van Hydra-B. Het effect op de peilen bleek beperkt (Duits, 2007). Het effect van de overstap van Hydra-B versie naar 3.5.6, inclusief bijbehorende configuratie- en invoerbestanden, wordt beschreven in paragraaf 4.5. WL Delft Hydraulics 3 9

35 4 Effect van verschillen op waterstanden 4.1 Inleiding De officiële TMR2006 en HR2001 zijn door RIZA afgeleid met een eigen instrumentarium (PRIS en TOF). Dit instrumentarium heeft een doorlooptijd voor een combinatie van berekeningen van ongeveer 4 weken, en kon daarom niet voor deze studie worden ingezet. De effecten van de in hoofdstuk 3 beschreven verschillen op de toetspeilen zijn daarom gekwantificeerd met behulp van de MHW-processor en Hydra-B. De MHW-processor is een door RIZA en WL Delft Hydraulics ontwikkeld instrument waarmee probabilistische berekeningen voorbereid kunnen worden. De uitvoer van de berekeningen wordt vervolgens door Hydra-B gebruikt om de Hydraulische Randvoorwaarden voor dijkringen en verbindende waterkeringen in het te bepalen. Hydra-B is ontwikkeld door RIZA en HKV Lijn in Water. Er is allereerst een aantal sommen gedraaid om enkele belangrijke aannames van deze studie te verifiëren. Ten eerste is onderzocht in welke mate de resultaten (toetspeilen) volgens de combinatie MHW-processor/HydraB afwijken van de originele toetspeilen volgens de combinatie PRIS/HydraB. Vervolgens is gecontroleerd wat het effect is van de overgang van een volledige reeks berekeningen met de MHW-processor naar een beperkte reeds. Beide stappen zijn beschreven in paragraaf 4.2. De beperkte reeks wordt in deze studie gebruikt om de effecten van de verschillen te kwantificeren. De complete reeks in de MHW-processor bestaat uit 3636 stuks, en is samengesteld uit 9 bovenstroomse debieten x 2 keringssituaties x 202 combinaties van zeewaterstanden, windrichtingen en windsnelheden (Van der Klis, 2007). Voor de Hydra-B database is in geval van oostelijke wind geen resultaat nodig van een berekening met gesloten keringen. Deze berekeningen worden door de MHW-processor wel uitgevoerd, zodat de drie rekenlussen onafhankelijk van elkaar zijn. Bij de verwerking tot een database voor Hydra-B worden de extra berekeningen eruit gefilterd. Uiteindelijk blijven er 3384 situaties over (Van der Klis, 2007). De beperkte reeks bestaat uit slechts 108 sommen: 9 bovenstroomse debieten x 2 keringssituaties x 6 benedenstroomse waterstanden. Bij de verwerking tot een database voor Hydra-B worden de resultaten opgeblazen (doorgekopieerd) tot 3384 sommen. Er is in deze studie dus geen gebruik gemaakt van Special Hydra-B. De verschilanalyses zelf zijn uitgevoerd uitgaande van de volgende procedure als referentiesituatie: Model TMR2006_ her MHW processor versie Sommen Instellingen HR2006 Hydra-B versie Rijndominant Instellingen HR2006 Resultatenspreadsheet: Toetspeilen voor 36 locaties Figuur 4.1 Referentieprocedure 2006 voor MHW analyses De hoofdbronnen van verschil zijn terug te vinden in de onderdelen van Figuur 4.1: WL Delft Hydraulics 4 1

36 1. Wijzigingen in de schematisatie (Model TMR2006_her); 2. Wijzigingen in de uitgangspunten (instellingen MHW processor); 3. Wijzigingen in de rekenmethode (instellingen Hydra-B); 4. Wijzigingen in de software (Hydra-B). In paragrafen 4.3 tot en met 4.5 is telkens het effect op de toetspeilen berekend van de verandering van één onderdeel (bron van verschil) van bovenstaande procedure naar de situatie anno Door de effecten vervolgens met elkaar te vergelijken kan een goede schatting gemaakt worden van de mate waarin elke bron van verschil heeft bijgedragen aan de veranderingen in toetspeilen. Deze stap is beschreven in Bij wijze van controle worden vervolgens de effecten van alle wijzingen afzonderlijk per locatie gesommeerd. Hierbij is aanname gedaan dat MHW-effecten lineair optelbaar zijn. Deze stap is beschreven in paragraaf Om het aantal sommen enigszins te beperken zijn alle toetspeilberekeningen uitgevoerd voor een Rijndominante situatie. De grens tussen Maas- en Rijndominant ligt op de overgang van Bergsche Maas en Amer (km 252, grens tussen dijkringen 34 en 35). Verder is in deze studie geen rekening gehouden met het zogenaamde overgangsgebied, dat in HR2001 was gedefinieerd om de overgang van toetspeilen in het bovenrivierengebied (met WAQUA berekend) en het benedenrivierengebied (met SOBEK/Hydra-B berekend) geleidelijk te laten verlopen. In HR2001 zijn ter plaatse van de locaties Lek km 967, Waal km 935 en Maas km 226 en benedenstrooms daarvan de toetspeilen volledig door Hydra-B bepaald. In de tussengebieden Lek km 947 t/m 967 en Maas km 201 t/m 226 is door lineaire interpolatie overgegaan van WAQUA op Hydra-B. Bovenstrooms Lek km 947 en Maas km 201 zijn de toetspeilen volledig door WAQUA bepaald. Een dergelijk overgangsgebied was in TMR2006 niet meer nodig. Uitgangspunt van deze studie zijn de oorspronkelijke toetspeilen berekend met Hydra-B voor HR2001 (Duits, 2005b) en TMR2006 (Duits, 2007). Als gevolg van beide uitgangspunten zullen de gepresenteerde resultaten op de volgende locaties mogelijk afwijken van de officiële toetspeilen: Lek km 948; Waal km 914; Maas km 203, 230; Bersche Maas km 243, 244, 248. Alle analyses zijn uitgevoerd voor een aantal representatieve locaties verspreid over het gebied, zie Figuur 4.2 en Tabel 4.1. De dichtheid van locaties is het grootst gekozen in de Biesbosch, de Bergsche Maas/Amer en de Merwedes. In deze gebieden vinden de maatregelen van de Benedenrivieren van Ruimte voor de Rivier plaats. Deze locaties zijn bewust gekozen als een deelverzameling van de officiële toetslocaties op rivierkilometers zoals die zijn gehanteerd in HR2001, om vergelijking van resultaten te vergemakkelijken. WL Delft Hydraulics 4 2

37 Figuur 4.2 Overzicht uitvoerlocaties Tabel 4.1 Overzicht namen uitvoerlocaties # Locatie X Y 1 Oude Maas km Oude Maas km Boven Merwede km Lek km Maas km Haringvliet km Nieuwe Waterweg km Bergse Maas km Nieuwe Maas km Lek km Maas km Maasmond km Nieuwe Waterweg km Hollandsch Diep km Haringvliet km Nieuwe Maas km Lek km Oude Maas km Waal km Nieuwe Maas km Waal km Nieuwe Merwede km WL Delft Hydraulics 4 3

38 # Locatie X Y 23 Waal km Nieuwe Merwede km Amer km Dordtsche Kil km Biesbosch Steurgat km Spui km Haringvliet km Bergse Maas km Bergse Maas km Beneden Merwede km Beneden Merwede km Biesbosch Steurgat Ruigt km Biesbosch Gat van Kampen km Uitgangssituatie HR2001 volledige cyclus (3636 sommen) Tabel 4.2 toont een vergelijking van de HR2001 volgens Duits (2005b) en de in deze studie herbekerende waarden op basis van een volledige cyclus van MHW berekeningen (3636 stuks). De hier gepresenteerde toetspeilen volgens Duits zijn rechtstreekse uitvoer van Hydra-B; er is geen correctie toegepast voor overgang naar het Bovenrivierengebied. Er is bewust gekozen voor deze set waarden in plaats van de officiële toetspeilen, aangezien deze resultaten beter vergelijkbaar zijn met de herberekende waarden. De volgende verschillen treden op: Takken Beneden Merwede Dordtsche Kil Oude Maas Spui orde 1-3 centimeter verlaging ten opzichte van waarden volgens Duits. Dergelijke verschillen blijken eveneens voor te komen in TMR2006 (zie Tabel 4.3). Een mogelijke verklaring voor deze verschillen ligt in het gebruikte instrumentarium: de originele HR2001 zijn berekend met behulp van PRIS in plaats van de MHW processor. Bovenstrooms van de keringen (Haringvliet, Nieuwe Maas) treden verschillen op van overwegend 2 centimeter, met uitschieters op de Nieuwe Maas voor 10,000 jaar van 5-9 centimeter. Ook hier spelen mogelijk verschillen tussen PRIS en de MHW processor een rol. WL Delft Hydraulics 4 4

39 Tabel 4.2 Vergelijking van originele en herberekende toetspeilen voor HR2001 HR2001 (herberekend) HR2001 (origineel) Locatie / herhalingstijd , ,000 Amer km 256 2,79 2,88 3,02 3,21 2,78 2,86 2,98 3,15 Beneden Merwede km 964 3,96 4,08 4,25 4,47 3,96 4,07 4,23 4,45 Beneden Merwede km 971 3,10 3,16 3,26 3,40 3,12 3,19 3,27 3,40 Bergse Maas km 243 3,83 3,94 4,10 4,30 3,82 3,94 4,09 4,30 Bergse Maas km 244 3,72 3,83 3,98 4,17 3,71 3,82 3,97 4,16 Bergse Maas km 248 3,25 3,35 3,48 3,66 3,24 3,33 3,46 3,63 Biesbosch Gat v. Kampen km 975 2,81 2,90 3,04 3,23 2,80 2,88 3,01 3,18 Biesbosch Steurgat km 964 3,21 3,30 3,45 3,66 3,23 3,32 3,46 3,64 Biesbosch Steurgat Ruigt km 969 3,02 3,10 3,23 3,43 3,03 3,11 3,23 3,39 Boven Merwede km 955 5,75 5,93 6,20 6,55 5,74 5,92 6,19 6,55 Dordtsche Kil km 981 2,73 2,80 2,92 3,09 2,76 2,83 2,95 3,10 Haringvliet km 999 2,54 2,63 2,77 2,97 2,53 2,61 2,73 2,90 Haringvliet km ,40 2,49 2,63 2,81 2,38 2,46 2,59 2,75 Haringvliet km ,39 2,48 2,61 2,80 2,36 2,45 2,57 2,73 Hollandsch Diep km 985 2,64 2,73 2,87 3,06 2,63 2,71 2,84 3,01 Lek km 948 6,57 6,72 6,92 7,21 6,57 6,71 6,92 7,20 Lek km 971 4,33 4,46 4,65 4,92 4,32 4,45 4,65 4,91 Lek km 988 3,14 3,18 3,25 3,37 3,15 3,20 3,25 3,33 Maas km 203 7,42 7,58 7,81 8,12 7,42 7,58 7,81 8,12 Maas km 230 5,16 5,30 5,49 5,76 5,15 5,29 5,50 5,76 Maasmond km ,37 4,52 4,74 5,04 4,37 4,52 4,74 5,04 Nieuwe Maas km 994 3,14 3,18 3,24 3,36 3,15 3,18 3,23 3,30 Nieuwe Maas km 999 3,28 3,32 3,38 3,50 3,29 3,32 3,36 3,42 Nieuwe Maas km ,13 3,17 3,22 3,32 3,14 3,17 3,21 3,26 Nieuwe Merwede km 963 4,27 4,40 4,59 4,84 4,26 4,39 4,58 4,84 Nieuwe Merwede km 971 3,18 3,27 3,41 3,61 3,17 3,26 3,40 3,58 Nieuwe Waterweg km ,11 3,14 3,19 3,29 3,10 3,13 3,17 3,23 Nieuwe Waterweg km ,41 4,57 4,80 5,11 4,42 4,57 4,80 5,11 Oude Maas km 977 2,88 2,93 3,02 3,17 2,91 2,97 3,06 3,19 Oude Maas km 993 2,75 2,79 2,86 3,01 2,77 2,81 2,88 3,00 Oude Maas km ,01 3,04 3,09 3,19 3,02 3,04 3,09 3,14 Spui km ,55 2,62 2,74 2,92 2,56 2,63 2,75 2,90 Waal km ,50 11,69 11,97 12,34 11,50 11,69 11,97 12,34 Waal km 935 8,83 9,02 9,31 9,70 8,83 9,01 9,31 9,70 Waal km 952 6,29 6,47 6,72 7,06 6,28 6,46 6,72 7, TMR2006 volledige cyclus (3636 sommen) Tabel 4.3 toont een vergelijking van de officiële TMR2006 (Duits, 2007) en de in deze studie herberekende waarden op basis van een volledige cyclus van MHW berekeningen (3636 stuks). WL Delft Hydraulics 4 5

40 Op de takken Beneden Merwede Dordtsche Kil Oude Maas Spui treden verschillen op van orde 1-3 centimeter. Dergelijke verschillen komen eveneens voor HR2001 (zie Tabel 4.2). Een mogelijke verklaring voor deze verschillen ligt in het gebruikte instrumentarium: de originele HR2001 zijn berekend met behulp van PRIS in plaats van de MHW processor. Tabel 4.3 Vergelijking van originele en herberekende toetspeilen voor TMR2006 TMR2006 (herberekend) TMR2006 (origineel) Locatie / herhalingstijd Amer km 256 2,77 2,84 2,96 3,12 2,77 2,84 2,96 3,11 Beneden Merwede km 964 3,76 3,85 3,99 4,16 3,76 3,85 3,99 4,16 Beneden Merwede km 971 3,02 3,07 3,16 3,29 3,03 3,09 3,18 3,31 Bergse Maas km 243 3,61 3,72 3,88 4,09 3,60 3,72 3,88 4,09 Bergse Maas km 244 3,51 3,62 3,77 3,98 3,51 3,62 3,77 3,98 Bergse Maas km 248 3,09 3,18 3,31 3,48 3,09 3,18 3,30 3,48 Biesbosch Gat v. Kampen km 975 2,75 2,83 2,94 3,10 2,75 2,83 2,94 3,10 Biesbosch Steurgat km 964 2,87 2,95 3,07 3,25 2,87 2,95 3,08 3,26 Biesbosch Steurgat Ruigt km 969 2,84 2,92 3,04 3,21 2,84 2,92 3,04 3,21 Boven Merwede km 955 5,57 5,70 5,89 6,13 5,57 5,70 5,89 6,13 Dordtsche Kil km 981 2,72 2,78 2,88 3,03 2,74 2,81 2,92 3,07 Haringvliet km 999 2,53 2,60 2,72 2,88 2,53 2,60 2,72 2,89 Haringvliet km ,38 2,45 2,57 2,73 2,38 2,45 2,57 2,73 Haringvliet km ,37 2,45 2,57 2,73 2,37 2,45 2,57 2,73 Hollandsch Diep km 985 2,61 2,69 2,81 2,97 2,61 2,69 2,81 2,97 Lek km 948 6,45 6,63 6,86 7,19 6,45 6,62 6,86 7,18 Lek km 971 4,21 4,35 4,55 4,82 4,21 4,34 4,55 4,83 Lek km 988 3,15 3,19 3,25 3,36 3,14 3,19 3,26 3,37 Maas km 203 7,15 7,30 7,52 7,80 7,15 7,30 7,52 7,80 Maas km 230 4,86 5,00 5,20 5,47 4,86 4,99 5,20 5,47 Maasmond km ,39 4,54 4,76 5,07 4,39 4,54 4,76 5,06 Nieuwe Maas km 994 3,16 3,19 3,26 3,40 3,16 3,20 3,27 3,40 Nieuwe Maas km 999 3,29 3,34 3,41 3,60 3,29 3,34 3,41 3,60 Nieuwe Maas km ,16 3,20 3,28 3,45 3,16 3,20 3,28 3,45 Nieuwe Merwede km 963 4,01 4,11 4,25 4,43 4,01 4,11 4,25 4,43 Nieuwe Merwede km 971 3,01 3,08 3,20 3,35 3,01 3,08 3,20 3,34 Nieuwe Waterweg km ,14 3,18 3,25 3,42 3,13 3,17 3,25 3,42 Nieuwe Waterweg km ,44 4,59 4,82 5,14 4,44 4,59 4,82 5,13 Oude Maas km 977 2,84 2,89 2,98 3,10 2,86 2,92 3,02 3,16 Oude Maas km 993 2,73 2,78 2,86 2,99 2,76 2,81 2,91 3,05 Oude Maas km ,06 3,10 3,17 3,34 3,06 3,10 3,18 3,35 Spui km ,55 2,61 2,72 2,87 2,57 2,64 2,76 2,92 Waal km ,47 11,62 11,84 12,14 11,46 11,62 11,84 12,14 Waal km 935 8,86 9,02 9,24 9,53 8,86 9,02 9,25 9,54 Waal km 952 6,08 6,21 6,40 6,66 6,08 6,21 6,40 6,66 WL Delft Hydraulics 4 6

41 4.2.3 HR2001 beperkte cyclus (108 sommen) Bij de beperkte variant van de MHW processor wordt met minder stochasten gerekend dan bij de complete cyclus: de windrichting wordt voor alle berekeningen constant aangenomen op WNW (293 graden), en de windsnelheid wordt rechtstreeks gekoppeld aan de zeewaterstand. Hierdoor blijven alleen de Rijnafvoer, de Maasafvoer, de toestand van de keringen (open / dicht) en de benedenstroomse zeewaterstand als stochasten over. Het aantal SOBEK sommen loopt hierdoor terug van 3636 naar 108. In deze studie zijn alle verschilanalyses uitgevoerd met de beperkte cyclus, aangezien de rekentijden van de complete cyclus het niet mogelijk maken om in beperkte tijd een groot aantal berekeningen uit te voeren. Tabel 4.4 toont ter illustratie de verschillen tussen toetspeilen berekend met de complete MHW cyclus en de beperkte variant, uitgaande van een Rijndominante situatie, voor het HR2001 model. Tabel 4.4 Effect op toetspeilen van overgang 3636 naar 108 sommen ( ) voor HR2001 voor de vier herhalingstijden Locatie Amer km 256-0,02-0,03-0,05-0,09 Beneden Merwede km 964 0,00-0,01-0,02-0,01 Beneden Merwede km 971 0,01 0,00-0,01-0,04 Bergse Maas km 243 0,00 0,00 0,00 0,00 Bergse Maas km 244 0,00 0,00 0,00-0,01 Bergse Maas km 248 0,00 0,00-0,01-0,02 Biesbosch Gat van Kampen km 975-0,03-0,04-0,07-0,10 Biesbosch Steurgat km 964-0,28-0,29-0,33-0,37 Biesbosch Steurgat Ruigt km 969-0,14-0,15-0,17-0,20 Boven Merwede km 955-0,01 0,00-0,01-0,01 Dordtsche Kil km 981 0,00-0,02-0,04-0,08 Haringvliet km 999-0,04-0,06-0,09-0,13 Haringvliet km ,04-0,06-0,09-0,13 Haringvliet km ,04-0,06-0,09-0,12 Hollandsch Diep km 985-0,03-0,05-0,07-0,11 Lek km 948 0,00-0,01 0,00-0,01 Lek km 971 0,00 0,00 0,00-0,01 Lek km 988 0,02 0,02 0,01-0,04 Maas km 203-0,01-0,02-0,01-0,01 Maas km 230 0,00 0,00 0,00 0,00 Maasmond km ,00 0,01 0,01 0,01 Nieuwe Maas km 994 0,00 0,00-0,02-0,07 Nieuwe Maas km 999 0,00 0,00-0,02-0,09 Nieuwe Maas km ,00 0,00-0,01-0,06 Nieuwe Merwede km 963-0,01-0,01-0,02-0,01 Nieuwe Merwede km 971 0,00-0,01-0,02-0,02 Nieuwe Waterweg km ,00-0,01-0,01-0,05 Nieuwe Waterweg km ,01 0,01 0,01 0,01 Oude Maas km 977 0,00-0,01-0,03-0,08 Oude Maas km 993 0,00 0,00-0,02-0,09 Oude Maas km ,00-0,01-0,02-0,06 WL Delft Hydraulics 4 7

42 Locatie Spui km ,02-0,03-0,06-0,09 Waal km 914 0,00 0,00 0,00-0,01 Waal km 935-0,01 0,00 0,00 0,00 Waal km 952-0,01-0,01-0,01 0,00 De verschillen blijven voor maatgevende condities op de meeste plekken beperkt tot 1 á 2 centimeter. Enkele gebieden springen er uit: de trajecten Haringvliet-Hollandsch Diep en Nieuwe Waterweg Nieuwe Maas, en de Biesbosch. Het meest extreme verschil ontstaat in het Steurgat: bij een herhalingstijd van 2000 jaar is de MHW hier 30 centimeter lager als gevolg van de overgang van 3636 naar 108 sommen. Ook op de andere locaties in de Biesbosch, de Ruigt en Gat van Kampen, treden nog verschillen op van respectievelijk 14 en 4 centimeter. De oorzaak van deze verschillen is apart onderzocht, zie paragraaf Het niet aangepaste HR2001 model, gedraaid met de reeks van 108 sommen, en nabewerkt met Hydra-B versie volgens de uitgangspunten en instellingen van HR2001 vormt de 2001 referentiesituatie van deze verschilanalyse van deze studie TMR2006 beperkte cyclus (108 sommen) Tabel 4.5 toont de verschillen in toetspeilen als gevolg van de overgang van 3636 sommen naar 108 sommen voor het TMR2006 model. Over de hele linie genomen zijn de verschillen kleiner dan bij het HR2001 model. In paragraaf wordt voor de locaties in de Biesbosch hiervoor een verklaring gegeven. Tabel 4.5 Effect op toetspeilen van overgang 3636 naar 108 sommen ( ) voor TMR2006 voor de vier herhalingstijden Locatie Amer km 256 0,01 0,00 0,00-0,01 Beneden Merwede km 964 0,01 0,01 0,00 0,01 Beneden Merwede km 971 0,02 0,02 0,02 0,01 Bergse Maas km 243 0,01 0,01 0,01 0,01 Bergse Maas km 244 0,01 0,00 0,01 0,01 Bergse Maas km 248 0,01 0,01 0,01 0,01 Biesbosch Gat van Kampen km 975 0,01 0,00 0,00-0,01 Biesbosch Steurgat km 964 0,00-0,01-0,01-0,02 Biesbosch Steurgat Ruigt km 969 0,00 0,00 0,00-0,01 Boven Merwede km 955 0,00 0,00 0,00 0,00 Dordtsche Kil km 981 0,02 0,02 0,01 0,00 Haringvliet km 999 0,00-0,01-0,02-0,02 Haringvliet km ,01-0,02-0,02-0,03 Haringvliet km ,01-0,02-0,03-0,03 Hollandsch Diep km 985 0,00-0,01-0,01-0,02 Lek km 948 0,01-0,01 0,01 0,01 Lek km 971 0,01 0,00 0,00 0,00 Lek km 988 0,03 0,03 0,03 0,02 Maas km 203 0,00 0,00 0,00 0,00 WL Delft Hydraulics 4 8

43 Locatie Maas km 230 0,00 0,00 0,00 0,00 Maasmond km ,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Maas km 994 0,02 0,02 0,01 0,00 Nieuwe Maas km 999 0,02 0,02 0,01-0,01 Nieuwe Maas km ,01 0,01 0,01-0,01 Nieuwe Merwede km 963 0,00 0,01 0,01 0,00 Nieuwe Merwede km 971 0,01 0,01 0,01 0,01 Nieuwe Waterweg km ,01 0,01 0,01 0,00 Nieuwe Waterweg km ,00 0,00 0,00 0,00 Oude Maas km 977 0,02 0,01 0,01 0,01 Oude Maas km 993 0,02 0,01 0,01-0,01 Oude Maas km ,00 0,00 0,00-0,01 Spui km ,02 0,01 0,00-0,01 Waal km 914 0,00 0,00 0,00 0,00 Waal km 935-0,01-0,01 0,00 0,00 Waal km 952 0,01 0,00 0,01 0,00 Het TMR2006 model, gedraaid met de reeks van 108 sommen, en nabewerkt met Hydra-B versie volgens de uitgangspunten en instellingen van HR2006 vormt de 2006 referentiesituatie van deze verschilanalyse Verschillen in toetspeilen HR2001 en TMR2006 beperkte cyclus (108 sommen) Tabel 4.6 toont de verschillen in toetspeilen tussen HR2001 en TMR2006 op basis van een beperkte cyclus van MHW berekeningen (108). Deze verschillen vormen het startpunt van de verschilanalyse. Tabel 4.6 Verschillen in toetspeilen volgens HR2001 en TMR2006 op basis van 108 sommen (TMR2006 HR2001) voor de vier herhalingstijden Locatie Amer km 256 0,00 0,00-0,01-0,02 Beneden Merwede km 964-0,20-0,21-0,24-0,28 Beneden Merwede km 971-0,07-0,07-0,07-0,06 Bergse Maas km 243-0,23-0,23-0,22-0,20 Bergse Maas km 244-0,21-0,22-0,20-0,18 Bergse Maas km 248-0,08-0,07-0,07-0,05 Biesbosch Gat van Kampen km 975-0,02-0,02-0,03-0,04 Biesbosch Steurgat km 964-0,07-0,07-0,06-0,05 Biesbosch Steurgat Ruigt km 969-0,04-0,04-0,03-0,03 Boven Merwede km 955-0,16-0,22-0,30-0,41 Dordtsche Kil km 981 0,02 0,02 0,02 0,02 Haringvliet km 999 0,02 0,02 0,02 0,02 Haringvliet km ,02 0,02 0,02 0,02 Haringvliet km ,02 0,01 0,01 0,02 Hollandsch Diep km 985 0,00 0,00 0,00-0,01 Lek km 948-0,10-0,09-0,05-0,01 WL Delft Hydraulics 4 9

44 Locatie Lek km 971-0,12-0,11-0,10-0,09 Lek km 988 0,02 0,02 0,03 0,05 Maas km 203-0,28-0,29-0,29-0,31 Maas km 230-0,32-0,32-0,30-0,28 Maasmond km ,02 0,02 0,02 0,02 Nieuwe Maas km 994 0,03 0,04 0,05 0,11 Nieuwe Maas km 999 0,02 0,03 0,06 0,17 Nieuwe Maas km ,03 0,04 0,08 0,19 Nieuwe Merwede km 963-0,25-0,28-0,32-0,39 Nieuwe Merwede km 971-0,15-0,17-0,19-0,23 Nieuwe Waterweg km ,04 0,05 0,08 0,19 Nieuwe Waterweg km ,02 0,02 0,02 0,02 Oude Maas km 977-0,02-0,02 0,00 0,02 Oude Maas km 993 0,00 0,01 0,03 0,06 Oude Maas km ,06 0,06 0,10 0,20 Spui km ,03 0,04 0,03 0,03 Waal km 914-0,04-0,07-0,12-0,19 Waal km 935 0,04-0,01-0,08-0,16 Waal km 952-0,20-0,25-0,30-0, Schematisatie Integrale HR2001 schematisatie Model HR2001 MHW processor versie Sommen Instellingen HR2006 Hydra-B versie Rijndominant Instellingen HR2006 Resultatenspreadsheet: toetspeilen voor 36 locaties Het effect van de wijzigingen in de schematisatie is allereerst onderzocht door in de in paragraaf 4.1 geschetste referentieprocedure, het TMR2006 model te vervangen door het HR2001 model. Tabel 4.7 toont de effecten van deze wijziging ten opzichte van de referentie TMR2006 toetspeilen. Verschillen treden over de gehele linie op, met een opvallend ruimtelijk patroon: de verschillen nemen toe in de richting van het centrale deel van het systeem (Merwedes). Verder treedt een groot verschil op op het traject Maas Bergsche Maas. Tabel 4.7 Effect op toetspeilen van aanpassing schematisatie TMR2006 naar HR2001 ( ) voor de vier herhalingstijden Locatie Amer km 256 0,00 0,01 0,02 0,03 Beneden Merwede km 964 0,16 0,17 0,18 0,18 Beneden Merwede km 971 0,07 0,07 0,07 0,07 Bergse Maas km 243 0,18 0,18 0,20 0,21 Bergse Maas km 244 0,16 0,17 0,17 0,19 WL Delft Hydraulics 4 10

45 Locatie Bergse Maas km 248 0,13 0,14 0,15 0,15 Biesbosch Gat van Kampen km 975 0,03 0,04 0,05 0,06 Biesbosch Steurgat km 964 0,08 0,08 0,07 0,07 Biesbosch Steurgat Ruigt km 969 0,05 0,05 0,04 0,05 Boven Merwede km 955 0,10 0,13 0,17 0,21 Dordtsche Kil km 981 0,00 0,00 0,01 0,01 Haringvliet km 999 0,01 0,01 0,02 0,01 Haringvliet km ,01 0,02 0,02 0,02 Haringvliet km ,02 0,03 0,02 0,02 Hollandsch Diep km 985 0,02 0,02 0,02 0,03 Lek km 948 0,11 0,12 0,11 0,10 Lek km 971 0,13 0,13 0,15 0,16 Lek km 988 0,00 0,00 0,01 0,00 Maas km 203 0,25 0,26 0,28 0,32 Maas km 230 0,27 0,28 0,29 0,30 Maasmond km ,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Maas km 994 0,00 0,00 0,01 0,01 Nieuwe Maas km 999 0,02 0,01 0,02 0,02 Nieuwe Maas km ,00 0,00 0,00 0,01 Nieuwe Merwede km 963 0,21 0,22 0,24 0,27 Nieuwe Merwede km 971 0,13 0,14 0,16 0,18 Nieuwe Waterweg km ,00 0,00 0,00 0,01 Nieuwe Waterweg km ,00 0,00 0,00 0,00 Oude Maas km 977 0,03 0,03 0,02 0,02 Oude Maas km 993 0,02 0,03 0,02 0,03 Oude Maas km ,02-0,02-0,02-0,02 Spui km ,01-0,01 0,00 0,00 Waal km 914-0,03-0,03-0,05-0,05 Waal km 935-0,10-0,09-0,09-0,07 Waal km 952 0,14 0,16 0,18 0,21 Ter nadere onderbouwing van de hier beschreven analyses met behulp van de MHW processor is een aantal deterministische sommen in SOBEK gedraaid. Hierbij zijn de gevolgen van de gewijzigde schematisatie op de waterstanden in meer detail geanalyseerd voor een aantal sets maatgevende condities. Hieruit blijkt dat in het oostelijk gedeelte van het Noordelijk Deltabekken (Lek, Merwedes, Amer, benedenstrooms Waal en Maas) de verschillen in toetspeilen rechtstreeks te koppelen zijn aan verschillen in schematisatie; overige verschillen als gewijzigde randvoorwaarden en rekenmethode spelen hier een veel kleinere rol. Deze analyse is beschreven in bijlage C. De geconstateerde verschillen uit Tabel 4.7 kunnen verder worden uitgesplitst naar oorzaak. Alle modelwijzigingen die kunnen worden geïsoleerd in de schematisatie zijn apart doorgerekend op de toetspeileffecten en worden gepresenteerd in de volgende paragrafen Riviertakschematisaties De effecten op de toetspeilen van gewijzigde riviertakschematisaties, inclusief gewijzigde profieldefinities, taklengtes, en hydraulische ruwheden, zijn gezamenlijk gekwantificeerd. WL Delft Hydraulics 4 11

46 Hiervoor is gekozen omdat de genoemde aspecten nauwelijks afzonderlijk te kwantificeren zijn vanwege de volgende redenen: Profiel- en wrijvingsdefinities zijn niet los van elkaar te koppelen, aangezien de wrijvingsdefinities op de meeste takken in het overgangsgebied juist het resultaat zijn van een kalibratieslag die is uitgevoerd na implementatie van nieuwe profielen (zie paragraaf 3.2.3). De wrijving is ruimtelijk gedifferentieerd als functie van de waterstand, die sterk afhangt van de profieldefinities (bodemhoogtes). Het effect van aangepaste wrijving is dus niet te isoleren door deze simpelweg te projecteren op een andere set profielen, aangezien het resultaat (waterstandseffect / toetspeileffect) zal verschillen met de gekozen set profielen. In de recentelijk uitgevoerde verschilanalyse voor de bovenrivieren kwam men overigens tot dezelfde conclusie (Van Velzen, 2007). Tegelijkertijd met profiel- en wrijvingsdefinities zijn nog meer zaken aangepast in de schematisatie, zoals takindelingen, lengtes, taknamen en windluwtefactoren. Een set profielen kan daardoor bijvoorbeeld niet eenvoudig worden geprojecteerd op een schematisatie met afwijkende taklengtes, aangezien dan andere zaken een rol gaan spelen; zo wordt het bijvoorbeeld moeilijk te bepalen naar welke uitvoerlocatie gekeken moet worden: de rivierkilometers volgens de profielen of juist volgens de riviertakken. Deze analyse is gebaseerd op het paragraaf beschreven effect van aanpassing van de integrale schematisatie van TMR2006 naar HR2001: van deze effecten zijn de effecten afgetrokken van de overige bekende aanpassingen aan de schematisatie buiten de riviertakken, te weten NOP Noordwaard, Biesbosch, Kades Nieuwe Merwede en sluitsnelheid Haringvlietsluizen. Deze vier maatregelen zijn overigens gezamenlijk in een nieuwe MHW analyse doorgerekend. Tabel 4.8 toont het effect op de toetspeilen van de aanpassing van de schematisatie van de riviertakken. Tabel 4.8 Effect op toetspeilen van aanpassing schematisatie riviertakken TMR2006 naar HR2001 ( ) voor de vier herhalingstijden Locatie Amer km Beneden Merwede km Beneden Merwede km Bergse Maas km Bergse Maas km Bergse Maas km Biesbosch Gat van Kampen km Biesbosch Steurgat km Biesbosch Steurgat Ruigt km Boven Merwede km Dordtsche Kil km Haringvliet km Haringvliet km Haringvliet km Hollandsch Diep km Lek km Lek km WL Delft Hydraulics 4 12

47 Locatie Lek km Maas km Maas km Maasmond km Nieuwe Maas km Nieuwe Maas km Nieuwe Maas km Nieuwe Merwede km Nieuwe Merwede km Nieuwe Waterweg km Nieuwe Waterweg km Oude Maas km Oude Maas km Oude Maas km Spui km Waal km Waal km Waal km Biesbosch Het effect van den aangepaste schematisatie van de Biesbosch is onderzocht door in het TMR2006 model de schematisatie van de Biesbosch te vervangen door de HR2001 Biesbosch schematisatie (inclusief afhandeling kades Nieuwe Merwede). Tabel 4.9 toont het het effect op de toetspeilen. De verschillen blijven in ruimtelijke zin beperkt tot het gebied rondom de Biesbosch, met de grootste uitschieter op de Amer. Aangezien het oorspronkelijke verschil in de Biesbosch op basis van 108 sommen (zie Tabel 4.7) vrij beperkt was, voldoen de resultaten op deze locaties aan de verwachtingen. Toch is dit resultaat niet geheel bevredigend: uit een vergelijking van de verschillen op basis van 108 en 3636 sommen blijkt namelijk dat de verschillen in de Biesbosch op basis van de uitgebreide MHW cyclus veel groter zijn dan in de beperkte cyclus. Om deze reden is een aanvullende MHW analyse uitgevoerd op basis van de uitgebreide cyclus. Het resultaat hiervan wordt beschreven in de volgende paragraaf. Tabel 4.9 Effect op toetspeilen van aanpassing schematisatie Biesbosch ( ) voor de vier herhalingstijden Locatie Amer km 256-0,04-0,04-0,03-0,02 Beneden Merwede km 964 0,00 0,00 0,00-0,02 Beneden Merwede km 971-0,01-0,02-0,01-0,02 Bergse Maas km 243-0,01-0,01-0,01-0,01 Bergse Maas km 244-0,02-0,01-0,02-0,02 Bergse Maas km 248-0,02-0,02-0,02-0,02 Biesbosch Gat van Kampen km 975-0,01-0,01 0,00 0,00 Biesbosch Steurgat km 964 0,03 0,03 0,02 0,01 Biesbosch Steurgat Ruigt km 969 0,01 0,01 0,01 0,01 Boven Merwede km 955 0,00 0,00 0,00 0,00 WL Delft Hydraulics 4 13

48 Locatie Dordtsche Kil km 981-0,01-0,01-0,02-0,01 Haringvliet km 999-0,01 0,00-0,01-0,01 Haringvliet km ,01-0,01-0,01-0,01 Haringvliet km ,00 0,00 0,00 0,00 Hollandsch Diep km 985-0,02-0,01-0,01-0,01 Lek km 948 0,00 0,00 0,00 0,00 Lek km 971 0,00 0,00 0,00 0,00 Lek km 988 0,00-0,01 0,00 0,00 Maas km 203 0,00 0,00 0,00 0,00 Maas km 230-0,01 0,00-0,01 0,00 Maasmond km ,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Maas km 994 0,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Maas km 999 0,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Maas km ,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Merwede km 963 0,00 0,00 0,00-0,01 Nieuwe Merwede km 971-0,01-0,01-0,01-0,01 Nieuwe Waterweg km ,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Waterweg km ,00 0,00 0,00 0,00 Oude Maas km 977-0,02-0,02-0,02-0,03 Oude Maas km 993-0,01-0,01-0,01-0,01 Oude Maas km ,00 0,00 0,00 0,00 Spui km ,02-0,02-0,02-0,02 Waal km 914 0,00 0,00 0,00 0,00 Waal km 935 0,00 0,00 0,00 0,00 Waal km 952 0,00 0,00 0,00 0, Windluwtefactoren in de Biesbosch Een vergelijking van Tabel 4.2, Tabel 4.3 en Tabel 4.6 voor locaties in de Biesbosch toont aan dat de oorspronkelijke verschillen niet verklaard kunnen worden met analyses op basis van 108 sommen, aangezien ze daar simpelweg niet voorkomen. Er zal daarom gekeken moeten worden naar de resultaten op basis van de uitgebreide MHW cyclus. Bijlage B bevat een overzicht van met Hydra-B bepaalde uitgesplitste randvoorwaarden voor locatie Steurgat, voor zowel de 3636 sommen reeks als de 108 sommen reeks, voor model HR2001. Hieruit kan een interessante conclusie worden getrokken: de omstandigheden die in beide sommen hebben geleid tot maatgevende condities verschillen aanzienlijk: bij de beperkte som bestaat de maatgevende conditie uit een combinatie van dichte keringen, een middelhoge bovenrand (debiet Lobith van orde 9000 m 3 /s), middelhoge opzet op zee (3,3m), en een WNW wind met een snelheid van 22 m/s (windkracht 9). Bij de uitgebreide som bestaat de maatgevende conditie uit dichte keringen en een extreme wind uit het Westen van 34,3 m/s (orkaankracht), in combinatie met een lage afvoer op Rijn en Maas. Deze combinatie wordt niet als zodanig doorgerekend in de 108 sommen cyclus. Het ligt dus voor de hand om een relatie te leggen tussen andere afhandeling van wind en lagere toetspeilen. WL Delft Hydraulics 4 14

49 Vervolgens is het opvallend dat dergelijke verschillen niet optreden in het TMR2006 model. Uiteindelijk bleek de verklaring te kunnen worden gevonden in de verschillen in gehanteerde windluwtefactoren (zie paragraaf 3.2.4): doordat in het HR2001 model de wind in de Biesbosch takken volledig vrij spel heeft door een windluwtefactor van 1, kunnen extreme combinaties van windrichting en snelheid in de complete reeks zwaarder doorwerken dan mogelijk zou zijn in zowel de beperkte cyclus, waar de windrichting immers vast staat, dan in TMR2006, waar de luwtefactoren in de Biesbosch op 0,66 staan. Dit beeld wordt bevestigd door de uitsplitsingen voor het Steurgat km 964 voor TMR2006, waaruit blijkt dat de maatgevende omstandigheden op deze locatie voor de complete cyclus sterk lijken op die voor de beperkte cyclus, en bestaan uit een veel minder extreme windsituatie in combinatie met zwaardere boven- en benedenranden. Ter bevestiging van bovenstaand betoog is een extra MHW berekening gemaakt met de volledige cyclus voor het HR2001 model, waarin (uitsluitend) de windluwtefactor in de Biesbosch op 0,66 is gezet, zoals dat ook in TMR2006 het geval is. Tabel 4.10 toont het effect van deze aanpassing op de toetspeilen: ter plekke van het Steurgat daalt de MHW met 24 centimeter voor T=2000. De daling van toetspeilen in de Biesbosch is hiermee grotendeels verklaard. Tabel 4.10 Effect op toetspeilen van overgang windluwtefactor 1.0 naar 0.66 (0.66-1) voor HR sommen voor de vier herhalingstijden Locatie Amer km 256-0,01-0,01-0,01-0,01 Beneden Merwede km 964 0,00 0,00 0,00 0,00 Beneden Merwede km 971 0,00 0,00 0,00 0,00 Bergse Maas km 243-0,00-0,00 0,00 0,00 Bergse Maas km 244-0,01-0,01-0,01 0,01 Bergse Maas km 248-0,01-0,01-0,01-0,01 Biesbosch Gat van Kampen km 975-0,02-0,02-0,02-0,02 Biesbosch Steurgat km 964-0,23-0,24-0,25-0,26 Biesbosch Steurgat Ruigt km 969-0,12-0,12-0,13-0,13 Boven Merwede km 955 0,00 0,00 0,00 0,00 Dordtsche Kil km 981 0,00 0,00 0,00 0,00 Haringvliet km 999 0,00 0,00 0,00 0,00 Haringvliet km ,00 0,00 0,00 0,00 Haringvliet km ,00 0,00 0,00 0,00 Hollandsch Diep km 985 0,00 0,00 0,00 0,00 Lek km 948 0,00 0,00 0,00 0,00 Lek km 971 0,00 0,00 0,00 0,00 Lek km 988 0,00 0,00 0,00 0,00 Maas km 203 0,00 0,00 0,00 0,00 Maas km 230 0,00 0,00 0,00 0,00 Maasmond km ,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Maas km 994 0,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Maas km 999 0,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Maas km ,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Merwede km 963 0,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Merwede km 971 0,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Waterweg km ,00 0,00 0,00 0,00 WL Delft Hydraulics 4 15

50 Locatie Nieuwe Waterweg km ,00 0,00 0,00 0,00 Oude Maas km 977 0,00 0,00 0,00 0,00 Oude Maas km 993 0,00 0,00 0,00 0,00 Oude Maas km ,00 0,00 0,00 0,00 Spui km ,00 0,00 0,00 0,00 Waal km 914 0,00 0,00 0,00 0,00 Waal km 935 0,00 0,00 0,00 0,00 Waal km 952 0,00 0,00 0,00 0, Kades benedenstrooms Nieuwe Merwede Het effect van het overstroombaar maken van de scheidingsdam tussen de mond van de Nieuwe Merwede en het Noordergat van de Visschen in de Biesbosch is onderzocht door in het TMR2006 model deze overlaatconstructie (gemodelleerd door middel van drie parallelle takken) te verwijderen. Tabel 4.11 toont het effect op de toetspeilen van HR2006 van het verwijderen van deze 3 takken. In Gat van Kampen stijgt het toetspeil met 1 centimeter. Dit effect komt overeen met eerder gedraaide testberekingen door RIZA (pers.comm. van Zetten, 2007). Tabel 4.11 Effect op toetspeilen van aanpassing kades benedenstrooms Nieuwe Merwede ( ) voor de vier herhalingstijden Locatie Amer km 256 0,00 0,00 0,00 0,00 Beneden Merwede km 964 0,00 0,00 0,00 0,00 Beneden Merwede km 971 0,00 0,00 0,00 0,00 Bergse Maas km 243 0,00 0,00 0,00 0,00 Bergse Maas km 244 0,00 0,00 0,00 0,00 Bergse Maas km 248 0,00 0,00 0,00 0,00 Biesbosch Gat van Kampen km 975 0,01 0,01 0,00 0,00 Biesbosch Steurgat km 964 0,00 0,00 0,00 0,00 Biesbosch Steurgat Ruigt km 969 0,00 0,00 0,00 0,00 Boven Merwede km 955 0,00 0,00 0,00 0,00 Dordtsche Kil km 981 0,00 0,00 0,00 0,00 Haringvliet km 999 0,00 0,00 0,00 0,00 Haringvliet km ,00 0,00 0,00 0,00 Haringvliet km ,00 0,00 0,00 0,00 Hollandsch Diep km 985 0,00 0,00 0,00 0,00 Lek km 948 0,00 0,00 0,00 0,00 Lek km 971 0,00 0,00 0,00 0,00 Lek km 988 0,00 0,00 0,00 0,00 Maas km 203 0,00 0,00 0,00 0,00 Maas km 230 0,00 0,00 0,00 0,00 Maasmond km ,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Maas km 994 0,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Maas km 999 0,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Maas km ,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Merwede km 963 0,00 0,00 0,00 0,00 WL Delft Hydraulics 4 16

51 Locatie Nieuwe Merwede km 971 0,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Waterweg km ,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Waterweg km ,00 0,00 0,00 0,00 Oude Maas km 977 0,00 0,00 0,00 0,00 Oude Maas km 993 0,00 0,00 0,00 0,00 Oude Maas km ,00 0,00 0,00 0,00 Spui km ,00 0,00 0,00 0,00 Waal km 914 0,00 0,00 0,00 0,00 Waal km 935 0,00 0,00 0,00 0,00 Waal km 952 0,00 0,00 0,00 0, NOP Noordwaard Het effect van de implementatie van maatregel NOP Noordwaard is onderzocht door de schematisatie van de maatregel te verwijderen uit de TMR2006 schematisatie. Tabel 4.12 toont het effect op de toetspeilen. De toetspeilen in de Nieuwe-, Beneden- en Boven Merwede stijgen orde 4-8 centimeter. Tabel 4.12 Effect op toetspeilen van verwijdering project NOP Noordwaard ( ) voor de vier herhalingstijden Locatie Amer km 256 0,01 0,01 0,02 0,01 Beneden Merwede km 964 0,05 0,04 0,06 0,06 Beneden Merwede km 971 0,02 0,02 0,02 0,02 Bergse Maas km 243 0,00 0,00 0,00 0,00 Bergse Maas km 244 0,00 0,00 0,00 0,00 Bergse Maas km 248 0,00 0,00 0,01 0,00 Biesbosch Gat van Kampen km 975 0,01 0,01 0,01 0,01 Biesbosch Steurgat km 964 0,01 0,01 0,01 0,01 Biesbosch Steurgat Ruigt km 969 0,00 0,00 0,00 0,00 Boven Merwede km 955 0,03 0,04 0,04 0,04 Dordtsche Kil km 981 0,01 0,00 0,01 0,01 Haringvliet km 999 0,01 0,01 0,01 0,01 Haringvliet km ,01 0,01 0,01 0,01 Haringvliet km ,01 0,01 0,01 0,01 Hollandsch Diep km 985 0,01 0,01 0,01 0,01 Lek km 948 0,00 0,00 0,00 0,00 Lek km 971 0,00 0,00 0,00 0,00 Lek km 988 0,00 0,00 0,00 0,00 Maas km 203 0,00 0,00 0,00 0,00 Maas km 230 0,00 0,00 0,00 0,00 Maasmond km ,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Maas km 994 0,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Maas km 999 0,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Maas km ,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Merwede km 963 0,07 0,07 0,08 0,08 Nieuwe Merwede km 971 0,08 0,08 0,09 0,09 WL Delft Hydraulics 4 17

52 Locatie Nieuwe Waterweg km ,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Waterweg km ,00 0,00 0,00 0,00 Oude Maas km 977 0,01 0,01 0,01 0,01 Oude Maas km 993 0,00 0,00 0,01 0,01 Oude Maas km ,00 0,00 0,00 0,00 Spui km ,01 0,01 0,01 0,01 Waal km 914 0,01 0,01 0,01 0,00 Waal km 935 0,01 0,02 0,02 0,02 Waal km 952 0,03 0,04 0,02 0, Sluitsnelheid Haringvlietsluizen De controller op de schuiven van de Haringvlietsluizen is in TMR2006 aangepast ten opzichte van model HR2001, zodanig dat de sluiting in een rekenstap van 10 minuten kan plaatsvinden in plaats van 30 minuten in HR2001. Het effect van deze wijziging op de toetspeilen is onderzocht door in model TMR2006 de sluitsnelheid terug te zetten van de oorspronkelijke waarde (0 m/s, ofwel instantaan) naar de waarde volgens model HR2001 ( m/s, overeenkomend met een benodigde sluittijd van 38 minuten bij volledig geopende schuiven). De toetspeilen stijgen orde 7-8 centimeter op het Haringvliet, zie Tabel In de Biesbosch stijgen de toetspeilen met orde 3-11 centimeter. Gezien de onverwacht grote verschillen in de Biesbosch is bij wijze van controle het effect nogmaals gekwantificeerd met HR2001 als referentiecase: in dit model is de sluitsnelheid aangepast volgens model TMR2006. Hieruit volgden over de gehele linie, en met name in de Biesbosch, kleinere effecten: 5 cm voor Haringvliet km 1028 bij een herhalingstijd van 4000 jaar, en 3 cm voor Biesbosch Steurgat km 964. Mogelijk hangt het effect van aangepaste sluitsnelheid daarom af van de gekozen Biesbosch schematisatie. Om deze hypothese te verifiëren is het effect van aangepaste sluitsnelheid gekwantificeerd met het volgende referentiemodel: TMR2006 met een Biesbosch schematisatie anno Hieruit volgden voor de locaties in de Biesbosch vergelijkbare effecten als bij hantering van HR2001 als referentiemodel. De aangepaste schematisatie van de Biesbosch versterkt dus kennelijk het effect van aanpassing van de sluitsnelheid van de Haringvlietsluizen. WL Delft Hydraulics 4 18

53 Tabel 4.13 Effect op toetspeilen van aanpassing sluitsnelheid Haringvlietsluizen ( ) voor de vier herhalingstijden Locatie Amer km Beneden Merwede km Beneden Merwede km Bergse Maas km Bergse Maas km Bergse Maas km Biesbosch Gat van Kampen km Biesbosch Steurgat km Biesbosch Steurgat Ruigt km Boven Merwede km Dordtsche Kil km Haringvliet km Haringvliet km Haringvliet km Hollandsch Diep km Lek km Lek km Lek km Maas km Maas km Maasmond km Nieuwe Maas km Nieuwe Maas km Nieuwe Maas km Nieuwe Merwede km Nieuwe Merwede km Nieuwe Waterweg km Nieuwe Waterweg km Oude Maas km Oude Maas km Oude Maas km Spui km Waal km Waal km Waal km WL Delft Hydraulics 4 19

54 4.4 Uitgangspunten Afvoerverdeling Rijntakken (Pannerdensche Kop en IJsselkop) Model TMR2006_ her MHW processor versie Sommen Instellingen HR2001 Hydra-B versie Rijndominant Instellingen HR2006 Resultatenspreadsheet: toetspeilen voor 36 locaties Het effect van de overgang van beleidsmatige afvoerverdeling over de Rijntakken op de Pannerdensche Kop en de IJsselkop naar vrije afvoerverdeling is onderzocht door in de MHW processor de afvoerverdeling volgens HR2001 te hanteren in plaats van TMR2006. Als gevolg hiervan stijgen de toetspeilen op de Waal/Boven Merwede met maximaal orde 8-9 centimeter, terwijl ze op de Lek juist (zeer) licht dalen. Tabel 4.14 Effect op toetspeilen van aanpassing afvoerverdeling van HR2006 naar HR2001 ( ) voor de vier herhalingstijden Locatie Amer km 256 0,00 0,00 0,01 0,01 Beneden Merwede km 964 0,03 0,05 0,08 0,11 Beneden Merwede km 971 0,00 0,01 0,01 0,02 Bergse Maas km 243 0,01 0,01 0,02 0,02 Bergse Maas km 244 0,00 0,02 0,01 0,02 Bergse Maas km 248 0,01 0,01 0,02 0,02 Biesbosch Gat van Kampen km 975 0,00 0,00 0,00 0,01 Biesbosch Steurgat km 964 0,00 0,01 0,01 0,01 Biesbosch Steurgat Ruigt km 969 0,00 0,00 0,01 0,01 Boven Merwede km 955 0,06 0,09 0,13 0,18 Dordtsche Kil km 981 0,00 0,00 0,00 0,00 Haringvliet km 999 0,00 0,00 0,00 0,00 Haringvliet km ,00 0,00 0,00 0,00 Haringvliet km ,00 0,00 0,00 0,00 Hollandsch Diep km 985 0,00 0,00 0,00 0,01 Lek km 948-0,01-0,02-0,05-0,10 Lek km 971 0,00-0,01-0,04-0,07 Lek km 988 0,00 0,00 0,00 0,00 Maas km 203 0,00 0,00 0,00 0,00 Maas km 230 0,00 0,01 0,01 0,01 Maasmond km ,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Maas km 994 0,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Maas km 999 0,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Maas km ,00 0,00 0,00 0,00 WL Delft Hydraulics 4 20

55 Locatie Nieuwe Merwede km 963 0,04 0,05 0,08 0,13 Nieuwe Merwede km 971 0,01 0,02 0,03 0,05 Nieuwe Waterweg km ,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Waterweg km ,00 0,00 0,00 0,00 Oude Maas km 977 0,00 0,00 0,00 0,00 Oude Maas km 993 0,00 0,00 0,00 0,00 Oude Maas km ,00 0,00 0,00 0,00 Spui km ,00 0,00 0,00 0,00 Waal km 914 0,08 0,11 0,17 0,23 Waal km 935 0,08 0,12 0,17 0,24 Waal km 952 0,06 0,09 0,13 0, Zijdelingse toestromingen Het effect van de gewijzigde zijdelingse toestromingen langs de Lek en de Maas is onderzocht door in de database van de MHW processor de zijdelingse toestromingen behorend bij TMR2006 te vervangen door die behorend bij HR2001. De toetspeilen op het traject Maas Bergsche Maas gaan orde 2-6 cm omhoog als gevolg van de toegenomen lozingen, zie tabel Tabel Hierbij gelden de volgende kanttekeningen: Zoals bij alle hier gepresenteerde resultaten, is ook bij deze som uitgegaan van Rijndominantie. Dit is formeel niet correct voor het traject Maas-Bergsche Maas. Toch is hier wel voor gekozen, aangezien de resultaten anders niet vergelijkbaar zijn met die van de overige berekeningen. Bij bestudering van de MHW processor database is echter gebleken dat voor Maasdominantie de opgelegde laterale debieten in HR2001 langs de Maas fors minder zijn onder maatgevende omstandigheden dan voor Rijndominantie, terwijl dit in TMR2006 juist andersom is. Hierdoor zullen de verschillen tussen HR2001 en TMR2006 als gevolg van gewijzigde zijdelingse toestromingen volgens Maasdominantie waarschijnlijk veel kleiner zijn. Verder is gebleken dat bij Rijndominantie de cumulatieve zijdelingse toestroming volgens de database van de MHW processor langs de Maas in HR2001 orde 65 m 3 /s hoger uitviel dan in TMR2006. Dit is een punt van aandacht: er dient te worden nagegaan of de in de database van de MHW processor opgegeven tabellen voor zijdelingse toestroming voor HR2001 en TMR2006 correct zijn. Lozing van water uit het Wilhelminakanaal (km 252) was meegenomen in HR2001, maar per abuis niet in TMR2006. Op traject Maas km is voor de officiële HR2001 mede gebruik gemaakt van WAQUA-resultaten. Dit effect is hier niet meegenomen. WL Delft Hydraulics 4 21

56 Tabel 4.15 Effect op toetspeilen van aanpassing zijdelingse toestroming van HR2006 naar HR2001 ( ) voor de vier herhalingstijden Locatie Amer km 256 0,01 0,01 0,01 0,01 Beneden Merwede km 964 0,00 0,00 0,01 0,01 Beneden Merwede km 971-0,01-0,01-0,01 0,00 Bergse Maas km 243 0,05 0,05 0,03 0,01 Bergse Maas km 244 0,04 0,04 0,03 0,01 Bergse Maas km 248 0,03 0,03 0,03 0,02 Biesbosch Gat van Kampen km 975 0,01 0,01 0,01 0,01 Biesbosch Steurgat km 964 0,02 0,03 0,02 0,02 Biesbosch Steurgat Ruigt km 969 0,02 0,02 0,01 0,01 Boven Merwede km 955 0,00 0,00 0,00 0,00 Dordtsche Kil km 981 0,00 0,00 0,00 0,00 Haringvliet km 999 0,01 0,01 0,01 0,01 Haringvliet km ,01 0,01 0,01 0,01 Haringvliet km ,02 0,02 0,02 0,02 Hollandsch Diep km 985 0,01 0,01 0,01 0,01 Lek km 948-0,01 0,00 0,00 0,00 Lek km 971 0,00 0,00 0,00 0,00 Lek km 988 0,00 0,00 0,00 0,00 Maas km 203 0,03 0,03 0,02 0,01 Maas km 230 0,06 0,04 0,02 0,00 Maasmond km ,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Maas km 994 0,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Maas km 999 0,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Maas km ,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Merwede km 963 0,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Merwede km 971 0,00 0,01 0,01 0,01 Nieuwe Waterweg km ,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Waterweg km ,00 0,00 0,00 0,00 Oude Maas km 977 0,00-0,01-0,01-0,01 Oude Maas km 993 0,00 0,00 0,00 0,00 Oude Maas km ,00 0,00 0,00 0,00 Spui km ,00 0,00 0,00 0,00 Waal km 914 0,00 0,00 0,00 0,00 Waal km 935 0,00 0,00 0,00 0,00 Waal km 952 0,00 0,00 0,00 0, Zeespiegelstijging In de MHW processor is de benedenrand volgens HR2001 geselecteerd in plaats van volgens TMR2006. Hierdoor verandert de aangenomen zeespiegelstijging van 7 naar 5 centimeter. Tabel 4.16 toont de effecten op de toetspeilen. Ze blijven beperkt tot maximaal 1 centimeter in het Westelijke gedeelte van het Noordelijk Deltabekken. WL Delft Hydraulics 4 22

57 Tabel 4.16 Effect op toetspeilen van aanpassing zee randvoorwaarde van HR2006 naar HR2001 ( ) voor de vier herhalingstijden Locatie Amer km 256 0,00 0,00 0,00-0,01 Beneden Merwede km 964 0,00 0,00 0,00 0,00 Beneden Merwede km 971 0,00 0,00 0,00 0,00 Bergse Maas km 243 0,00 0,00 0,00 0,00 Bergse Maas km 244 0,00 0,00 0,00 0,00 Bergse Maas km 248 0,00 0,00 0,00 0,00 Biesbosch Gat van Kampen km 975 0,00 0,00 0,00 0,00 Biesbosch Steurgat km 964-0,01 0,00 0,00 0,00 Biesbosch Steurgat Ruigt km 969 0,00 0,00-0,01 0,00 Boven Merwede km 955 0,00 0,00 0,00 0,00 Dordtsche Kil km 981-0,01-0,01 0,00-0,01 Haringvliet km 999 0,00 0,00 0,00-0,01 Haringvliet km ,01-0,01-0,01 0,00 Haringvliet km ,00 0,00-0,01 0,00 Hollandsch Diep km 985 0,00-0,01-0,01 0,00 Lek km 948 0,00 0,00 0,00 0,00 Lek km 971 0,00 0,00 0,00 0,00 Lek km 988 0,00 0,00 0,00 0,00 Maas km 203 0,00 0,00 0,00 0,00 Maas km 230 0,00 0,00 0,00 0,00 Maasmond km ,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Maas km 994 0,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Maas km 999 0,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Maas km ,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Merwede km 963 0,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Merwede km 971 0,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Waterweg km ,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Waterweg km ,00 0,00 0,00 0,00 Oude Maas km 977 0,00 0,00 0,00-0,01 Oude Maas km 993 0,00 0,00-0,01 0,00 Oude Maas km ,00 0,00 0,00 0,00 Spui km ,01-0,01-0,01-0,01 Waal km 914 0,00 0,00 0,00 0,00 Waal km 935 0,00 0,00 0,00 0,00 Waal km 952 0,00 0,00 0,00 0,00 WL Delft Hydraulics 4 23

58 4.5 Rekenmethode / Hydra-B software Hydra-B Model TMR2006_ her MHW processor versie Sommen Instellingen HR2006 Hydra-B versie Rijndominant Instellingen HR2001 Resultatenspreadsheet: toetspeilen voor 36 locaties Voor deze analyse is gebruik gemaakt van Hydra-B versie in plaats van Alle bijbehorende instellingen zijn eveneens overgenomen, exclusief de aanpassing van de faalkans van de stormvloedkering, aangezien dit aspect afzonderlijk wordt getest in paragraaf De verschillen in resultaten blijven beperkt tot 2 centimeter in het hele systeem, met uitzondering van locatie Bergsche Maas 248: daar treedt 9 centimeter verlaging op, zie Tabel Tabel 4.17 Effect op toetspeilen van aanpassing versie Hydra-B en instellingen TMR2006 naar HR2001 voor de vier herhalingstijden Locatie Amer km 256-0,01-0,01-0,01-0,01 Beneden Merwede km 964-0,01-0,01-0,01-0,01 Beneden Merwede km 971-0,01-0,01-0,01-0,01 Bergse Maas km 243 0,01 0,01 0,01 0,00 Bergse Maas km 244 0,00 0,01 0,01 0,00 Bergse Maas km 248-0,09-0,09-0,10-0,11 Biesbosch Gat van Kampen km 975-0,01-0,01-0,01-0,01 Biesbosch Steurgat km 964-0,01-0,01-0,01-0,01 Biesbosch Steurgat Ruigt km 969-0,01-0,01-0,01-0,01 Boven Merwede km 955-0,01 0,00 0,00 0,00 Dordtsche Kil km 981-0,01-0,01-0,01-0,01 Haringvliet km 999-0,01-0,01-0,01-0,01 Haringvliet km ,01-0,01-0,01-0,01 Haringvliet km ,01-0,01-0,01-0,01 Hollandsch Diep km 985-0,01-0,01-0,01-0,01 Lek km 948 0,00 0,00 0,00 0,00 Lek km 971-0,01-0,01-0,01-0,01 Lek km 988-0,01-0,01-0,01-0,01 Maas km 203 0,02 0,01 0,01 0,00 Maas km 230 0,02 0,02 0,01 0,00 Maasmond km ,02-0,02-0,02-0,02 Nieuwe Maas km 994 0,00-0,01-0,01-0,01 Nieuwe Maas km 999-0,01-0,01-0,01-0,01 WL Delft Hydraulics 4 24

59 Locatie Nieuwe Maas km ,01-0,01-0,01-0,02 Nieuwe Merwede km 963-0,01-0,01-0,01-0,01 Nieuwe Merwede km 971-0,01-0,01-0,01-0,01 Nieuwe Waterweg km ,01-0,01-0,01-0,02 Nieuwe Waterweg km ,02-0,02-0,02-0,02 Oude Maas km 977-0,01-0,01-0,01-0,01 Oude Maas km 993 0,00 0,00-0,01-0,01 Oude Maas km ,00-0,01-0,01-0,02 Spui km ,01-0,01-0,01-0,01 Waal km 914 0,00 0,00 0,00 0,00 Waal km 935 0,00 0,00 0,00 0,00 Waal km 952 0,00 0,00 0,00 0, Faalkans stormvloedkering Model TMR2006_ her MHW processor versie Sommen Instellingen HR2006 Hydra-B versie Rijndominant Instellingen HR2001 Resultatenspreadsheet: toetspeilen voor 36 locaties Het effect van de gewijzigde faalkans van de Stormvloedkering in de Nieuwe Waterweg is onderzocht door in een configuratiebestand van Hydra-B ( berekeninginfo.ini ) de faalkans te veranderen van 1/100 naar 1/1000. Zie Tabel De verschillen in resultaten lopen op tot maximaal orde 18 centimeter op de Nieuwe Maas. Tabel 4.18 Effect op toetspeilen van aanpassing faalkans SVK van 1/100 naar 1/1000 ( ) voor de vier herhalingstijden Locatie Amer km 256-0,01-0,01-0,01-0,01 Beneden Merwede km 964 0,00 0,00 0,00 0,00 Beneden Merwede km 971 0,00 0,00-0,01-0,01 Bergse Maas km 243 0,00 0,00 0,00 0,00 Bergse Maas km 244 0,00 0,00 0,00 0,00 Bergse Maas km 248 0,00 0,00 0,00 0,00 Biesbosch Gat van Kampen km 975 0,00-0,01-0,01-0,01 Biesbosch Steurgat km 964 0,00-0,01-0,01-0,01 Biesbosch Steurgat Ruigt km 969 0,00-0,01-0,01-0,01 Boven Merwede km 955 0,00 0,00 0,00 0,00 Dordtsche Kil km 981-0,01-0,01-0,01-0,02 Haringvliet km 999-0,01-0,01-0,02-0,02 Haringvliet km ,01-0,02-0,02-0,02 Haringvliet km ,01-0,02-0,02-0,03 Hollandsch Diep km 985-0,01-0,01-0,01-0,01 Lek km 948 0,00 0,00 0,00 0,00 WL Delft Hydraulics 4 25

60 Locatie Lek km 971 0,00 0,00 0,00 0,00 Lek km 988-0,02-0,02-0,03-0,06 Maas km 203 0,00 0,00 0,00 0,00 Maas km 230 0,00 0,00 0,00 0,00 Maasmond km ,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Maas km 994-0,02-0,03-0,05-0,11 Nieuwe Maas km 999-0,03-0,04-0,07-0,18 Nieuwe Maas km ,03-0,04-0,07-0,18 Nieuwe Merwede km 963 0,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Merwede km 971 0,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Waterweg km ,03-0,04-0,07-0,18 Nieuwe Waterweg km ,00 0,00 0,00 0,00 Oude Maas km 977-0,01-0,01-0,01-0,02 Oude Maas km 993-0,02-0,02-0,03-0,06 Oude Maas km ,03-0,04-0,07-0,17 Spui km ,01-0,01-0,01-0,02 Waal km 914 0,00 0,00 0,00 0,00 Waal km 935 0,00 0,00 0,00 0,00 Waal km 952 0,00 0,00 0,00 0, Synthese Vergelijking effecten In Tabel 4.19 worden de effecten van de geanalyseerde bronnen van verschillen voor een herhalingstijd van 2000 jaar met elkaar vergeleken. Dit biedt de mogelijkheid om per uitvoerlocatie te analyseren welke verschilbron voor welk effect verantwoordelijk is. Het effect Geometrie/ruwheid staat hierbij tussen aanhalingstekens, aangezien dit effect is afgeleid uit het effect van HR2001 minus de effecten van Biesbosch 2001, NOP Noordwaard en Sluitsnelheid Harinvlietsluizen. Dit is dus slechts een benadering. Getallen in grijs zijn slechts indicatief voor het daadwerkelijke effect, aangezien de officiële toetspeilen op deze locaties op andere wijze berekend zijn (ofwel Maasdominant ofwel invloed van WAQUA). Samenvattend kan gesteld worden dat de effecten op de bovenranden met name door wijzigingen in afvoerverdeling worden veroorzaakt, in het overgangsgebied door wijzigingen in de schematisatie, en in de Nieuwe Waterweg/Nieuwe Maas door aanpassing van de faalkans van de Stormvloedkering in de Nieuwe Waterweg. WL Delft Hydraulics 4 26

61 Tabel 4.19 Vergelijking effecten voor herhalingstijd 2000 jaar (alles op basis van 108 sommen) TMR2006-HR2001 (108) Zijdelingse toestroming 2001 Afvoerverdeling 2001 Locatie Amer km 256 0, Beneden Merwede km 964-0, Beneden Merwede km 971-0, Bergse Maas km 243-0, Bergse Maas km 244-0, Bergse Maas km 248-0, Biesbosch Gat v. Kampen km 975-0, Biesbosch Steurgat km 964-0, Biesbosch Steurgat Ruigt km 969-0, Boven Merwede km 955-0, Dordtsche Kil km 981 0, Haringvliet km 999 0, Haringvliet km , Haringvliet km , Hollandsch Diep km 985 0, Lek km 948-0, Lek km 971-0, Lek km 988 0, Maas km 203-0, Maas km 230-0, Maasmond km , Nieuwe Maas km 994 0, Nieuwe Maas km 999 0, Nieuwe Maas km , Nieuwe Merwede km 963-0, Nieuwe Merwede km 971-0, Nieuwe Waterweg km , Nieuwe Waterweg km , Oude Maas km 977-0, Oude Maas km 993 0, Oude Maas km , Spui km , Waal km 914-0, Waal km 935-0, Waal km 952-0, Zeerand 2001 Faalkans SVK "Geometrie/ruwheid" BiBo2001+ Kades NOP Nrdw Hydra-B 2001 Sluitsnelheid HaringvlSl WL Delft Hydraulics 4 27

62 4.6.2 Controle totaaleffect aanpassingen Model HR2001 MHW processor versie Sommen Instellingen HR2001 Hydra-B versie Rijndominant Instellingen HR2001 Resultatenspreadsheet: toetspeilen voor 36 locaties Voor deze stap zijn geen nieuwe berekeningen uitgevoerd. De afzonderlijke effecten beschreven in paragrafen 4.3.1, 4.4 en 4.5 zijn bij elkaar opgeteld. Tabel 4.20 toont het resultaat. Links staan de originele verschillen in toetspeilen tussen de TMR2006 en HR2001 modellen, uitgaande van de beperkte cyclus van 108 sommen. Rechts staan dezelfde verschillen, gecorrigeerd voor alle afzonderlijke effecten gesommeerd. Onder maatgevende omstandigheden blijkt er nergens een verschil te zitten groter dan 3 centimeter. Aangezien de doorgerekende aanpassingen tezamen het complete traject van de berekening van de toetspeilen bestrijken, kunnen de resterende verschillen uitsluitend door niet-lineaire effecten in optelbaarheid worden veroorzaakt. Hiermee zijn de oorzaken van de verschillen in toetspeilen, voor zover die naar voren zijn gekomen op basis van de 108 sommen analyses, grotendeels verklaard. Tabel 4.20 Totaaleffect op toetspeilen voor de vier herhalingstijden Verschillen: TMR2006-HR2001 Niet verklaarde verschillen Locatie Amer km 256 0,00 0,00-0,01-0,02 0,00 0,01 0,02 0,01 Beneden Merwede km 964-0,20-0,21-0,24-0,28-0,01 0,00 0,02 0,01 Beneden Merwede km 971-0,07-0,07-0,07-0,06-0,01-0,01-0,01 0,00 Bergse Maas km 243-0,23-0,23-0,22-0,20 0,01 0,02 0,04 0,04 Bergse Maas km 244-0,21-0,22-0,20-0,18-0,01 0,01 0,03 0,05 Bergse Maas km 248-0,08-0,07-0,07-0,05 0,01 0,01 0,04 0,04 Biesbosch Gat v. Kampen km 975-0,02-0,02-0,03-0,04 0,01 0,01 0,01 0,01 Biesbosch Steurgat km 964-0,07-0,07-0,06-0,05 0,02 0,02 0,03 0,03 Biesbosch Steurgat Ruigt km 969-0,04-0,04-0,03-0,03 0,02 0,01 0,01 0,02 Boven Merwede km 955-0,16-0,22-0,30-0,41 0,00 0,00 0,00-0,02 Dordtsche Kil km 981 0,02 0,02 0,02 0,02 0,00-0,01 0,00-0,01 Haringvliet km 999 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,01 Haringvliet km ,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 0,01 Haringvliet km ,02 0,01 0,01 0,02 0,03 0,03 0,02 0,02 Hollandsch Diep km 985 0,00 0,00 0,00-0,01 0,01 0,02 0,01 0,02 Lek km 948-0,10-0,09-0,05-0,01-0,01 0,01-0,01-0,01 Lek km 971-0,12-0,11-0,10-0,09 0,01 0,00 0,00 0,00 Lek km 988 0,02 0,02 0,03 0,05-0,01-0,01-0,01-0,01 Maas km 203-0,28-0,29-0,29-0,31 0,01 0,02 0,02 0,02 Maas km 230-0,32-0,32-0,30-0,28 0,03 0,03 0,03 0,03 Maasmond km ,02 0,02 0,02 0,02 0,00 0,00 0,00 0,00 WL Delft Hydraulics 4 28

63 Verschillen: TMR2006-HR2001 Niet verklaarde verschillen Locatie Nieuwe Maas km 994 0,03 0,04 0,05 0,11 0,00 0,00 0,01-0,01 Nieuwe Maas km 999 0,02 0,03 0,06 0,17 0,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Maas km ,03 0,04 0,08 0,19 0,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Merwede km 963-0,25-0,28-0,32-0,39-0,01-0,02 0,00 0,00 Nieuwe Merwede km 971-0,15-0,17-0,19-0,23-0,01-0,01-0,01-0,02 Nieuwe Waterweg km ,04 0,05 0,08 0,19 0,00 0,00 0,00 0,00 Nieuwe Waterweg km ,02 0,02 0,02 0,02 0,00 0,00 0,00 0,00 Oude Maas km 977-0,02-0,02 0,00 0,02-0,01-0,01-0,01 0,00 Oude Maas km 993 0,00 0,01 0,03 0,06 0,00 0,01 0,01 0,03 Oude Maas km ,06 0,06 0,10 0,20 0,00 0,00 0,00 0,00 Spui km ,03 0,04 0,03 0,03 0,00 0,00 0,00 0,00 Waal km 914-0,04-0,07-0,12-0,19 0,00 0,01 0,00 0,00 Waal km 935 0,04-0,01-0,08-0,16 0,02 0,02 0,01 0,01 Waal km 952-0,20-0,25-0,30-0,40-0,01-0,01 0,01 0,00 WL Delft Hydraulics 4 29

64 5 Conclusies en aanbevelingen 5.1 Conclusies In de voorgaande hoofdstukken is in beeld gebracht wat de oorzaken zijn voor de geconstateerde verschillen in toetspeilen tussen HR2001 en TMR2006. Hierbij is onderscheid gemaakt tussen de volgende aspecten: 1. wijzigingen in de schematisatie van het Noordelijk Deltabekken in de toegepaste hydrodynamische modellen, zoals de fysieke veranderingen in het systeem en nieuwe inzichten in de wijze van schematiseren; 2. wijziging in de uitgangspunten met betrekking tot de afvoerverdeling, de randvoorwaarden op de Waal, de Lek en de Maas, de zijdelingse toestromingen, zeespiegelstijging, golfvorm en de afvoerstatistiek; 3. wijzigingen in de rekenmethode, betreffende de instellingen die in HydraB zijn toegepast; en 4. wijzigingen in de software, t.a.v. SOBEK, HydraB, Baseline en de MHW-processor. Ieder aspect is verder onderverdeeld in een aantal deelaspecten, die vervolgens zijn onderzocht op het effect op de toetspeilen. Per riviertak blijken verschillende aspecten ten grondslag te liggen aan de geconstateerde verschillen. Onderstaande getallen gelden voor een herhalingstijd van 2000 jaar, tenzij anders vermeld. Op de Lek treedt ter plekke van km 971 een daling op van 11 centimeter in TMR2006 ten opzichte van HR2001. Deze is geheel toe te schrijven aan de gewijzigde geometrie en ruwheid (13 centimeter daling) in combinatie met enkele zeer kleine, tegengestelde, effecten. Hiervan is de gewijzigde afvoerverdeling over de Rijntakken (1 à 2 centimeter stijging) de grootste. De toetspeilen op de Nieuwe Maas en de Nieuwe Waterweg stijgen fors als gevolg van de aangepaste faalkans van de Stormvloedkering in de Nieuwe Waterweg. Ter plekke van km 999 (Rotterdam) stijgt het toetspeil bij een herhalingstijd van jaar hierdoor bijvoorbeeld met 18 centimeter. Andere factoren spelen nauwelijks een rol. Op de Waal/ Boven Merwede treden lokaal grote verschillen op; 25 cm daling op km 952 en 22 cm daling op km 955. Hiervan kan orde 4 centimeter worden toegeschreven aan de invloed van NOP Noordwaard. De rest wordt in ongeveer gelijke mate veroorzaakt door gewijzigde afvoerverdeling en bodemgeometrie en ruwheid van de riviertakken. Direct benedenstrooms van het splitsingspunt treden op de Beneden- en Nieuwe Merwede dalingen op van orde centimeter. Ook hier spelen de gewijzigde profielen en aangepaste ruwheid een hoofdrol: ze zijn verantwoordelijk voor de helft van de verlaging. Daarnaast dalen de toetspeilen orde 5 centimeter als gevolg van de gewijzigde aanname met betrekking tot de afvoerverdeling over de Rijntakken. Op de Nieuwe Merwede zorgt de implementatie van maatregel Natuurontwikkelingsproject Noordwaard voor een verlagend effect van orde 7-8 centimeter ter plekke van km 971 (Kop van t Land). WL Delft Hydraulics 5 1

65 Op de Dordtsche Kil liggen de in deze studie herberekende toetspeilen volgens HR2001 en TMR2006 niet ver uit elkaar. Ter plekke van km 981 heeft aanpassing van de sluitsnelheid van de Haringvlietsluizen een effect van 3 centimeter daling. Op de Oude Maas is het effect van aanpassing van de faalkans van de Stormvloedkering goed merkbaar: ter plekke van km 1003 stijgt het toetspeil hierdoor nog met orde 7 centimeter bij een herhalingstijd van 4000 jaar. Daarnaast zorgt wijziging van geometrie en wrijving voor een lichte stijging van orde 2 centimeter. Op het bovenstroomse gedeelte van de Maas treden forse verschillen op tussen de herberekende peilen volgens HR2001 en TMR2006. Bij een herhalingstijd van 1250 jaar liggen de peilen op locaties km 203 en 230 volgens TMR2006 ongeveer 30 centimeter lager dan volgens HR2001. Van dit verschil is centimeter toe te schrijven aan gewijzigde profielen en ruwheid. Daarnaast daalt het toetspeil ongeveer 4-5 centimeter als gevolg van gewijzigde zijdelingse toestromingen. Bij deze resultaten gelden twee kanttekeningen. Allereerst dient er geverifieerd te worden dat de definitie van zijdelingse toestromingen in de database van de MHW processor correct is. Verder zijn de genoemde verschillen gebaseerd op SOBEK resultaten, terwijl de toetspeilen bovenstrooms van km 201 volledig met WAQUA berekend zijn. Verder benedenstrooms, op de Bergsche Maas, treedt hetzelfde effect op. Van de verlagingen van ongeveer 22 centimeter ter plekke van km 244 wordt ongeveer 16 centimeter veroorzaakt door gewijzigde profielen en ruwheid. Ook hier zorgt een wijziging in zijdelingse toestroming voor orde 4 centimeter daling. Ook hier geldt de kanttekening met betrekking tot de database van de MHW processor. Verder bleek in het TMR2006 per abuis het Wilhelminakanaal als laterale lozing te ontbreken. In de verschillende takken van de Biesbosch loopt het verschil tussen toetspeilen berekend op basis van de complete cyclus MHW berekeningen (3636) op tot orde 35 centimeter daling in het Steurgat. Hiervan blijkt 24 centimeter te worden veroorzaakt door een andere afhandeling van de windwrijving ( windluwtefactor ) in de SOBEK schematisaties. Het resterende gedeelte is toe te schrijven aan gewijzigde schematisatie van de Biesbosch zelf (3 centimeter), gewijzigde sluitsnelheid Haringvlietsluizen (7-11 centimeter) en aangepaste zijdelingse toestroming Maas (3 centimeter). Op de Amer (km 256) en het Hollandsch Diep (km 985) is het toetspeil in de herberekeningen niet gedaald. Op de Amer valt het wel op dat er sprake is van twee tegengestelde, ongeveer even grote effecten: 3 centimeter daling als gevolg van aangepaste sluitsnelheid van de Haringvlietsluizen, en 4 centimeter stijging als gevolg van de gewijzigde schematisatie van de Biesbosch. Op het Spui blijven de verschillen volgens de herberekeningen tussen HR2001 en TMR2006 beperkt tot orde 3 centimeter stijging bij een herhalingstijd van 4000 jaar. Er blijkt hier een aantal kleine factoren een rol te spelen. De grootste factoren zijn de aanpassing van de schematisaties van de riviertakken (4 centimeter stijging) en de Biesbosch (2 centimeter stijging), en aanpassing van de sluitsnelheid van de Haringvlietsluizen (4 centimeter daling). WL Delft Hydraulics 5 2

66 Op het Haringvliet blijven de verschillen tussen beide modellen beperkt tot 1 a 2 centimeter stijging. Toch is hier wel sprake van een aantal, tegengestelde, effecten van redelijk grote omvang. Als gevolg van de versnelde sluiting van de Haringvlietsluizen daalt het toetspeil bij een herhalingstijd van 4000 jaar orde 8 centimeter. Dit wordt onder meer gecompenseerd door aangepaste schematisatie van de riviertakken (5 á 6 centimeter stijging) en aangepaste faalkans van de Stormvloedkering in de Nieuwe Waterweg (2 centimeter stijging). 5.2 Aanbevelingen De verschillen in de zijdelingse toestromingen tussen HR2001 en TMR2006 volgens de database van de MHW-processor lijken niet overeen te komen met de verschillen volgens het achtergrondrapport bij de TMR2006 (De Waal, 2007). Daarom wordt aanbevolen om te controleren of de zijdelingse toestromingen in de MHW processor correct zijn gedefinieerd, voor zowel HR2001 als TMR2006. TMR2006 is waarschijnlijk berekend zonder zijdelingse toestroming vanuit het Wilhelminakanaal, aangezien deze knoop in het SOBEK model geheel ontbreekt. Het verdient aanbeveling om het effect van deze fout op de Thermometerpeilen na te gaan. Net als eerdere studies, zoals bijvoorbeeld de systeemanalyse (De Deugd, 2007) en analyses in het kader van de PKB Ruimte Voor De Rivier, is deze studie uitgevoerd op basis van 108 sommen MHW analyses. Zoals beschreven in paragraaf 4.2.3, kunnen de verschillen in toetspeilen op basis van reeksen van 108 en 3636 sommen op sommige locaties aanzienlijk zijn, vooral voor HR2001. Er wordt aanbevolen om nader onderzoek te verrichten naar de oorzaken van deze verschillen. WL Delft Hydraulics 5 3

67 6 Referenties De Deugd, H., Analyse watersysteem Rijn-Maasmonding gevoeligheidsanalyse. RIZA werkdocument Duits, M.T., Testrapport Hydra-B uitsplitsingen. HKV rapport PR 813. HKV Lijn in Water. Duits, M.T., 2005a. Gebruikershandleiding Hydra-B Versie 3.3. HKV-rapport PR1007. Duits, M.T., Waterman, R.P., Lammers, I.B.M., 2005b. Thermometerrandvoorwaarden 2006 voor Beneden-rivierengebied, Waal, Nederrijn en Bedijkte Maas. HKV-rapport + spreadsheet PR Duits, M.T., Bevindingen zeespiegelstijging. HKV memo PR HKV Lijn in Water. Duits, M.T., Waterman, R.P., Thermometerrandvoorwaarden 2006 Beneden-rivierengebied. HKV-rapport PR Geerse, C.P.M., Hydraulische Randvoorwaarden Afvoerstatistiek en overige statistische invoer Hydra-B. RIZA werkdocument x. Hartman, M.R., Termes, A.P.P., Udo, J., SOBEK-model Noordelijk Deltabekken - Nieuwe Merwede, Beneden Merwede en de Brabantse Biesbosch. HKV rapport PR 499. HKV Lijn in Water. Van der Klis, H., Markus, A.A., MHW-processor versie 3.1. Gebruikershandleiding. WL rapport Q Mol, A.C.S., Morfologische gevolgen van rivierverruimende maatregelen langs de Merweden. Opzet en toepassing van een SOBEK-model. Afstudeerverslag. Van Velzen, E.H., Scholten, M.J.M., Beyer, D., Achtergrondrapport HR 2006 voor de Rijn - Thermometerrandvoorwaarden Rijkswaterstaat RIZA. Verschelling, E. et al., PKB Ruimte voor de rivier Hydraulische effectbepaling. WL rapport Q3244. De Waal, J.P., Achtergrondrapport bij de TMR2006 voor de Benedenrivieren. Rijkswaterstaat RIZA, afdeling WRV. Van der Veen, R., Calibratie riviertakken in NDB-model. Rijkswaterstaat RIZA. Memo. Van Zetten, J.W., Een SOBEK-model van het Noordelijk Deltabekken kalibratie en verificatie. RIZA werkdocument X. Van Zetten, J.W., Gevolgen van de overgang van SOBEK-versie 2.50 naar SOBEK-versie 2.51 en de gevolgen van de overgang van SOBEK-versie 2.50 naar SOBEK-versie Van Zetten, J.W., De Deugd, H., Onderzoek naar de profielen in de SOBEK-schematisatie Problemen bij sterke zijdelingse uitbreiding stroomvoering. RIZA werkdocument X. Van Zetten, J.W., 2005a. B&O SOBEK-NDB. Vergelijking modellen NDB1_0_0 en RVWB2006. RIZA werkdocument X. WL Delft Hydraulics 6 1

68 Van Zetten, J.W., 2005b. B&O SOBEK-NDB Jaarsom Verificatie van de waterstanden. RIZA werkdocument X WL Delft Hydraulics 6 2

69 A Vergelijking van schematisaties Tabel A.1 en Figuur A.1 tot en met Figuur A.9 geven een overzicht van de consequenties van de schematisatieverschillen voor de parameters die de afvoercapaciteit (conveyance) van een riviertak bepalen, te weten: 1. stroomvoerend oppervlak A ; 2. hydraulische straal R; en 3. hydraulische ruwheid, gegeven als Chézy-waarde. De tabel geeft aan dat er alleen voor alle takken ten oosten van de lijn Krimpen aan de Lek, Dordrecht en Moerdijk verschil is in de profielen en hydraulische straal. In deze takken en op de Noord, Oude Maas, het Hartelkanaal en het Calandkanaal is ook sprake van een verschil in hydraulische ruwheid. De figuren geven aan dat in het oostelijke deel van het TMR2006 model de Chézy-waarden een veel gelijkmatiger verloop vertonen met realistischer waarden dan in het HR2001 model, waar de ruwheid is gebruikt als een empirische calibratieparameter voor de reproductie van waterstanden. Alleen op de riviertakken Hollandsche IJssel, Nieuwe Maas, Nieuwe Waterweg, Dordtsche Kil, Spui, Hollandsch Diep beneden de monding van de Dordtsche Kil en het Haringvliet is geen sprake is van een verschil in de parameters die de afvoercapaciteit bepalen. Dit is ook af te lezen uit de laatste kolom van de tabel, waarin de capaciteit van de riviertakken, bepaald als CA s R 1/2, staat weergegeven. De laatste kolom geeft aan dat in model TMR2006 de capaciteit van de Beneden Merwede is toegenomen terwijl die van de Nieuwe Merwede is afgenomen. In het TMR2006 model wordt dus meer Waalwater via de Beneden Merwede afgevoerd dan in het HR2001 model dat vervolgens meer richting Oude Maas stroomt ten koste van de Noord dan voorheen. WL Delft Hydraulics A 1

70 Tabel A.1 Stroomvoerend oppervlak, hydraulische straal, Chézy-waarde en capaciteit van de riviertakken in het model TMR2006 in vergelijking met model HR2001 Riviertak Km Verschil (m) van tot A s R Chézywaarde Lek /- Hollandsche IJssel Nieuwe Maas Nieuwe Waterweg Waal /- Boven Merwede / /- Beneden Merwede /- +/- + + Wantij Noord Nieuwe Merwede / Oude Maas Dordtsche Kil Spui Hartelkanaal Calandkanaal Maas Bergsche Maas Amer Afgedamde Maas /- Biesbosch / Hollandsch Diep /-/ Haringvliet Cap Stroomvoerend profiel Lek-Nieuwe Maas-Nieuwe Waterweg 9000 Stroomvoerend profiel (m 2 ) HR2001-totaal HR2001-rivier TMR2006-totaal TMR2006-rivier Rkm Lek-Nieuwe Maas-Nieuwe Waterweg Figuur A.1 Stroomvoerend oppervlak op het traject Lek-Nieuwe Maas-Nieuwe Waterweg in HR2001 en TMR2006 WL Delft Hydraulics A 2

71 Hydraulische straal Lek-Nieuwe Maas-Nieuwe Waterweg 16 Hydraulische straal (m) HR2001-totaal HR2001-rivier TMR2006-totaal TMR2006-rivier Rkm Lek-Nieuwe Maas-Nieuwe Waterweg Figuur A.2 Hydraulische straal op het traject Lek-Nieuwe Maas-Nieuwe Waterweg in HR2001 en TMR2006 Chezy-waarde Lek-Nieuwe Maas-Nieuwe Waterweg 110 Chezy-waarde (m 1/2 /s) HR2001-totaal HR2001-rivier TMR2006-totaal TMR2006-rivier Rkm Lek-Nieuwe Maas-Nieuwe Waterweg Figuur A.3 Chézy-waarde op het traject Lek-Nieuwe Maas-Nieuwe Waterweg in HR2001 en TMR2006 WL Delft Hydraulics A 3

72 Stroomvoerend profiel Waal-Boven Merwede-Beneden Merwede en Noord Stroomvoerend profiel (m 2 ) HR2001-totaal HR2001-rivier TMR2006-totaal TMR2006-rivier Rkm Waal-BoM-BeM-Noord Figuur A.4 Stroomvoerend oppervlak op het traject Waal-Boven Merwede-Beneden Merwede-Noord in HR2001 en TMR2006 Hydraulische straal Waal-Boven Merwede-Beneden Merwede-Noord HR2001-totaal HR2001-rivier TMR2006-totaal TMR2006-rivier Hydraulische straal (m) Rkm Waal-BoM-BeM-Noord Figuur A.5 Hydraulische straal op het traject Waal-Boven Merwede-Beneden Merwede-Noord in HR2001 en TMR2006 WL Delft Hydraulics A 4

73 Chezy-waarde Waal-Boven Merwede-Beneden Merwede-Noord 100 Chezy-waarde (m 1/2 /s) HR2001-totaal HR2001-rivier TMR2006-totaal TMR2006-rivier Rkm Waal-BoM-BeM-Noord Figuur A.6 Chézy-waarde op het traject Waal-Boven Merwede-Beneden Merwede-Noord in HR2001 en TMR2006 Stroomvoerend profiel Maas-Bergsche Maas-Amer Stroomvoerend profiel (m 2 ) HR2001-totaal HR2001-rivier TMR2006-totaal TMR2006-rivier Rkm Maas-BM-Amer Figuur A.7 Stroomvoerend oppervlak op het traject Maas-Bergsche Maas-Amer in HR2001 en TMR2006 WL Delft Hydraulics A 5

74 Hydraulische straal Maas-Bergsche Maas-Amer 14 HR2001-totaal 12 HR2001-rivier TMR2006-totaal TMR2006-rivier 10 Hydraulische straal (m) Rkm Maas-BM-Amer Figuur A.8 Hydraulische straal op het traject Maas-Bergsche Maas-Amer in HR2001 en TMR2006 Chezy-waarde Maas-Bergsche Maas-Amer HR2001-totaal HR2001-rivier TMR2006-totaal TMR2006-rivier Chezy waarde (m 1/2 /s) Rkm Maas-BM-Amer Figuur A.9 Chézy-waarde op het traject Maas-Bergsche Maas-Amer in HR2001 en TMR2006 WL Delft Hydraulics A 6

75 B Uitsplitsingen Biesbosch Steurgat km 964 Model HR2001, 108 sommen HYDRA-B Versie: november 2004 Naam gebruiker = versche Datum berekening = :33:32 Rand2001-database = HR2001_JvZ_midOPL.mdb Voor de afvoerstatistiek is gebruik gemaakt van de RIJN-statistiek Locatie = Biesbosch Steurgat km 964 X-coördinaat = (m) Y-coördinaat = (m) Faalmechanisme = Waterstand Frequentie: Waterstand: 1/ (m+nap) 1/ (m+nap) 1/ (m+nap) 1/ (m+nap) 1/ (m+nap) U heeft een waterstand, hydraulisch belastingniveau of een benodigde kruinhoogte berekend. Voor de toetsing kunnen nog toeslagen van toepassing zijn. Zie hiervoor het Voorschrift Toetsen op Veiligheid (VTV) en het Randvoorwaardenboek Illustratiepunten inclusief Rosenblatt-transformatie: Locatie = Biesbosch Steurgat km 964 (119744,423059) Faalmechanisme = Waterstand Waterstand = 3.00 (m+nap) Herhalingstijd = 2000 (jaar) Overschrijdingsfrequentie = 5.00E-04 (per jaar) Beide keringen geopend r m MM q Rijn q Maas u waterst ov. freq ov. freq m+nap m³/s m³/s m/s m+nap *0.001/whj % N NNO NO ONO O OZO ZO ZZO Z ZZW ZW WZW W WNW NW NNW som Beide keringen gesloten r m MM q Rijn q Maas u waterst ov. freq ov. freq m+nap m³/s m³/s m/s m+nap *0.001/whj % N NNO NO ONO WL Delft Hydraulics B 1

76 O OZO ZO ZZO Z ZZW ZW WZW W WNW NW NNW som Open keringen Gesloten keringen (bijdrage aan ov.freq 16.6%) (bijdrage aan ov.freq 83.4%) windrichting r (bijdrage aan ov.freq) WNW ( 4.2%) NW (32.0%) zeewaterstand Maasmond m [m+nap] Rijnafvoer q te Lobith [m³/s] Maasafvoer q te Lith [m³/s] potentiële windsnelheid u [m/s] lokale waterstand h [m+nap] Model HR2001, 3636 sommen HYDRA-B Versie: november 2004 Naam gebruiker = versche Datum berekening = :29:24 Rand2001-database = rand3.mdb Voor de afvoerstatistiek is gebruik gemaakt van de RIJN-statistiek Locatie = Biesbosch Steurgat km 964 X-coördinaat = (m) Y-coördinaat = (m) Faalmechanisme = Waterstand Frequentie: Waterstand: 1/ (m+nap) 1/ (m+nap) 1/ (m+nap) 1/ (m+nap) 1/ (m+nap) U heeft een waterstand, hydraulisch belastingniveau of een benodigde kruinhoogte berekend. Voor de toetsing kunnen nog toeslagen van toepassing zijn. Zie hiervoor het Voorschrift Toetsen op Veiligheid (VTV) en het Randvoorwaardenboek Illustratiepunten inclusief Rosenblatt-transformatie: Locatie = Biesbosch Steurgat km 964 (119744,423059) Faalmechanisme = Waterstand Waterstand = 3.30 (m+nap) Herhalingstijd = 2000 (jaar) Overschrijdingsfrequentie = 5.00E-04 (per jaar) Beide keringen geopend r m MM q Rijn q Maas u waterst ov. freq ov. freq m+nap m³/s m³/s m/s m+nap *0.001/whj % N NNO NO ONO O OZO WL Delft Hydraulics B 2

77 ZO ZZO Z ZZW ZW WZW W WNW NW NNW som Beide keringen gesloten r m MM q Rijn q Maas u waterst ov. freq ov. freq m+nap m³/s m³/s m/s m+nap *0.001/whj % N NNO NO ONO O OZO ZO ZZO Z ZZW ZW WZW W WNW NW NNW som Open keringen Gesloten keringen (bijdrage aan ov.freq 16.9%) (bijdrage aan ov.freq 83.1%) windrichting r (bijdrage aan ov.freq) WZW ( 9.2%) W (32.0%) zeewaterstand Maasmond m [m+nap] Rijnafvoer q te Lobith [m³/s] Maasafvoer q te Lith [m³/s] potentiële windsnelheid u [m/s] lokale waterstand h [m+nap] WL Delft Hydraulics B 3

78 C Detailanalyse effect aangepaste schematisatie Om de in paragraaf 4.3 beschreven effecten van verschillen in de modellen op de toetspeilen nader te onderzoeken is een aantal simulaties uitgevoerd met de modellen HR2001 en TMR2006 voor randcondities die bepalend zijn voor specifieke locaties. Deze combinaties van randvoorwaarden zijn gebaseerd op met Hydra-B uitgesplitste randvoorwaarden volgens de methode beschreven in Duits (2004). De resultaten worden, in tegenstelling tot de eerder beschreven MHW analyses, gevisualiseerd door middel van grafieken met waterstanden per rivierkilometer per tak. Doelstelling van deze detailanalyse is om de geconstateerde verschillen in toetspeilen in meer detail te koppelen aan verschillen in schematisatie. De volgende sets van randvoorwaarden zijn gebruikt: 1. Set 1: 1.a Boven rand: Q Hagestein = 3798 m 3 /s, Q Tiel = m 3 /s, Q Lith = 3974 m 3 /s (de afvoer op de Waal en de Lek refereert aan een afvoer bij Lobith van Q= m 3 /s; voor de Maas benadert het debiet de nieuwe 1/1250 afvoer bij Borgharen van 4000 m 3 /s) 1.b Maasmonding en Haringvliet: h = 0 m+nap 1.c Wind: geen 2. Set 2, overeenkomend met maatgevende condities op de Nieuwe Merwede: 2.a Bovenrand Q Hagestein = 3382 m 3 /s, Q Tiel = m 3 /s, Q Lith = 3504 m 3 /s (volgens vrije afvoerverdeling die voor TMR2006 is toegepast bij QLobith = m 3 /s) 2.b Laterale toestroming zoals voor TMR c Maasmonding en Haringvliet: h = getij met opzet zoals voor TMR d Wind: geen Simulatie met Set 1 Set 1 benadert door de keuze van de constante benedenrand op NAP de maatgevende condities voor de Maas, Bergsche Maas en de bovenloop van de Amer. De resultaten zijn weergegeven in Figuur C.1. De figuur geeft aan dat op het traject van km 215 op de Maas tot km 258 op de Amer de berekende waterstandsverschillen de waargenomen verschillen tussen de toetspeilen volgens HR2001 en TMR2006 volledig dekken. De verschillen in de toetspeilen worden dus veroorzaakt door verschillen in schematisatie en ruwheid. De afwijkingen bovenstrooms km 215 zijn niet relevant daar voor dat traject WAQUAresultaten bepalend zijn. De afwijkingen benedenstrooms van km 258 zijn een gevolg van de gehanteerde constante lage benedenwaterstand, die niet bepalend is voor de toetspeilen ter plaatse. WL Delft Hydraulics C 1

79 Maas en Amer: TMR2006-HR /1250 1/2000 Set-1 TMR2006-HR2001 (m) Rkm Maas/Amer Figuur C.1 Verschilanalyse waterstanden op de Maas, Bergsche Maas en Amer voor randvoorwaarden Set 1 met model HR2001 en model TMR2006 in vergelijking verschillen in de toetspeilen berekend voor HR2001 en TMR Simulatie met Set 2 De randvoorwaarden die in Set 2 zijn gehanteerd benaderen de condities voor toetspeilen in het overgangsgebied. De resultaten voor de Lek, het traject Waal-Boven Merwede-Beneden Merwede, de Nieuwe Merwede en het Wantij zijn weergegeven in Figuur C.2 t/m Figuur C.5. Zoals blijkt uit Figuur C.2 wordt op de Lek het waargenomen verschil in toetspeilen vanaf km 965 tot nabij de monding vrijwel volledig gereproduceerd door de gehanteerde randvoorwaarden van Set 2. Dit geeft aan dat de geconstateerde verschillen vooral een gevolg zijn van de veranderingen in de schematisatie. Merk overigens op dat de WAQUAresultaten bepalend zijn op dit traject. WL Delft Hydraulics C 2

80 0.15 Lek: TMR2006-HR /1250 1/2000 Set TMR2006-HR2001 (m) Rkm Lek Figuur C.2 Verschilanalyse waterstanden op de Lek voor randvoorwaarden Set 2 met model HR2001 en model TMR2006 in vergelijking verschillen in de toetspeilen berekend voor HR2001 en TMR Figuur C.3 en Figuur C.4 laten zien dat de geconstateerde verschillen in de toetspeilen op de benedenloop van de Waal en op de Merweden eveneens vrijwel volledig kunnen worden toegeschreven aan de gewijzigde schematisatie en hydraulische ruwheid Waal-BoM-BeM-Noord: TMR2006-HR /1250 1/2000 1/4000 Sim TMR2006-HR2001 (m) Rkm Waal-BoM-BeM-Noord Figuur C.3 Verschilanalyse waterstanden op het traject Waal-Boven Merwede-Beneden Merwede voor randvoorwaarden Set 2 met model HR2001 en model TMR2006 in vergelijking verschillen in de toetspeilen berekend voor HR2001 en TMR WL Delft Hydraulics C 3

81 Nieuwe Merwede /2000 Set TMR2006-HR2001 (m) Rkm Nieuwe Merwede Figuur C.4 Verschilanalyse waterstanden op de Nieuwe Merwede voor randvoorwaarden Set 2 met model HR2001 en model TMR2006 in vergelijking verschillen in de toetspeilen berekend voor HR2001 en TMR Tenslotte kunnen bovenstaande conclusies voor de Merweden t.a.v. verschillen in schematisatie worden doorgetrokken naar het Wantij zoals in Figuur C.5 is aangegeven. Weliswaar zijn de verschillen uit de simulatie orde 1 dm groter dan de verschillen in de toetspeilen, maar de trend is identiek. Wantij: TMR2006-HR /2000 Set-2 TMR2006-HR2001 (m) Rkm Wantij Figuur C.5 Verschilanalyse waterstanden op het Wantij voor randvoorwaarden Set 2 met model HR2001 en model TMR2006 in vergelijking verschillen in de toetspeilen berekend voor HR2001 en TMR WL Delft Hydraulics C 4

82