Rapportage hydraulisch en morfologisch onderzoek DO Elst

Transcriptie

1

2 2 9 maart 2012 versie2a

3 Document historie Revisienummer. Revisie datum Aanpassingen 0a 24 oktober 2011 Eerste concept 0b 12 december 2011 Tweede concept 0c 15 december 2011 Opmerkingen DJZ verwerkt. 1a 23 december 2011 Alle opmerkingen verwerkt, ter publicatie 1b 5 maart 2012 Opmerkingen OG verwerkt 1c 8 maart 2012 Tweede versie, opmerkingen PM, OM en TM verwerkt 2a 9 maart 2012 Definitief 3 9 maart 2012 versie2a

4 Inhoudsopgave 1 Inleiding Leeswijzer Rivierkundig beoordelingskader Werkproces Uitgangspunten en randvoorwaarden bij de berekeningen Herhalingsberekeningen Locatie Elst Huidige situatie Geometrie Beheer Instroomgedrag Morfologie en scheepvaart Autonome ontwikkeling De maatregel/variant Hoe ziet de ingreep eruit? Effecten van de maatregel Elst Waterstand effect op de as van de rivier (rivierkundig beoordelingskader aspect 1.1) Beheerruimte Waterstandeffect in de uiterwaard en nabij de bandijk/hoge gronden (aspect 1.2) Effect op de afvoerverdeling (aspect 1.3 en 1.4) Gevolgen voor overstromingsfrequentie (aspect 2.1) Scheepvaart (dwarsstroming, aspect 2.3) Morfologie: erosie en sedimentatie (aspect 3.1 en 3.2) Aanzanding en erosie van het zomerbed Aanzanding en erosie van de uiterwaard Samengevat Conclusies en aandachtspunten Aandachtspunten Referenties...30 Bijlagen: 1. Overzicht schematisaties en berekeningen Elst 2. Conversietabel NDT naar ruw_code 3. Overzicht invoer WAQUA-berekeningen per afvoer 4. 2d-figuren m 3 /s 5. 2d-figuren m 3 /s 6. Methode dwarsstroming 7. Rapportage morfologische analyse 4 9 maart 2012 versie2a

5 1 Inleiding In het kader van Ruimte voor de Rivier worden 4 maatregelen langs de Nederrijn uitgevoerd. Deze maatregelen liggen in de volgende uiterwaarden: 1. Elst 2. Doorwerthse waarden 3. Middelwaard 4. De Tollewaard Alle maatregelen hebben een individuele rivierkundige werktaakstelling meegekregen. Deze werktaakstellingen zijn als volgt: Ingreep Werktaakstelling Locatie (rkm) Elst 5,0 cm 916,0 917,0 Doorwerthse Waarden 3,0 cm 892,2-893,2 Middelwaard 3,0 cm 907,2-908,2 De Tollewaard 7,0 cm 910,7-911,7 Tabel 1 Werktaakstelling en locatie per maatregel In voorliggende rapportage wordt ingegaan op de rivierkundige aspecten van de maatregel Elst. Voordat de maatregel daadwerkelijk kan worden uitgevoerd, is op basis van een voorkeursvariant (VKV) en bijbehorende vraagspecificaties [ref 1] een aanbiedingsontwerp gemaakt. Vervolgens is het ontwerp verder uitgewerkt via een Voorlopig Ontwerp (VO) tot een Definitief Ontwerp (DO). In de ontwerpnota is het ontwerp uitgebreid beschreven. In voorliggend document worden de hydraulische en morfologische aspecten van het DO besproken. Deze aspecten komen overeen met de aspecten genoemd in het rivierkundig beoordelingskader [ref 2]. Met behulp van het 2D-stromingsmodel WAQUA-in-SIMONA (WAQUA) zijn voor het DO hydraulische berekeningen uitgevoerd. Op basis van de resultaten worden de aspecten van het rivierkundig beoordelingskader beoordeeld. Hierbij wordt ingegaan op veiligheid, hinder en schade en morfologie. 1.1 Leeswijzer Allereerst wordt in hoofdstuk 2 kort ingegaan op de beoordelingsaspecten uit het rivierkundig beoordelingskader. Daarna wordt in hoofdstuk 3 de gevolgde aanpak om tot de beoordeling van de verschillende aspecten te komen beschreven. Voordat de verschillende aspecten uit het rivierkundig beoordelingskader worden beoordeeld (hoofdstuk 5) wordt in hoofdstuk 4 eerst kort ingegaan op de locatie Elst, waarbij in paragraaf 4.1 de huidige situatie van Elst staat beschreven en in paragraaf 4.2 het DO. In hoofdstuk 6 staan de conclusies. 5 9 maart 2012 versie2a

6 MORFOLOGIE HINDER/SCHADE VEILIGHEID Rapportage hydraulisch en morfologisch onderzoek DO Elst 2 Rivierkundig beoordelingskader In onderstaande tabel worden de verschillende beoordelingsaspecten genoemd met bijbehorend criterium. Te beoordelen effect Criterium 1.1 Maatregel in stroomvoerend deel rivier: MHW stand op de Stroomvoerend: geen waterstandsverhoging (bij as van de rivier m³/s Boven-Rijn)/realiseren van de werktaakstelling Maatregel in bergend deel rivier: volume waterberging 1 Bergend: geen vermindering bergend volume 1.2 MHW stand buiten as van de rivier Toename waterstand (bij m³/s Boven-Rijn) 1.3 Afvoerverdeling bij MHW (bij Pannerdensche Kop en Project binnen enkele km splitsing: verandering IJsselkop) afvoerverdeling < 5 m³/s bij Boven-Rijn afvoer van m³/s Project verder weg: geen verandering waterstand bij splitsing 1.4 Afvoerverdeling bij normaal hoogwater (bij Pannerdensche Verandering afvoerverdeling < 20 m³/s bij Boven-Rijn Kop en IJsselkop) afvoer van m³/s 2.1 Waterstanden en/of inundatiefrequentie van de uiterwaard Verandering waterstanden en/of inundatiefrequentie bij afvoeren die afhankelijk zijn van lokale omstandigheden. Standaard is Boven-Rijn afvoer van m³/s, plus vaak ook de Boven-Rijn afvoer van m³/s 2.2 Stroombeeld in de uiterwaard Verandering grootte en richting stroomsnelheden bij Boven-Rijn afvoer van m³/s 2.3 Stroombeeld in hoofdgeul bij de aan- en aftakking van nevengeul Bankfull afvoer nevengeul < 50 m³/s: dwarsstroming vaarweg 0,3 m/s Bankfull afvoer nevengeul > 50 m³/s: dwarsstroming vaarweg 0,15 m/s 2.4 Afvoerverdeling bij normaal hoogwater Verandering afvoerverdeling bij Boven-Rijn afvoer van m³/s 2.5 Afvoerverdeling bij lage afvoeren Afwijking afvoerverdeling < 1 m³/s bij Boven-Rijn afvoer van 1020 m³/s (OLR) 3.1 Aanzanding en erosie van het zomerbed (+ oevers) Bij erosie: - geen verlaging gemiddelde bodemligging; - geen oevererosie; - beperkte ontgronding bij constructies per hoogwater; Bij sedimentatie: - geen vermindering vaargeulafmetingen bij lage tot gemiddelde rivierafvoeren; - geen verhoging MHW op lange termijn; In het algemeen: - beperkte hinder door baggeren en/of terugstorten en behouden veiligheid scheepvaartverkeer; - geen onacceptabele terugschrijdende erosie of sedimentatie i.v.m. risico verandering afvoerverdeling bij MHW of OLR. 3.2 Aanzanding en erosie van uiterwaard en nevengeulen Bij sedimentatie: - beperkte sedimentatie t.o.v. beheerskosten; Bij erosie: - geen ongewenste zijdelingse verplaatsing van de nevengeul / nevengeul minimaal m van waterkering / geen bodemerosie langs waterkering; - stroomsnelheid nevengeul bankfull < 0,3 m/s; geen bodemerosie langs waterkering Tabel 2 beoordelingsaspecten en criteria uit het rivierkundig beoordelingskader [ref 2] Op basis van berekeningsresultaten worden voor het DO de effecten beoordeeld op de hierboven genoemde criteria. 1 Op de Rijntakken worden alle uiterwaarden als stroomvoerend beschouwd. Dit criterium speelt op de Nederrijn dus geen rol. 6 9 maart 2012 versie2a

7 3 Werkproces Om de hydraulische en morfologische aspecten te kunnen beoordelen zijn hydraulische berekeningen uitgevoerd met het 2D-stromingsmodel WAQUA. De onderliggende schematisaties zijn opgebouwd met behulp van Baseline (gebaseerd op ArcGis). De volgende stappen zijn doorlopen: 1. Het Civil 3d ontwerp is omgezet naar GIS; 2. Het GIS-ontwerp is geschematiseerd in de vorm van een Baseline-maatregel (nr_elstdo_a2 2 ) en m.b.v. de maatregelen-mixer (tool in Baseline) opgenomen in de basisschematisatie; 3. Met behulp van Baseline (Baswaq) is de Baseline-schematisatie geconverteerd naar WAQUAinvoerbestanden; 4. Controle van de Baseline-schematisatie (door Claudia Michels, zie mapje metainfo van de Baseline-maatregel); 5. Uitvoeren van WAQUA-simulaties op rekencluster van Agtersloot Hydraulisch Advies; 6. Analyse van de resultaten wat betreft hydraulische en morfologische effecten. Aan het tot stand komen van het DO is een ontwerpproces vooraf gegaan waarbij het ontwerp diverse malen, op basis van wensen vanuit de omgeving, ruimtelijke kwaliteit en berekeningsresultaten, is geoptimaliseerd en aangepast. Uiteindelijk heeft dit geleid tot het DO. In deze rapportage wordt een aantal belangrijke optimalisaties genoemd. De beoordeling betreft echter alleen het uiteindelijke DO. Nadat het DO is ingediend ter beoordeling zijn door de opdrachtgever opmerkingen gemaakt welke doorgevoerd moeten worden in het DO. Daarnaast zijn er adviezen, aandachtspunten en vragen gegeven c.q. gesteld. De noodzakelijk te verwerken opmerkingen zijn voor zover van toepassing in voorliggende rapportage verwerkt. Dit geldt ook voor de meeste adviezen. Het DO is derhalve gewijzigd ten opzichte van het DO dat is ingediend ter acceptatie. Voor de wijzigingen zijn wat morfologie betreft extra berekeningen gemaakt. Voor de overige wijzigingen is op basis van expert judgement bepaald wat de consequenties zijn. Hiervoor zijn dus geen aanvullende berekeningen gemaakt. De belangrijkste wijzigingen voor Obstakelverwijdering Elst als gevolg van de review door de opdrachtgever op het ter acceptatie ingediende DO welke van toepassing zijn voor hydraulica en morfologie betreffen: De aanlegsteiger is één kribvak stroomopwaarts verplaatst waardoor de afstand tot de vaargeul groter is geworden. Bepalen van de aanzanding in het zomerbed als gevolg van de ingreep. Dit is gedaan m.b.v. WAQMORF. Er is onderzocht of er wordt voldaan aan de gegarandeerde vaardiepte van 3,5 m en de breedtegemiddelde vaardiepte van 4,9 m (bij een Bovenrijn-afvoer van m3/s). Op basis van de resultaten is het baggerbezwaar bepaald. Omdat obstakelverwijdering Elst één van de 4 maatregelen Nederrijn is, is ook een pakketberekening uitgevoerd. De effecten van deze gecombineerde berekening zijn bij de betreffende paragrafen opgenomen. Voor de locaties waar de dwarsstroming niet binnen de gestelde norm valt, zijn mitigerende maatregelen onderzocht. Deze zijn echter niet doorgerekend met WAQUA. De beheerruimte is beter in beeld gebracht. 3.1 Uitgangspunten en randvoorwaarden bij de berekeningen Voor de Baseline schematisatie en hydraulische berekeningen gelden de volgende uitgangspunten en randvoorwaarden: Gebruikte software/rekenapparatuur: - Baseline versie 3.31-PKB - WAQUA-versie Gemaakte keuzes bij het schematiseren zijn opgenomen in het metadata-document welke te vinden is in het mapje metainfo van de maatregel. 7 9 maart 2012 versie2a

8 Randvoorwaarden berekeningen: - Er is gebruik gemaakt van een deelmodel van het Rijntakken-model gelijk aan het deelmodel van HKV uit eerdere studies [ref 3]. Het deelmodel beschrijft de rivier van rkm 880,8 op de Nederrijn tot rkm 988,6 op de Lek. - Een afvoer van m 3 /s op de Nederrijn, wat overeenkomt met een Bovenrijn-afvoer van m 3 /s. Voor een aantal situaties is ook met lagere afvoeren gerekend. Dit wordt in de tekst verder toegelicht. - Op de benedenrand (Krimpen a/d Lek) is een vaste waterstand van 1,54 m +NAP opgelegd. Gebruikte referentiemodel: - Baseline schematisatie Simona_PKB_3_ Herhalingsberekeningen Voordat de effecten van de maatregelen zijn bepaald zijn eerst reproductieberekeningen uitgevoerd. Het doel van deze berekeningen is om de kwaliteit en betrouwbaarheid van het gebruikte rekencluster (AHA) aan te tonen. Hiervoor zijn 5 berekeningen uitgevoerd. Ten eerste voor de referentiesituatie simona_pkb_3_4 en daarnaast voor elke locatie de oorspronkelijke PKB-maatregel. Uit deze exercitie blijkt dat de berekeningen vergelijkbare resultaten opleveren en dat de uitkomsten betrouwbaar zijn. Een uitgebreide beschrijving van de berekeningen is te vinden in het rapport Reproductieberekeningen 4 maatregelen Nederrijn [ref 5]. 3 In overleg met PDR en RWS-projecten is besloten dat de AO-maatregelen, die in een eerdere fase van het project (HKV/Witteveen+Bos) in de referentie zijn opgenomen, op een andere manier meegenomen moeten worden dan staat vermeld in het memo memo hydraulica.pdf (bindend document *ref 4+, modellenoverleg Koen Wouters d.d. 21 september 2011 ). Dit betekent dat voor alle locaties Simona_PKB_3_4 als referentie gebruikt wordt [ref 5]. 8 9 maart 2012 versie2a

9 4 Locatie Elst 4.1 Huidige situatie De locatie Elst ligt langs de Nederrijn op de rechteroever ter hoogte van rkm 917 en grenst aan bovenstroomse zijde aan de Elster Buitenwaarden en aan benedenstroomse zijde aan de Amerongse Bovenpolder. Door de maatregel Elst worden de Elster Buitenwaarden verbonden met de Amerongse Bovenpolder Geometrie In de huidige situatie ligt een groot deel van het terrein op een hoogte van 8,5 tot 9,0 m +NAP. Dit is vrij hoog waardoor het in de praktijk zelden overstroomt. Daarnaast heeft dit hogere terrein een vergunning voor onbeperkte ophoging waardoor het in de rekenmodellen als hoogwatervrij is opgenomen (zie Figuur 2). In het verleden waren hier een steenfabriek en machinistenschool gevestigd. De Elster Buitenwaarden en de Amerongse Bovenpolder worden gescheiden van het zomerbed door een zomerkade. De hoogte van deze kade varieert van 8,0 tot 9,1 m +NAP waardoor de polders frequenter instromen dan het hoger gelegen terrein. Aan de noordzijde van het hoger gelegen terrein is een smal verbindingsgeultje aanwezig. Figuur 1 Bodemligging van de huidige situatie Elst (simona_pkb_3_4) Beheer Het terrein van de oude steenfabriek bestaat uit vast materiaal. Het is verder afgesloten voor publiek en er is in de loop van tijd allerlei wilgenopschot ontstaan. Doordat het terrein vrijwel hoogwatervrij ligt, is dat geen probleem voor de hoogwaterstanden tijdens lagere hoogwaters. Langs de oever van het zomerbed is de vegetatie kort (graslanden) en hier en daar zijn wat losse bomen te vinden. 9 9 maart 2012 versie2a

10 Figuur 2 Vegetatie/beheer van de huidige situatie Elst (simona_pkb_3_4) Instroomgedrag Omdat het steenfabrieksterrein vrij hoog ligt zal er in de praktijk alleen gedurende extreme omstandigheden water overheen stromen. De polders kunnen mogelijk gaan instromen als bij Lobith een waterstand van 14,90 m +NAP wordt bereikt. Op dat moment worden coupures in de zomerkaden geopend. De waterstand bij Elst is dan circa 7,70 m +NAP, gelijk aan de hoogte van de coupure (o.b.v. betrekkingslijnen 2010 [ref 6]). Het openen van de coupures bij deze waterstand is echter geen automatisme. Er wordt tevens gekeken of er nog was (toename) van de waterstand wordt verwacht. Als dit niet het geval is dan worden de coupures niet geopend. De overstromingsfrequentie ligt in de praktijk dus lager dan de theoretische overstromingsfrequentie van ongeveer 1 keer per 3 jaar (behorende bij de waterstand van 7,70 m +NAP). Afhankelijk van het moment van openen van de 4 coupures zal het water eerst via de Amerongse Bovenpolder instromen en via de geul van de oude steenfabriek de Elster Buitenwaarden bereiken. Bij hoger water zal ook via de zomerkade van de Elster Buitenwaarden en bovenstrooms via De Opslag het gebied instromen. Het steenfabrieksterrein en de machinistenschool (noordzijde van het fabrieksterrein) zelf zullen droge voeten houden Morfologie en scheepvaart De bodemligging van het zomerbed van de Nederrijn vertoont een dalende trend. In de huidige situatie zijn er daarom geen grote problemen te verwachten wat betreft morfologie (baggeren) en scheepvaart. Door aanleg van de maatregel Elst zal het stromingsgedrag veranderen en dit kan gevolgen hebben voor morfologie en scheepvaart Autonome ontwikkeling In de Elster Buitenwaarden is natuurontwikkeling toegepast door het graven van een strang (Figuur 3). Deze strang sluit aan op het geultje van de voormalige steenfabriek. Tussen de strang en de hogere gronden is een kade aangelegd ter bescherming van de bewoners. Deze kade sluit bovenstrooms aan op De Opslag en benedenstrooms op de hoge gronden maart 2012 versie2a

11 Figuur 3 Bodemligging van de autonome ontwikkeling (aanleg geul) in de Elster Buitenwaarden. 4.2 De maatregel/variant Voor de locatie Elst is in het kader van de PKB een maatregel en werktaakstelling vastgesteld. Bij de verdere uitwerking van de maatregel is in 2009 een Voorkeursvariant (VKV) vastgesteld [ref 1]. Dit VKV bestaat uit een aantal objecten (zie Tabel 3) en er is een vraagspecificatie opgesteld waarin de eisen zijn beschreven waaraan de maatregel moet voldoen. Op basis van deze uitgangspunten is het ontwerp van het VKV verder geoptimaliseerd. Hierbij is eerst een Voorlopig Ontwerp (VO) gemaakt dat vervolgens verder is uitgewerkt tot een Definitief Ontwerp (DO). De objecten van het VKV die van rivierkundig belang zijn, zijn in Tabel 3 in blauw weergegeven: Objectnr. Object Ooibos Laaggelegen weide Terp Hooggelegen boomweide Watergang en oevers Boomgaard Zomerkade Rivieroever Wegen en Paden Langzaamverkeersbrug Tabel 3 Objecten Elst [ref 1] 4 Aan het begin van het project is, door de opdrachtgever, besloten dat dit object niet uitgevoerd wordt 11 9 maart 2012 versie2a

12 Figuur 4 systeem- en objectgrenzen [ref 1] Door het verwijderen van een deel van het hoogwatervrije terrein (voormalige steenfabriek en machinistenschool) en het verlagen van de zomerkade kan er bij hoogwater meer water door de uiterwaard stromen. Verder wordt het beheer aangepast en wordt de watergang verbreed. Ook wordt de terp aan benedenstroomse zijde aangevuld en hierop wordt ooibos gesitueerd. De oever langs het zomerbed wordt verlaagd. Een uitgebreide beschrijving van de maatregel is te vinden in de ontwerpnota van Elst. Behalve bovenstaande ingrepen wordt ook de AO-maatregel 5 ten oosten van het voormalige hoogwatervrije terrein meegenomen in de variant. Dit is in overleg met de PDR besloten en wijkt af van het memo memo hydraulica.pdf *ref 4+. Omdat de maatregel Elst (VKV) veel waterstandsdaling realiseert en er geen grote risico s zijn wat betreft scheepvaart en morfologie is het VKV voor deze aspecten niet direct geoptimaliseerd. Wel hebben er een aantal optimalisaties plaatsgevonden waardoor het DO afwijkt van het VKV. Deze optimalisaties zijn: - Aanpassing van de toegangsweg naar de terp voor hulpdiensten. Deze is verplaatst van de westzijde van het gebied naar de oostzijde van de terp. - Aanpassing van de ligging van de watergang i.v.m. de aanwezigheid van de persleiding van HDSR aan de noordzijde van de watergang. - Minder verlagen van de zomerkade i.v.m. handhaven huidige overstromingsfrequentie. Hoogte is 8,1 m +NAP. Daarnaast is dit gunstig ten aanzien van morfologie. - Net ten zuiden van de hooggelegen boomweide blijft een bosje t.b.v. de nachtegaal bestaan. - Aan de westzijde van de hooggelegen boomweide wordt een poel aangelegd waar op het talud ooibos kan ontwikkelen. - Doordat een deel van het terrein aan de westzijde niet in eigendom is/komt, wordt hier niets gedaan. Hierdoor blijft dit deel op bestaand maaiveld liggen en wordt een minder groot oppervlak op 7,5 m +NAP aangelegd. - De passantensteiger was te dicht bij de vaargeul gesitueerd wat hinder oplevert voor de scheepvaart. Om deze reden is de steiger verplaatst naar het eerste bovenstrooms gelegen kribvak waardoor de afstand tot de vaargeul is toegenomen 6. Bovenstaande wijzigingen zijn meegenomen in het DO. 5 Hiervoor wordt gebruik gemaakt van de Baseline-maatregel nr_amerong_c1 die is gebaseerd op DTB-nat en door RWS-ON beschikbaar is gesteld; het betreft dus niet de maatregel die in een eerdere fase van het project gebruikt is. 6 Deze aanpassing is niet opgenomen in de hier beschreven berekeningen. Daarin staan de palen van de aanlegsteiger nog op de oude plaats. Omdat het effect van de twee palen beperkt is, is een wijziging in de berekende waterstandsverlagende effecten niet te verwachten en derhalve niet meer doorgerekend maart 2012 versie2a

13 Naar aanleiding van de opmerkingen op het ter acceptatie ingediende DO zijn hieraan toegevoegd 7 : - Verplaatsen van de passantensteiger Hoe ziet de ingreep eruit? In Figuur 5 is de bodemligging van de situatie met ingreep weergegeven. Figuur 5 Bodemligging van de variant Elst (elst_do1) De blauwe lijn in Figuur 5 geeft de omtrek van de ingreep aan. De zwarte lijnen zijn hoogteverschillijnen, kaden en kribben die als overlaten zijn meegenomen. Het terrein tussen de terp en de hoge gronden ligt op een hoogte van 7,5 m +NAP. In Figuur 6 is de kaart met vegetatiestructuurtypen opgenomen. Deze kaart is de inrichtingskaart. Figuur 6 Vegetatiekaart (vertaling van inrichtingskaart naar WAQUA) Elst met per vlak de ruw_code en vegetatiestructuurtype aangegeven De inrichtingskaart laat zien hoe de vegetatie er na de inrichting naar verwachting uit komt te zien. Hierbij is het grasland ten zuiden van de strang/watergang opgenomen als productie grasland. 7 Deze aanpassingen zijn niet meer opgenomen in de in dit rapport beschreven berekeningen. Omdat het verwachte effect beperkt zal zijn, is een wijziging in de berekende waterstandsverlagende effecten niet te verwachten maart 2012 versie2a

14 In de praktijk zal het er op neer komen dat de beheerder voor het begin van het hoogwaterseizoen het gras kort dient te maaien. Daarnaast is er de interventiekaart zoals deze in WAQUA (Figuur 7) is opgenomen. Deze geeft de vegetatiesituatie weer die maximaal haalbaar is als het gaat om ruwheden, waarbij de werktaakstelling wordt gerealiseerd. Bij de interventiekaart is, behalve ter plaatse van de zomerkade, het grasland ten zuiden van de strang/watergang opgenomen als natuurlijk grasland. Ruwere vegetatie is niet toelaatbaar. In de interventiekaart die opgenomen is in het beheerplan [Ref 8] zijn ook de vlakken waar de stroomsnelheid kleiner is dan 0,1 m/s aangemerkt als ooibos. Er wordt vanuit gegaan dat extra ruwheid op deze locatie geen invloed heeft op de waterstanden. Deze vlakken liggen op de hogere delen zoals op de terp en ter plaatse van de hooggelegen (boom)weide en in de luwte daarvan. Daarnaast is op de grens van de hooggelegen (boom)weide en de bebouwing van Elst, daar waar de stroomsnelheden kleiner zijn dan 0,1 m/s, een heg opgenomen in de interventiekaart van het beheerplan. Deze vlakken met ooibos en de genoemde heg zijn niet met WAQUA doorgerekend en zodoende niet in de vegetatiekaart van Figuur 7 opgenomen. Deze verschillen tussen de interventiekaart van het beheerplan en de met WAQUA doorgerekende interventiekaart hebben geen invloed op het behalen van de werktaakstelling. De inrichtingskaart / het ontwerp omvat minder begroeiing dan de situatie van de interventiekaart en geeft dan ook een grotere waterstandsverlaging. Het verschil tussen de inrichtingskaart en de interventiekaart is in feite de beheerruimte. Deze kan uitgedrukt worden in millimeter waterstandverschil. Figuur 7 Interventiekaart Elst zoals opgenomen in WAQUA 14 9 maart 2012 versie2a

15 Voor elk object van de objectenkaart (Figuur 4) is in de vraagspecificatie [ref 1] een Natuurdoeltype (NDT) aangegeven. Om deze natuurdoeltypen om te zetten naar ruwheden voor WAQUA (in de vorm van ruw_codes) is een conversietabel gemaakt (bijlage 2 [ref 7]). Hierbij is op basis van de lokale omstandigheden bekeken welke ecotopen/vegetatiestructuurtypen met de diverse NDT's overeenkomen: Natuurdoeltype (NDT) Vegetatiestructuurtype Ruw_code (WAQUA) NDT verlaagde oeverzone NDT 3.32 'nat natuurlijk gras/hooiland 212 grasland' NDT laaggelegen weide NDT 3.39 natuurlijk gras/hooiland 212 'Bloemrijk grasland van het rivierengebied Ooibos NDT 3.61 Zachthoutooibos/hardhoutooibos 776/775 NDT 3.66 'bos van vochtige, hardhoutooibos 775 voedselrijke NDT 3.53 'mantel rivierengebied' doornstruweel 771 Watergang NDT 3.10 Langzaam nevengeul 54 stromende rivier of nevengeul NDT noordeljike oever watergang NDT zegge geïsoleerde meander en petgat NDT Moeras NDT 3,24 biezen 766 Tabel 4 Gebruikte natuurdoeltypen en vertaling naar vegetatiestructuurtype en ruw_code voor WAQUA In de ontwerpnota is de ontwerptekening (definitief ontwerp) opgenomen maart 2012 versie2a

16 5 Effecten van de maatregel Elst Hoofdstuk 2 geeft een overzicht van de aspecten die worden beoordeeld in het kader van het Rivierkundig beoordelingskader. In dit hoofdstuk worden de verschillende aspecten beoordeeld op basis van berekeningsresultaten. Zoals in paragraaf 3.1 is aangegeven is een simulatie uitgevoerd voor een afvoer die overeen komt met een Bovenrijn-afvoer van m 3 /s. Hiermee wordt bepaald of de werktaakstelling wordt gerealiseerd. Voor het bepalen van andere effecten bijvoorbeeld voor scheepvaart en morfologie zijn ook simulaties met lagere afvoeren uitgevoerd. Voor Elst gaat het om de volgende Bovenrijn-afvoeren: m 3 /s m 3 /s m 3 /s m 3 /s De simulaties met lagere afvoeren zijn uitgevoerd voor de vegetatiesituatie volgens de inrichtingskaart. Simulaties met de maatgevende afvoer zijn voor beide vegetatiesituatie uitgevoerd (zie Tabel 5). Daarnaast is met de vegetatiesituatie volgens de interventiekaart een pakketberekening uitgevoerd waarbij de 4 maatregelen langs de Nederrijn (naast Elst ook De Tollewaard, Middelwaard en Doorwerthse waarden) in combinatie zijn doorgerekend om te kijken hoe de 4 maatregelen elkaar beïnvloeden. De resultaten van deze simulaties zijn geanalyseerd en op basis daarvan zijn de effecten van de maatregel Elst bepaald. Deze worden hieronder beschreven. Paragraaf 5.8 geeft een samenvatting van de effecten voor de aspecten van het beoordelingskader. 5.1 Waterstand effect op de as van de rivier (rivierkundig beoordelingskader aspect 1.1) Maatregel Omschrijving Werktaakstelling (cm) Waterstandsdaling (cm) Elst_DO1 DO Elst - inrichtingskaart 5,0 (rkm 916,0 917,0) 13,14 ( rkm 916,4) Elst_DO2b DO Elst - interventiekaart 5,0 (rkm 916,0 917,0) 13,00 ( rkm 916,4) Tabel 5 werktaakstelling en waterstandsdaling Elst Met een Bovenrijn-afvoer van m 3 /s is het waterstandsverlagende effect van de maatregel t.o.v. de huidige situatie bepaald. In onderstaande grafiek is het effect op de as van de rivier weergegeven. De maximale waterstandsverlaging is 13,14 cm op rkm 916,4. Hiermee wordt de werktaakstelling ruimschoots gerealiseerd. De maximale opstuwing (benedenstrooms en als gevolg van de rivierverruiming) is 7 mm. Figuur 8 Waterstandseffect op de as van de rivier bij een Bovenrijnafvoer van m 3 /s. DO Elst t.o.v. referentie 16 9 maart 2012 versie2a

17 5.2 Beheerruimte De werktaakstelling van Elst is 5,0 cm. Op basis van hydraulische berekeningen is bepaald dat, door een inrichting volgens de inrichtingskaart (Figuur 6), een waterstanddaling van 13,14 cm gerealiseerd wordt. Een inrichting volgens de interventiekaart (Figuur 7) levert nog een waterstandsdaling van 13,00 cm op. Uitgaande van de interventiekaart wordt er dus 8,00 cm extra waterstanddaling gerealiseerd ten opzichte van de taakstelling. Er is dus sprake van een forse overruimte, aangezien het verruimende effect in bovenstroomse richting doorwerkt (stuwkromme-effect). Deze overruimte in Elst wordt grotendeels ingezet om de werktaakstelling van De Tollewaard te realiseren en is gebaseerd op de inrichting volgens de interventiekaart. De overruimte op basis van de interventiekaart die nog resteert ter plaatse van De Tollewaard (hier is de overruimte van Elst ongeveer gehalveerd vanwege het stuwkromme-effect) is volledig benut om de werktaakstelling van De Tollewaard te behalen. De beheerruimte voor Elst is dus gelijk aan het verschil tussen de interventie- en inrichtingskaart en is gelijk aan 0,14 cm. Het beheer en onderhoud van Elst moet erop geënt zijn dat de vegetatie niet mag verruigen ten opzichte van de interventiekaart. Mocht toch verruiging ontstaan, dan kan niet meer aan de werktaakstelling van De Tollewaard voldaan worden. De beheerruimte is daarmee beperkt en dient nauwkeurig gemonitord te worden door de beheerder. De interventiekaart zal gebruikt worden voor toetsing van het behalen van de taakstelling. 5.3 Waterstandeffect in de uiterwaard en nabij de bandijk/hoge gronden (aspect 1.2) De grootste opstuwing in de uiterwaard vindt plaats aan de randen van het voormalige hoogwatervrije terrein. Dit is het gevolg van het feit dat er voorheen geen water op deze locaties stond en na het verwijderen van het hoogwatervrije terrein wel. Deze verschillen van meer dan 20 cm kunnen beschouwd worden als modelmatige wijzigingen. Verder vindt er ter hoogte van het kwelmoeras in de Amerongse Bovenpolder een opstuwing in de orde van 3,5 tot 4,0 cm plaats. Ook langs de hoge gronden net buiten de bebouwde kom (benedenstrooms) treedt opstuwing op van 4 cm met een maximum van 4,1 cm (Figuur 9). Omdat hier sprake is van hoge gronden heeft dit geen gevolgen voor de bewoning van Elst en Amerongen aan de noordzijde van de Amerongse Bovenpolder. Ook de woningen ten oosten van kasteel Amerongen liggen hoger dan de maatgevende waterstanden. Langs de Lekdijk westelijk van kasteel Amerongen is de opstuwing maximaal 2 cm. Figuur 9 Opstuwing groter dan 1 mm langs bandijk en hoge gronden als gevolg van de ingreep Elst. Voor een gedetailleerder2d-beeld wordt verder verwezen naar bijlage maart 2012 versie2a

18 5.4 Effect op de afvoerverdeling (aspect 1.3 en 1.4) Op het splitsingspunt IJsselkop is bij rkm 880 nog sprake van 4 mm waterstandsverlaging. Uit berekeningen met vrije afvoerverdeling blijkt dat er op het splitsingspunt IJsselkop t.o.v. de beleidsmatige afvoerverdeling bij een maatgevende Bovenrijn-afvoer van m 3 /s 2,1 m 3 /s meer naar de Nederrijn gaat (zie Tabel 7). Op het splitsingspunt Pannerdense Kop is er nog een zeer beperkt effect van de ingreep merkbaar. Rijntak Q referentie (m 3 /s) Q Elst_DO1 (m 3 /s) Verschil afvoer (m 3 /s) Q-Lobith ,0 Q-Waal ,6 Q-Pankanaal ,5 Q-Nederrijn ,1 Q-Yssel ,6 Tabel 6 afvoerverdeling over de Rijntakken voor de referentiesituatie (beleidsmatig vastgesteld) en DO Elst (DO1) voor een Bovenrijnafvoer van m 3 /s. Rijntak Q referentie (m 3 /s) Q Elst_DO1 (m 3 /s) Verschil afvoer (m 3 /s) Q-Lobith ,0 Q-Waal ,1 Q-Pankanaal ,1 Q-Nederrijn ,4 Q-Yssel ,3 Tabel 7 afvoerverdeling over de Rijntakken voor de referentiesituatie (beleidsmatig vastgesteld) en DO Elst (DO1) voor een Bovenrijnafvoer van m 3 /s. Ook bij een Bovenrijn-afvoer van m 3 /s is er een klein effect van 0,4 m 3 /s richting de Nederrijn, maar dit is te verwaarlozen. 5.5 Gevolgen voor overstromingsfrequentie (aspect 2.1) Zoals in paragraaf is aangegeven worden in de huidige situatie, bij een waterstand van 14,80 m +NAP bij Lobith en een voorspelde stijging van de afvoer, de coupures geopend. In de praktijk zullen de polders dus niet in alle gevallen instromen wanneer een waterstand van 14,80 m +NAP bij Lobith wordt bereikt. In het VKV is daar wel vanuit gegaan waardoor de zomerkade verlaagd kon worden tot 7,7 m +NAP, de waterstand bij Elst die overeenkomt met 14,80 m +NAP bij Lobith, zonder dat daarmee de overstromingsfrequentie toe zou nemen. Deze aanname is niet juist en bij deze hoogte van de verlaagde kade neemt de overstromingsfrequentie in de praktijk toe. Het DO is op dit punt geoptimaliseerd waardoor t.o.v. het VKV de situatie verbeterd (Tabel 7) is en t.o.v. de huidige situatie er geen verslechtering meer is. De zomerkade wordt integraal verlaagd naar 8,1 m +NAP. Qua hoogte is dit ca 0,15 m 8 boven het laagste punt (7,95m +NAP) in de huidige zomerkade waardoor de overstromingsfrequentie niet toeneemt en zelfs afneemt (Tabel 8). Waterstand Lobith Q Lobith (m 3 /s) Herhalingsfrequentie Waterstand Elst 14, jaar 7,7 15, >5 jaar 8,1 Tabel 8 Herhalingstijden van verschillende afvoerniveaus [ref 6] 5.6 Scheepvaart (dwarsstroming, aspect 2.3) Als gevolg van de maatregel zal het stromingsgedrag in het zomerbed wijzigen vanaf het moment dat de verlaagde zomerkade overstroomt en de uiterwaard gaat mee stromen. Op de locaties waar water de uiterwaarden in- of uitstroomt treedt dwarsstroming op. De scheepvaart heeft last van dwarsstroming wanneer deze plotseling optreedt en daarom worden er eisen gesteld aan de grootte van de dwarsstroming (zie Tabel 2). De grootste effecten treden op bij in- en uitstroomopeningen van nevengeulen totdat bankfull niveau wordt bereikt. Daarna gaat de hele uiterwaard in principe mee stromen en neemt de kans op plotseling optredende dwarsstroming af. 8 De reden dat gekozen is voor 0,15 m hoger is dat het merendeel van de zomerkade op of boven deze hoogte ligt. Delen die onder 8.10 m +NAP liggen zijn sporadisch en zijn volgens HDSR te wijten aan zettingen van de dijk maart 2012 versie2a

19 Bij Elst is er geen sprake van nevengeulen. In feite wordt over een vrij lang traject de oever/zomerkade verlaagd en zou plotseling optredende dwarsstroming geen probleem moeten zijn. Omdat er wel veel rivierverruiming optreedt en er meer water de uiterwaard instroomt t.o.v. de referentiesituatie is er voor deze locatie toch gekeken wat de effecten van dwarsstroming zijn. Dit is gedaan voor de volgende afvoeren: m 3 /s: om te kijken hoe de dwarsstroming in de huidige situatie is. De toekomstige situatie is bij deze afvoer niet wezenlijk anders; m 3 /s: De kade zal overstromen bij een afvoer bij Lobith van circa m 3 /s. Bij hogere afvoeren zal deze ingreep dus merkbaar zijn; m 3 /s: Bij deze afvoer zijn de meeste zomerkaden in de uiterwaarden overstroomd. Daardoor zal bij hogere afvoeren de dwarsstroming niet veel meer wijzigen. Een afvoer van m 3 /s wordt daarom representatief geacht voor het bepalen van de effecten op dwarsstroming bij hogere afvoeren. De dwarsstroming is bepaald ter plaatse van de normaallijn. De werkwijze is beschreven in bijlage 6. In onderstaande grafieken is te zien hoe groot de dwarsstroming is langs de rivier. Hieruit blijkt dat er bij een Bovenrijn-afvoer van m 3 /s inderdaad vrijwel geen verschillen zijn tussen de referentiesituatie en de toekomstige situatie bij Elst (Figuur 10). De grootte van de dwarsstroming is over het algemeen lager dan de norm van 0,15 m/s [Ref 2]. Op een enkele plek is deze hoger met een uitschieter van 0,21 m/s. Dit geldt zowel voor de huidige als de toekomstige situatie. Figuur 10 dwarsstroming ter plaatse van de normaallijn voor de referentie en DO Elst bij een Bovenrijn-afvoer van m 3 /s Bij een Bovenrijn-afvoer van m 3 /s zijn grotere verschillen te zien tussen de referentiesituatie en DO Elst (DO1) (Figuur 11). De piek in de rode cirkel ligt bij Elst en is bij DO Elst t.o.v. de huidige situatie toegenomen tot boven de norm van 0,15 m/s. Deze locatie is zichtbaar in Figuur 12 en wordt weergegeven door de oranje pijl bij Elst maart 2012 versie2a

20 Figuur 11 dwarsstroming ter plaatse van de normaallijn voor de referentie en DO Elst bij een Bovenrijn-afvoer van m 3 /s Ondanks dat deze dwarsstroming in de richting van de uiterwaard wijst en daardoor minder gevaarlijk is (richting zomerbed bestaat de mogelijkheid dat schepen in aanvaring kunnen komen met tegenliggers), is dit wel een aandachtspunt. Om die reden is onderzocht of door aanpassingen van het ontwerp deze lokale dwarsstroming, die dus toeneemt tot boven de norm, beperkt kan worden. Zoals uit Figuur 12 blijkt vindt de ongewenste dwarsstroming plaats ter hoogte van rkm 916,4. Ook de aangrenzende dwarsstromingen zijn richting de uiterwaard gericht. Dit is het gevolg van het verlagen van de zomerkade en het verwijderen van de hoogwatervrije vergunning van de Machinistenschool waardoor het water via de uiterwaard richting de Amerongse Bovenpolder kan stromen. Figuur 12 Grootte, richting en locatie van dwarsstroming voor DO Elst bij een Bovenrijn-afvoer van m 3 /s 20 9 maart 2012 versie2a

21 De volgende mogelijke optimalisaties zijn bekeken om de tot boven de norm gekomen, ongewenste, dwarsstroming te beperken : - Hoogte van de zomerkade: De zomerkade is gelijkmatig over het hele traject verlaagd tot 8,1 m +NAP. Hierdoor kan in het verlengen van het traject waarover verlaagd is en waardoor de dwarsstroming beter verdeeld wordt geen oplossing gevonden worden. Mogelijk dat het (lokaal) variëren van de hoogte de waterverdeling over de kade kan wijzigen ten gunste van de ongewenst grote dwarsstroom. Mogelijk ontstaat daardoor echter op een andere locatie een verhoogde dwarsstroming. Aangezien de overstromingsfrequentie van de Amerongse Bovenpolder niet mag toenemen is verlaging van de kade niet aan de orde. - Ligging van de zomerkade: In de zomerkade zit een knik. Mogelijk kan het stroomlijnen van de ligging van de zomerkade (verwijderen knik) er voor zorgen dat de dwarsstroming niet op één locatie gericht is. Deze aanpassing valt buiten de vraagspecificatie. - Egaliseren van de bodemligging bovenin het kribvak waar de grote dwarsstroming optreedt: Juist in dit kribvak treedt de stroming vanuit het zomerbed over de kade op (zie stroombanen binnen blauwe contour in Figuur In het bovenstrooms gelegen kribvak wordt de stroming die uit de uiterwaard komt, voordat het in het zomerbed komt, alweer afgebogen richting de uiterwaard. In het benedenstrooms gelegen kribvak loopt de stroming alweer parallel. Mogelijk dat door het egaliseren van de bodem van het kribvak de hier optredende dwarsstroom beter verdeeld wordt over het hele kribvak. Dit betekent mogelijk dat een de bestaande stortstenen tot een lager niveau verwijderd moeten worden. Dit valt buiten de vraagspecificatie. Doordat de bodemligging in het kribvak, zeker in de toekomstige situatie wanneer een deel van de stortstenen verwijderd wordt, sterk beïnvloed wordt door morfologische effecten als gevolg van golfoploop van scheepvaart en gedurende hoogwater, is dit geen duurzame oplossing. Figuur 13 stroombanen over de verlaagde zomerkade bij Elst (Bovenrijn-afvoer m 3 /s) Meerdere optimalisaties om de dwarsstroming te voorkomen zijn onderzocht. Er blijkt dat er geen mitigerende maatregelen mogelijk zijn zonder grootschalige afwijking van de vraagspecificatie. Enkel in geval het beperkte afwijkingen zijn ten opzichte van de vraagspecificatie, zullen deze doorgevoerd worden. Voor de locatie Elst is dat niet het geval maart 2012 versie2a

22 5.7 Morfologie: erosie en sedimentatie (aspect 3.1 en 3.2) Behalve hydraulische aspecten spelen ook morfologische aspecten een rol. Er wordt onderscheid gemaakt tussen sedimentatie en erosie in het zomerbed en in de uiterwaarden Aanzanding en erosie van het zomerbed Voor het DO is m.b.v. WAQMORF onderzocht wat de effecten zijn van het ontwerp op morfologie. Hierbij is gekeken naar aanzanding in het zomerbed. Als gevolg van de rivierverruiming stroomt er in de toekomst meer water door de uiterwaard bij hoogwater. Hierdoor zal de snelheid in het zomerbed afnemen en kan er meer aanzanding plaats vinden. In Figuur 14 zijn de locaties met jaargemiddelde aanzanding en erosie in het zomerbed weergegeven. De maximale sedimentatie is 0,38 m. De aanzanding vindt plaats benedenstrooms van het ingreepgebied. Door de ingreep wijzigt de bodemligging van het zomerbed. De bodemvormen, waaronder ook de jaarlijkse aanzanding, verplaatsen zich in de loop van de tijd door het systeem. Ter plaatse van de aanzanding wordt de door WAQMORF berekende sedimentatie jaarlijks aangevuld. Doordat de bodemvormen zich verplaatsen met een bepaalde voortplantingssnelheid verplaatst ook de aanzanding in benedenstroomse richting. Hierdoor zal de jaarlijkse aanzanding zich niet lokaal opstapelen. De door WAQMORF berekende aanzanding geeft in feite een evenwichtssituatie aan. Een hogere gemiddelde bodemligging in de loop van de tijd is dus niet aan de orde. Ondanks dat er als gevolg van de ingreep wel aanzanding plaats vindt hoeft dit geen problemen voor de scheepvaart op te leveren. Figuur 14 Locaties met aanzanding en erosie als gevolg van de maatregel Elst t.o.v. de huidige situatie Om dit te beoordelen wordt naar twee normen gekeken: 1. Voor dit traject geldt een minimale, gegarandeerde, vaardiepte van 3,5 meter. Hierbij wordt uitgegaan van de waterstand behorende bij een Bovenrijn-afvoer van m 3 /s. Al het sediment dat in de vaargeul van 80 m breed boven deze hoogte ligt dient weggebaggerd te worden. 2. De breedtegemiddelde vaardiepte moet 4,9 meter zijn (o.b.v. een Bovenrijn-afvoer van m 3 /s). Dit is de minimale vaardiepte + 40% i.v.m. kielspeling. Bij dit doorstroomprofiel is er voldoende ruimte om de waterverplaatsing als gevolg van de scheepvaart op te vangen maart 2012 versie2a

23 Omdat bij m 3 /s de stuwen geopend zijn is er sprake van een verhang in de waterstanden. De minimale en gemiddelde bodemligging bij deze afvoer en een vaardiepte van 3,5 respectievelijk 4,9 meter voor het traject bij Elst is gegeven in Tabel 9. Locatie (rkm) Waterstand (m +NAP bij m 3 /s) Minimale bodemhoogte (m +NAP bij vaardiepte van 3,5 m) 916 5,28 1,78 0, ,13 1,63 0, ,98 1,48 0, ,83 1,33-0, ,68 1,18-0, ,53 1,03-0,37 Tabel 9 Bodemhoogte bij minimale en gemiddelde vaardiepte traject Elst Gemiddelde bodemhoogte (m +NAP bij vaardiepte van 4,9 m) Om het baggerbezwaar bij een vaardiepte van 3,5 meter te bepalen is de bodemligging na uitvoering van de maatregel Elst vergeleken met de minimale bodemhoogte bij een vaardiepte van 3,5 meter. In Figuur 15 zijn in groen de gebieden weergegeven waarbij de bodemligging na uitvoering van de maatregel onder de minimale bodemligging van 3,5 m vaardiepte ligt. In roze zijn de locaties weergegeven waar de bodemligging hoger is dan de minimale bodemligging. In de figuur is de vaargeul, verdeeld in hectometervakken, opgenomen. Te zien is dat er binnen de vaargeul alleen groene gebieden zijn. Dit betekent dat er na uitvoering van de maatregel Elst geen sprake is van baggerbezwaar om de minimale vaardiepte van 3,5 m te garanderen. Figuur 15 Ligging van de gebieden waar de bodemligging na uitvoering van de maatregel Elst boven (roze) en onder (groen) de bodemligging bij een vaardiepte van 3,5 m ligt. De vlakken geven de hectometervakken van de vaargeul van 80 m breed weer. Daarnaast is per hectometervak bepaald wat de gemiddelde bodemhoogte is in de huidige situatie en na uitvoering van de maatregel Elst. Deze bodemhoogten zijn vergeleken met de gewenste breedtegemiddelde bodemhoogte bij een vaardiepte van 4,90 m. In de tabel van bijlage 8 is de gemiddelde bodemhoogte per hectometervak opgenomen maart 2012 versie2a

24 Figuur 16 Ligging van de gebieden waar de bodemligging na uitvoering van de maatregel Elst boven (roze) en onder (groen) de bodemligging bij een vaardiepte van 4,9 m ligt. De vlakken geven de hectometervakken van de vaargeul van 80 m breed weer. Indien de gemiddelde bodemhoogte na uitvoering van de maatregel hoger is dan de breedtegemiddelde bodemhoogte is per hectometervak een volume baggerbezwaar opgegeven. Wanneer de gemiddelde bodemhoogte lager is, dan is er geen volume opgenomen. Voor de locatie Elst blijkt dat er in de toekomstige situatie geen extra baggerbezwaar is om een breedtegemiddelde vaardiepte van 4,9 m te realiseren. Zowel in de huidige als in de toekomstige situatie is er alleen voor hectometervak 920.6, welke wat verder richting de stuw Amerongen ligt, sprake van een baggerbezwaar (zie tabel bijlage 8). Voor de huidige situatie is dat 316 m 3, voor de toekomstige situatie is dat 238 m 3. Er is op deze locatie dus sprake van een verbetering. In Figuur 16 zijn voor de toekomstige situatie in roze de gebieden weergegeven die hoger liggen dan de bodemligging bij een vaardiepte van 4,90 m. Met name ter hoogte van de maatregel Elst ligt een aantal hectometervakken waarbinnen de toekomstige bodemligging hoger is. Echter, de breedtegemiddelde vaardiepte voldoet wel aan 4,90 m. Uit het morfologische onderzoek blijkt dat de effecten beperkt zijn, er is geen sprake van baggerbezwaar. Zowel voor de huidige situatie als voor de situatie na de verwijdering van de knelpunten bij Elst is de vaardiepte overal groter dan de gegarandeerde minimale vaardiepte van 3,5 m en de breedtegemiddelde vaardiepte van 4,9 m. Baggerwerk als gevolg van de rivierverruiming is bij Elst niet nodig Aanzanding en erosie van de uiterwaard Deze effecten zijn beschreven in de rapportage met betrekking tot de analyse morfologie. In bijlage 7 is dit rapport opgenomen. Voor de volledigheid wordt hiernaar verwezen. In onderhavig rapport worden de belangrijkste bevindingen en conclusies gegeven. Op basis van stroomsnelheden en waterdiepten bij verschillende afvoerniveaus is bekeken of er risico s zijn wat betreft erosie en sedimentatie in het winterbed maart 2012 versie2a

25 Uit de analyse blijkt dat er geen grote risico s te verwachten zijn. De volgende aandachtspunten worden genoemd: - In en rondom de riviergeul zijn de stroomsnelheden nagenoeg gelijk aan de huidige situatie. Bij een Bovenrijn-afvoer van m 3 /s en m 3 /s is geen overstroming van de vergraven uiterwaard en zijn de snelheden vrijwel identiek. Bij maatgevend hoogwater zijn de snelheden in de geul 0,1 tot 0,3 m/s hoger dan in de huidige situatie. Verwachting is dat er geen verandering is in baggerintensiteit (zie 5.7.1). - Stroomsnelheden langs de oevers en in de rivier zijn bij hoge afvoeren lager na uitvoering van de werkzaamheden dan in de referentiesituatie. Bij de zomerkade ten zuiden van de steenfabriek zijn stroomsnelheden aanwezig die enige erosie van een onbeschermde rivieroever tot gevolg kunnen hebben. Ten opzichte van de bestaande situatie vinden er praktisch geen veranderingen plaats. Er zijn derhalve geen aanvullende maatregelen nodig. De oever is voldoende beschermd. - Stroomsnelheden in de uiterwaard tussen de steenfabriek en de watergang zijn bij een Bovenrijn-afvoer van m 3 /s en m 3 /s ongeveer 1 m/s en daarmee groot genoeg om erosie van onbeschermde bodem te veroorzaken. Uit de verschillenanalyse van de stroomsnelheden blijkt dat in de huidige situatie deze stroomsnelheden bij vergelijkbare afvoeren ook voorkomen. Bij uitvoering van het DO wordt eenzelfde kleiige bovengrond teruggebracht als nu aanwezig is. Grasland op kleiige bodem kan stroomsnelheden van 1 m/s redelijk goed hebben en er is geen gevaar voor beschadiging van objecten. Het beheer dient, net als nu het geval is - middels controles na hoogwater rekening te houden met enige erosie en sedimentatie op de uiterwaard. Achter de zomerkade ten zuiden van de terp zijn stroomsnelheden boven 1,0 m/s aanwezig. Ook hier wordt ter plaatse gewonnen kleiige bodem aangebracht met een beheer van grasland. Bij maatgevend hoogwater kan hier lokaal erosie optreden. Het beheer dient ook hier, net als nu het geval is - middels controles na hoogwater rekening te houden met enige erosie. Stroomafwaarts neemt de stroomsnelheid af en zal er naar verwachting enige sedimentatie op de uiterwaard plaatsvinden. Er zijn niet direct problemen te verwachten op de uiterwaard m.b.t. bergingcapaciteit als gevolg van erosie en sedimentatie. In het beheer zal hier rekening mee gehouden moeten worden. - Er komen stroomsnelheden voor in de watergang van ongeveer 1 m/s bij een Bovenrijn-afvoer van m 3 /s en m 3 /s. Snelheden in de orde van 1 m/s kunnen voor erosie van de bodem en oever van de watergang zorgen. De watergang wordt op een natuurlijke manier beheerd, erosie wordt in zekere mate toegestaan. Het beheer is hierop afgestemd. - Verlagen van de zomerkade ten zuiden van de terp creëert bij een Bovenrijn-afvoer van m 3 /s en hoger een overloop naar het lager gelegen achterland. Hierbij zijn de stroomsnelheden achter de kade in de orde van 1 tot 1,3 m/s bij maatgevende afvoer. Hierdoor is er bij maatgevende afvoer kans op erosie. De kade wordt bedekt met kleiige grond met een grasbekleding ter bescherming. In het beheer dient rekening gehouden te worden met kans op erosie door controle na extreme hoogwaters. - De kribben zijn rondom beschermd met kleiig materiaal. De aansluitingen van de kribben worden zonodig aangevuld met kleiig materiaal. Het beheer dient, net als nu het geval is - middels controles na hoogwater rekening te houden met de kans op erosie en zal bestaan uit het opvullen van mogelijke erosiegaten. - De voetgangers/verkeersbrug krijgt te maken met stroomsnelheden rond 1 á 1,3 m/s. De pijlers/palen kunnen dit goed hebben. De bodem rondom de pijlers wordt beschermd met een betonblokkenmat. Verdere maatregelen zijn niet nodig. - Langs de noordelijke oever van de watergang loopt een gasleiding in het lager gelegen grasland. Stroomsnelheden zijn hier bij een afvoer met een herhalingstijd van 1250 jaar hoog genoeg voor enige bodemerosie. Het is belangrijk voldoende dekking te houden op de leiding. In het ontwerp is hierin voorzien door gedeeltelijk toepassing van betonblokkenmatten. Op de leiding is geen betonblokkenmat aanwezig op aanspraak van de beheerder van de leiding maart 2012 versie2a

26 VEILIGHEID Rapportage hydraulisch en morfologisch onderzoek DO Elst De belangrijkste aandachtspunten betreffen de hoge stroomsnelheden die kunnen optreden direct achter de zuidwestelijke zomerkade. Bij hoge afvoeren kan daar enige erosie van de uiterwaard en de kade zelf verwacht worden. Aangezien in de huidige situatie vergelijkbare stroomsnelheden kunnen optreden bij extreme afvoeren betekent dit niet een wezenlijke verandering. Het beheer moet, net als in de huidige situatie, daarop zijn afgestemd door het uitvoeren van controles na inundatieperioden, aanvullen van erosiegaten en geulen. 5.8 Samengevat Te beoordelen effect Criterium Effect Verwijzing Conclusie 1.1 Maatregel in stroomvoerend Stroomvoerend: geen Figuur 8 deel rivier: MHW stand op de waterstandsverhoging (bij as van de rivier m³/s Boven-Rijn) Maatregel in bergend deel rivier: volume waterberging 1.2 MHW stand buiten as van de rivier 1.3 Afvoerverdeling bij MHW (bij Pannerdensche Kop en IJsselkop) Bergend: geen vermindering bergend volume Toename waterstand (bij m³/s Boven-Rijn) Project binnen enkele km splitsing: verandering afvoerverdeling < 5 m³/s bij Boven-Rijn afvoer van m³/s 13,14 cm waterstandsdaling bij rkm 916,4. 7 mm opstuwing net bovenstrooms n.v.t. - n.v.t. Opstuwing van 4,1 cm langs de hoge gronden in de Amerongse Bovenpolder. Langs de Lekdijk ten westen van Amerongen is sprake van maximaal 2 cm opstuwing. De verandering in afvoerverdeling bij het splitsingspunt IJsselkop is 2,1 m 3 /s. Bijlage 4 Tabel 7 Werktaakstell ing van 5,0 cm wordt gerealiseerd Opstuwing is groter dan 1 mm. Bij de hoge gronden zal dit geen gevolgen hebben voor het achterland. Verwaarloosb aar effect op de afvoerverdeli ng (< 5 m 3 /s) 1.4 Afvoerverdeling bij normaal hoogwater (bij Pannerdensche Kop en IJsselkop) Project verder weg: geen verandering waterstand bij splitsing Verandering afvoerverdeling < 20 m³/s bij Boven-Rijn afvoer van m³/s De verandering in afvoerverdeling bij het splitsingspunt IJsselkop is 0,4 m 3 /s. Tabel 7 Geen effect maart 2012 versie2a

27 MORFOLOGIE HINDER/SCHADE Rapportage hydraulisch en morfologisch onderzoek DO Elst 2.1 Waterstanden en/of inundatiefrequentie van de uiterwaard 2.2 Stroombeeld in de uiterwaard 2.3 Stroombeeld in hoofdgeul bij de aan- en aftakking van nevengeul 2.4 Afvoerverdeling bij normaal hoogwater 2.5 Afvoerverdeling bij lage afvoeren 3.1 Aanzanding en erosie van het zomerbed (+ oevers) Verandering waterstanden en/of inundatiefrequentie bij afvoeren die afhankelijk zijn van lokale omstandigheden. Verandering grootte en richting stroomsnelheden bij Boven-Rijn afvoer van m³/s Bankfull afvoer nevengeul < 50 m³/s: dwarsstroming vaarweg 0,3 m/s Bankfull afvoer nevengeul > 50 m³/s: dwarsstroming vaarweg 0,15 m/s Verandering afvoerverdeling bij Boven-Rijn afvoer van m³/s Afwijking afvoerverdeling < 1 m³/s bij Boven-Rijn afvoer van m³/s (OLR) Bij erosie: - geen verlaging gemiddelde bodemligging; - geen oevererosie; - beperkte ontgronding bij constructies per hoogwater; Bij sedimentatie: - geen vermindering vaargeulafmetingen bij lage tot gemiddelde rivierafvoeren; - geen verhoging MHW op lange termijn; In het algemeen: - beperkte hinder door baggeren en/of terugstorten en behouden veiligheid scheepvaartverkeer; - geen onacceptabele terugschrijdende erosie of sedimentatie i.v.m. risico verandering afvoerverdeling bij MHW of OLR. Door het minder ver verlagen van de zomerkade tot 8,1 m +NAP i.p.v. 7,7 m +NAP (VKV) blijft de overstromingsfrequen tie vrijwel gelijk In de uiterwaard nemen stroomsnelheden op verschillende locaties toe. Er is hier geen sprake van een nevengeul. De dwarsstroming is beperkt en vrijwel overal < 0,15 m/s. Er is er 1 locatie in het projectgebied waar de dwarsstroming > 0,15 m/s. Deze is richting de uiterwaard gericht. Optimalisatiemogelijk heden zijn onderzocht. Paragraaf 5.5 Bijlage 5 en paragraaf 5.7 Figuur 10, Figuur 11 en Figuur 12 Geen effect. Door toepassen van de huidige kleiige bovengrond wordt een situatie bereikt gelijk aan de huidige. Het beheer dient hierop te zijn afgestemd. Zeer beperkt. Optimalisatie door aanpassing van het ontwerp is niet mogelijk binnen de eisen van de vraagspecifica tie. Zie 2.1 Tabel 7 Geen effect Doordat onder deze omstandigheden (Q m 3 /s, stuwpeil op nederrijn) de verlaagde zomerkade bij Elst nog niet is overstroomd zijn er geen effecten van de ingreep merkbaar op de afvoerverdeling. In het zomerbed zijn de veranderingen in stroomsnelheid beperkt waardoor er slechts beperkte effecten op aanzanding en erosie is. Minimale vaardiepte van 3,5 m (bij Qbovenrijn = m 3 /s) blijft gehandhaafd. Breedtegemiddelde vaardiepte (bij Qbovenrijn = m 3 /s) blijft gehandhaafd. Op een locatie is sprake van een baggerbezwaar, maar dat betreft een verbetering van de referentie. - Geen effect Paragraaf 5.7 Geen baggerbezwa ar 27 9 maart 2012 versie2a

28 3.2 Aanzanding en erosie van uiterwaard en nevengeulen Bij sedimentatie: - beperkte sedimentatie t.o.v. beheerskosten; Bij erosie: - geen ongewenste zijdelingse verplaatsing van de nevengeul / nevengeul minimaal m van waterkering / geen bodemerosie langs waterkering; - stroomsnelheid nevengeul bankfull < 0,3 m/s; geen bodemerosie langs waterkering De belangrijkste aandachtspunten betreffen de hoge stroomsnelheden die kunnen optreden direct achter de zuidwestelijke zomerkade. Bij hoge afvoeren kan daar enige erosie van de uiterwaard en de kade zelf verwacht worden. Tabel 10 Overzicht van de effecten van DO Elst op de aspecten van het rivierkundig beoordelingskader Paragraaf 5.7 Door toepassen van de huidige kleiige bovengrond wordt een situatie bereikt gelijk aan de huidige. Op kritische punten wordt extra bescherming in de vorm van betonblokken matten toegepast. Het beheer dient hierop te zijn afgestemd maart 2012 versie2a

29 6 Conclusies en aandachtspunten Het Definitief Ontwerp van Elst voldoet indien aan de eisen uit de vraagspecificatie [ref 1] wordt voldaan. Voor hydraulica en morfologie gaat het om de volgende eisen: 1. Verlagen MHW met 5,0 cm op rkm 916,0 917,0 2. Overstromingsfrequentie van de Amerongse Bovenpolder mag niet toenemen 3. Er is beheerruimte aanwezig bij MHW Op basis van de analyses die zijn uitgevoerd voor het bepalen van de effecten in het kader van het rivierkundig beoordelingskader (hoofdstuk 5) worden de eisen geverifieerd. Onderstaande tabel geeft een overzicht van de eisen en de verificatie: Eis Verwijzing Voldoet Verlagen MHW met 5,0 cm op rkm 916,0 917,0 Paragraaf 5.1 Ja Overstromingsfrequentie mag niet toenemen Paragraaf 5.5 Ja Beheerruimte MHW Paragraaf 5.2 ja 6.1 Aandachtspunten Behalve de eisen uit de vraagspecificatie, zijn ook de effecten van ontwerp bepaald voor de aspecten uit het rivierkundig beoordelingskader. Tabel 10 geeft een overzicht van de effecten. Uit de analyses van de resultaten blijkt dat het DO Elst voldoet aan de eisen en voor de meeste aspecten geen effect heeft. Voor een aantal aspecten is sprake van een (zeer) beperkt effect. De volgende aandachtspunten worden genoemd: 1. Toename waterstanden in de uiterwaard en langs hoge gronden van de Amerongse Bovenpolder; 2. Op een aantal locaties in de uiterwaard nemen stroomsnelheden toe met een beperkte kans op erosie. Door toepassen van de huidige kleiige bovengrond wordt een situatie bereikt gelijk aan de huidige. Op kritische punten wordt extra bescherming in de vorm van betonblokkenmatten toegepast. Het beheer dient op het optreden van plaatselijke erosie te zijn afgestemd. 3. Op 1 locatie neemt de dwarsstroming toe tot iets meer dan 0,15 m/s. Dit is een beperkte toename en is niet te beperken door aanpassing van het ontwerp binnen de eisen van de vraagspecificatie. In het beheerplan van de maatregel Elst wordt aangegeven hoe met deze aandachtspunten wordt omgegaan en welke beheersmaatregelen worden getroffen maart 2012 versie2a

30 7 Referenties Ref 1: 2010, Witteveen+Bos, Vraagspecificatie deel 1 Obstakelverwijdering Elst. Definitief, versie 4.0. Ministerie van Verkeer en Waterstaat Rijkswaterstaat, Zaaknummer: november Ref 2: 2009, Rivierkundig beoordelingskader voor ingrepen in de Grote Rivieren. Versie Rijkswaterstaat Waterdienst, 1 juli Ref 3: 2010, Witteveen+Bos. Voorkeursvariant obstakelverwijdering Elst effecten op hydraulica en morfologie. I.s.m. HKV Lijn in water. Definitief augustus Ref 4: Memo hydraulica. Programma Ruimte voor de Rivier. 1 november Ref 5: 2011, Boskalis. Reproductieberekeningen 4 maatregelen Nederrijn. Documentnummer NR-RAP a, versie 1a. 8 november Ref 6: betrekkingslijnen Pannerdensch Kanaal, Nederrijn, Lek, Rijkswaterstaat Oost-Nederland. Ref 7: 2011, Boskalis. Notitie Natuurdoeltypen Inclusief stromingsweerstand. Documentnummer NR- RAP -057, concept. 4 oktober Ref 8: 2012, Boskalis. 4 maatregelen Nederrijn Beheerplan Elst. Documentnummer NR-RAP-084 versie 2a. 8 maart maart 2012 versie2a

31 Bijlagen: 1. Overzicht schematisaties en berekeningen Elst 2. Conversietabel NDT naar ruw_code 3. Overzicht invoer WAQUA-berekeningen per afvoer 4. 2d-figuren m 3 /s 5. 2d-figuren m 3 /s 6. Methode dwarsstroming 7. Rapportage morfologische analyse 8. Baggerbezwaar 31 9 maart 2012 versie2a

32 Bijlage 1 Overzicht schematisaties en berekeningen Elst Elst beschrijving WAQUA-code Baseline-variant basis-schematisatie Baseline-maatregelen wie (Baseline) wie (WAQUA) Werktaakstelling -> 5,00 5,15 el_pkb oorspronkelijke PKB-maatregel Elst_PKB-q3380 pkb_3_4_el_pkb pkb_3_4 5301b 5301b_e_adj Voorlopig Ontwerp el_vo VO op basis van ontwerp Erik NR- TEK-SIT-042-0b.dwg dd el_vo2 - uitbreiding terp aan noordzijde, - geen hoogwatervrije vergunning - vegetatie aangepast (deels natuurlijk grasland, deels productiegrasland, - bovenstroomse kribvak opgevuld, - alternatieve toegang hulpdiensten adj ra omdat het leek alsof de oorspronkelijke maaktregel 5301b_e corrupt was is de maatregel opnieuw afgeleid elst_vo-q3380 pkb_3_4_elst_vo pkb_3_4_ao_vo nr_elstvo_a1 adj ra aangepaste referentie 12,85 Elst_VO2-q3380 pkb_3_4_el_vo2 pkb_3_4_elst_vo nr_elstvo_a2 adj ra aangepaste referentie! 12,90 el_vo2a el_vo2 met kade verlaagd tot 7,78 m+nap (H = 3 jaar) el_vo2b el_vo2 met kade verlaagd tot 7,95 m+nap (H = 4 jaar) Definitief Ontwerp elst_vo2a-q3380 pkb_3_4_el_vo2a pkb_3_4_el_vo2 op waqua-niveau aangepast elst_vo2b-q3380 pkb_3_4_el_vo2b pkb_3_4_el_vo2 op waqua-niveau aangepast el_do0 DO elst elst_do0_q3380 pkb_3_4_el_do0 pkb_3_4 nr_ameron3_c1 nr_elstdo_a1 el_do1 DO elst met aangepaste ruwheid op talud poeltje (zachthout ooibos) el_do1_var DO elst met aangepaste ruwheid op talud poeltje (zachthout ooibos) el_do1_10j DO elst met aangepaste ruwheid op talud poeltje (zachthout ooibos) el_do1_16j DO elst met aangepaste ruwheid op talud poeltje (zachthout ooibos) el_do2a el_do1 aangepast beheer: productie grasland ten zuiden van strang vervangen door natuurlijk grasland. el_do2b el_do1 aangepast beheer: productie grasland ten zuiden van strang en watergang vervangen door natuurlijk grasland. elst_do1_q3380 pkb_3_4_el_do1 pkb_3_4 nr_ameron3_c1 nr_elstdo_a2 elst_do1_qvar2 pkb_3_4_el_do1 pkb_3_4 nr_ameron3_c1 nr_elstdo_a2 elst_do1-10j pkb_3_4_el_do1 pkb_3_4 nr_ameron3_c1 nr_elstdo_a2 elst_do1-16j pkb_3_4_el_do1 pkb_3_4 nr_ameron3_c1 nr_elstdo_a2 - ra aangepaste referentie!; op waqua niveau aangepast - ra aangepaste referentie!; op waqua niveau aangepast 12,90 12,87 adj ra 13,14 adj ra 13,14 adj ra afvoer van t/m m3/s adj ra vrije afvoerverdeling afvoer van m3/s adj ra vrije afvoerverdeling afvoer van m3/s elst_do2a_q3380 pkb_3_4_el_do2a pkb_3_4_el_do1 nr_elstdo_a3a adj ra 13,12 elst_do2b_q3380 pkb_3_4_el_do2b pkb_3_4_el_do1 nr_elstdo_a3b adj ra 13,00 n.v.t. n.v.t. n.v.t maart 2012 versie2a

33 Bijlage 2 Conversietabel NDT naar ruw_code Toelichting in [ref 7] 33 9 maart 2012 versie2a

34 Bijlage 3 Overzicht invoer WAQUA-berekeningen aspect simulaties Q simulaties variabel simulaties vrije afvoerverdeling 2.000, 3.000, 4.000, 5.000, 6.000, 8.000, afvoer en en SIMONA rooster r40m_41.rgf r40m_41.rgf r40m_41.rgf rekenroosterbegrenzing rrb.nr_lek rrb.nr_lek rrb.001 ruw.karak ruw.k416jul07a ruw.k416jul07a ruw.k416jul07a barriers Driel, Amerongen, Driel, Amerongen, Driel, Amerongen, Hagestein Hagestein Hagestein barrier sturing geen (open stuwen) geen (open stuwen) geen (open stuwen) Initiele condities si_waterlevel.01b; si_velocity-u.01b; si_velocity-v.01b si_waterlevel.nr_2i; si_velocity-u.nr_2i; si_velocity-v.nr_2i si_waterlevel.01b; si_velocity-u.01b; si_velocity-v.01b lateralen q_lateraal-stat.t1250 q_lateraal-stat.qvar2 q_lateraal-stat.pkb instroomrand Arnhem Arnhem Emmerich benedenrand Krimpen a/d Lek Krimpen a/d Lek Werkendam, Ketelmeer, Krimpen a/d Lek afvoer Lobith (m3/s) afvoer Nederrijn (m3/s) Waterstand benedenrand (m +NAP) , , , , , , , , , maart 2012 versie2a

35 Bijlage 4 2d-figuren m3/s Zie bijlagen bij Rapportage morfologische analyse NR-RAP-092 d.d 23 december maart 2012 versie2a

36 Bijlage 5 2d-figuren m3/s Zie bijlagen bij Rapportage morfologische analyse NR-RAP-092 d.d 23 december maart 2012 versie2a

37 Bijlage 6 Methode dwarsstroming De dwarsstroming t.b.v. scheepvaart is als volgt bepaald: - M.b.v. Waqview zijn stroomsnelheden en -richting bepaald per roostercel voor de verschillende afvoeren - M.b.v. een contour die de vaargeul weergeeft (Baseline-bestand zbedgebr ) zijn alleen de waarden binnen de vaargeul geselecteerd - De normaallijnen zijn in dezelfde richting gelegd (boven- naar benedenstrooms) en zijn geknipt met het rooster zodat er per roostercel (en dus per waarde) een stukje normaallijn is - De richting van elk stukje normaallijn is bepaald - Deze richting is gekoppeld aan de stroomsnelheidslocaties die het dichtst bij de normaallijnen liggen. Voor elke roostercel langs de normaallijn is nu één punt met stroomsnelheid, -richting en richting van de normaallijn beschikbaar - Voor elk punt is de stroomsnelheid en richting loodrecht op de normaallijn bepaald. Dit is de grootte en richting van de dwarsstroming. Vervolgens zijn deze waarden geplot is GIS en zijn in excel grafieken gemaakt voor de linker- en rechteroever. De resultaten zijn hieronder weergegeven voor afvoeren van tot m 3 /s maart 2012 versie2a

38 38 9 maart 2012 versie2a

39 39 9 maart 2012 versie2a

40 40 9 maart 2012 versie2a

41 41 9 maart 2012 versie2a

42 Bijlage 7 Rapportage morfologische analyse NR-RAP-092 d.d 23 december maart 2012 versie2a

43

44 Rapportage Morfologische effecten Elst NR-RAP maart 2012 versie 2a

45 Rapportage Morfologische effecten Elst NR-RAP-092 Document historie Revisienummer. Revisie datum Aanpassingen 0a 23 december 2011 Eerste concept 1a 23 december 2011 Alle opmerkingen verwerkt, definitief 2a 9 maart 2012 Opmerkingen review verwerkt 3 9 maart 2012 versie 2a

46 Rapportage Morfologische effecten Elst NR-RAP-092 Inhoudsopgave 1 Morfologische effecten Grenzen voor bodemerosie Onderdelen Morfologische aandachtspunten uiterwaardvergraving Elst Conclusies Bijlagen maart 2012 versie 2a

47 Rapportage Morfologische effecten Elst NR-RAP Morfologische effecten Deze rapportage handelt over de morfologische effecten ten gevolge van de uitvoering van het deelproject Elst als onderdeel van het project vier maatregelen Nederrijn. Het doel is om de morfologische effecten van het ontwerp in beeld te brengen en de daaraan verbonden risico s te benoemen. De effecten en risico s worden beschreven in vergelijking tot de voorkeursvariant (VKV) en de referentiesituatie. De morfologische studie wordt uitgevoerd op basis van Waqua en Waqmorf berekeningen, bestaande rapportages en expertkennis. De volgende scenario s van WAQUA worden gebruikt: Tabel 1: afvoerscenario s Debiet bovenrijn m 3 /s voorkomen 4000 ± 20 dagen/jr / jr /10 jr (MHW) 1/1250 jr Elk gebied wordt beoordeeld op een aantal vooraf vastgestelde beoordelingspunten die volgen uit het rivierkundig beoordelingskader. Hierbij wordt er rekening mee gehouden dat de scenario s een verschillende herhalingsfrequentie hebben (tabel 1). Hierdoor kan het zijn dat bij lagere afvoeren kleine veranderingen in stroming een grotere invloed hebben op het beheer dan zeer grote veranderingen die slechts in scenario s van eens in 1250 jaar voorkomen. Op voorhand is te stellen dat een scenario met een herhalingstijd van 1250 jaar waarschijnlijk weinig invloed heeft op de jaarlijkse hoeveelheid baggeren. Als het gaat om onderhoud aan de uiterwaard of kade ligt de nadruk bij een 1/1250 jr scenario op het controleren op hoge stroomsnelheden in verband met ondermijning van constructies of kades. Een eens per 10 jaar of eens per jaar afvoer hebben een grotere invloed op het rivieronderhoud door hun grotere frequentie en doorgaans minder extreme morfologische gevolgen per hoogwater. Bij 4000 m 3 /s bij Lobith is doorgaans geen overstroming van de zomerkades aanwezig in de Nederrijn en bij 6000 m3/s bij Lobith loopt de uiterwaard doorgaans niet onder of is er slechts weinig water aanwezig. In uiterwaarden zal dit vooral leiden tot het achterlaten van slib en drijvende takken en mogelijk drijvend vuil. 5 9 maart 2012 versie 2a

48 Rapportage Morfologische effecten Elst NR-RAP Grenzen voor bodemerosie In de beoordeling van de morfologie wordt rekening gehouden met de erosiegevoeligheid van de bodem. De bestendigheid van bodemmateriaal tegen erosie is bij benadering bekend 1 en gegeven in Tabel 1. Daarnaast speelt de vegetatie een belangrijke rol. Van invloed zijn hierbij o.a.: type groeivorm, leeftijd, dekkinggraad, doorworteldiepte etc. 2 Getallen lopen hierbij ver uiteen. Daarom wordt hier Tabel 1 aangehouden. Daarnaast is bekend dat vaste klei met grasbekleding stroomsnelheden tot 1 m/s goed kan hebben. Dit wordt daarom doorgaans toegepast op dijken. Tabel 1: Toelaatbare stroomsnelheden bij een natuurlijk evenwichtsprofiel Grondsoort toelaatbare (m/s) Zand 0,30 Veen 0,50 Zandige klei 0,40 Slappe klei 0,60 Redelijk vaste klei 0,80 (1,0 bij kortdurende belastingen) Vaste klei 1,00 (1,2-1,5 bij kortdurende belastingen 1 CUR-rapport 201, natuurvriendelijke oevers belasting en sterkte 2 Vegetatiekundige inventarisatie en erosiebestendigheid van de waterkeringen in het beheersgebied van Waterschap Vallei en Eem. Alterra maart 2012 versie 2a

49 Rapportage Morfologische effecten Elst NR-RAP Onderdelen In de ontwerpen worden de volgende punten beoordeeld volgens het morfologisch beoordelingskader: Tabel 3: beoordelingspunten 1 Hydraulisch Het totale effect van de maatregelen op de waterstandverlaging bij Maatgevend Hoog Water (MHW) in vergelijking tot VKV en referentie. NVT 3 2 Onderhoud rivieras: Sedimentatie en erosie met als gevolg een systematische toename of afname van baggerwerk of uitdiepen van de rivier. Input: Waqua rekenresultaten in kaarten en getallen. Output: kaarten en analyse van rekenresultaat van Waqmorf. Inschatting gevolgen en risico s op basis van expert judgement 3 Rivieroever: Erosie van de oever en het lage deel van het talud van de vaargeul met als gevolg geulverlegging, verandering geulafmeting, oeverafslag of oeverinstabiliteit. Input: Waqua rekenresultaten in kaarten en getallen en bodemligging. Output: kaarten en analyse van rekenresultaat van Waqmorf. Inschatting risico s op basis van expert judgement. 4 Uiterwaard: Erosie en sedimentatie met als gevolg toe- of afname van de berging of stroomvoerende capaciteit, schade aan constructies of hinder. Input: Waqua rekenresultaat in kaarten en getallen en bodemligging. Grenssnelheden voor erosie voor verschillende bodemtypen en begroeiing. Output: beoordeling risico s en effecten op basis van gegevens en expert judgement. Bepaling van verandering in bergend vermogen en effect op stroombeeld. 5 Nevengeulen en watergangen: Erosie en sedimentatie met als gevolg verandering van de geuldimensies en watervoerende capaciteit of risico s voor de waterkeringen. Input: Waqua rekenresultaten en terreinhoogten. Grenssnelheden voor erosie voor verschillende bodemtypen en begroeiing. Output: analyse van veranderingen in geuldimensie en positie en inschatting van de effecten op hoogwaterafvoer en risico s voor schade aan objecten op basis van expert judgement. 6 Kades: Stroomsnelheid en erosie over, langs en achter de kade ivm stabiliteit van de kade en het risico op ondergraving van de constructie. Input: Waqua rekenresultaat, terreinhoogten en grenssnelheden voor erosie voor verschillende bodemtypen. Output: analyse en overzicht van risicovolle locaties mbt erosie en het optreden van mogelijk risicovolle hoge stroomsnelheden. 7 Keringen: 3 Dit wordt behandeld in de rapportage met betrekking tot het hydraulisch en morfologisch onderzoek. 7 9 maart 2012 versie 2a

50 Rapportage Morfologische effecten Elst NR-RAP-092 Erosie in nabijheid van de kering waardoor gevaar op afname van stabiliteit van de kering kan ontstaan. Input: Waqua rekenresultaten, terreinhoogten en Output en grenssnelheden voor erosie voor verschillende bodemtypen en begroeiing. Output: Risico-inschatting op basis van expert judgement. 8 Kribben: Toename van stroomsnelheid of achterloopsheid van de kribben of erosie rondom de kribben met als gevolg instabiliteit van de kribben of afname van de werking. Input: Waqua rekenresultaten, terreinhoogten en Output en grenssnelheden voor erosie voor verschillende bodemtypen en begroeiing. Output: Analyse van stroomsnelheden rondom de kribben en risico-inschatting op basis van expert judgement 9 Constructies Erosie rondom constructies met als gevolg instabiliteit of schade. Input: resultaten van voorgaande analysestappen Output: beschrijving van risico s per object. 8 9 maart 2012 versie 2a

51 Rapportage Morfologische effecten Elst NR-RAP Morfologische aandachtspunten uiterwaardvergraving Elst De uiterwaardvergraving van Elst is beoordeeld op basis van Waqua berekeningen voor de afvoerscenario s zoals genoemd in rapportage hydraulisch en morfologisch onderzoek Definitief ontwerp maatregel Elst. Er zijn berekeningen uitgevoerd van de referentiesituatie, het VKV en VO. Onderstaande tabel geeft de bevindingen weer per beoordelingspunt. De beoordeling is uitgevoerd op basis van de gegevens in de volgende kaarten: Kaart Uiterwaardvergraving Elst DO, waquarun D01: stroomsnelheden MW-D01-q10000; Kaart Uiterwaardvergraving Elst DO, waquarun D01: stroomsnelheden MW-D01-q16000; Kaarten 4 maatregelen Nederrijn. Locatie Elst. Bijlagen 1-1 t/m 4-4 Kaart Uiterwaardvergraving Elst DO, waquarun D01: gebieden waar bepaalde stroomsnelheden voorkomen. 1 Hydraulisch Het totale effect van de maatregelen op de waterstandverlaging bij Maatgevend Hoog Water (MHW) in vergelijking tot VKV en referentie. NVT 4 2 Onderhoud rivieras: Sedimentatie en erosie met als gevolg een systematische toename of afname van baggerwerk of uitdiepen van de rivier. In en rondom de riviergeul zijn de stroomsnelheden nagenoeg gelijk. Bij een afvoer van q=4000 m 3 /s en q=6000 m 3 /s is geen overstroming van de vergraven uiterwaard en zijn de snelheden vrijwel identiek. Bij maatgevend hoogwater zijn de snelheden in de geul 0,1 tot 0,3 m/s hoger.verwachting is dat er geen verandering is in baggerintensiteit. 3 Rivieroever: Erosie van de oever en het lage deel van het talud van de vaargeul met als gevolg geulverlegging, verandering geulafmeting, oeverafslag of oeverinstabiliteit. Stroomsnelheden langs de oevers en in de rivier zijn bij hoge afvoeren lager na uitvoering van de werkzaamheden dan in de referentiesituatie. Bij de zomerkade ten zuiden van de steenfabriek zijn stroomsnelheden aanwezig die enige erosie van een onbeschermde rivieroever tot gevolg kunnen hebben. Ten opzichte van de bestaande situatie vinden er praktisch geen veranderingen plaats. Er zijn derhalve geen aanvullende maatregelen nodig. De oever is voldoende beschermd. 4 Uiterwaard: Erosie en sedimentatie met als gevolg toe- of afname van de berging of stroomvoerende capaciteit, schade aan constructies of hinder. Stroomsnelheden in de uiterwaard tussen de steenfabriek en de watergang zijn bij afvoerscenario s q=10000 m 3 /s en q=16000 m 3 /s ongeveer 1 m/s en daarmee groot genoeg om erosie van onbeschermde bodem te veroorzaken. Uit de verschillenanalyse van de stroomsnelheden blijkt dat in de huidige situatie deze stroomsnelheden bij vergelijkbare afvoeren ook voorkomen. Bij uitvoering van het DO wordt eenzelfde kleiige bovengrond teruggebracht als nu aanwezig is. Grasland op kleiige bodem kan stroomsnelheden van een meter per seconde redelijk goed hebben en er is geen gevaar voor beschadiging van objecten. Het beheer dient, net als nu het geval is - middels controles na hoogwater rekening te houden met enige erosie en sedimentatie op de uiterwaard. Achter de zomerkade ten zuiden van de terp zijn stroomsnelheden boven 1 m/s aanwezig. Ook hier wordt ter plaatse gewonnen kleiige bodem aangebracht en grasland. Bij maatgevend hoogwater kan hier lokaal erosie optreden. Het beheer dient ook hier, net als nu het geval is - middels controles na hoogwater rekening te houden met enige erosie. Stroomafwaarts neemt de stroomsnelheid af en zal naar verwachting enige sedimentatie op de uiterwaard plaatsvinden. Er zijn niet direct problemen te verwachten op de uiterwaard m.b.t. 4 Dit wordt behandeld in de rapportage met betrekking tot het hydraulisch en morfologisch onderzoek 9 9 maart 2012 versie 2a

52 Rapportage Morfologische effecten Elst NR-RAP-092 bergingcapaciteit als gevolg van erosie en sedimentatie. In het beheer zal hier rekening mee gehouden moeten worden. 5 Nevengeulen en watergangen: Erosie en sedimentatie met als gevolg verandering van de geuldimensies en watervoerende capaciteit of risico s voor de waterkeringen. Er komen stroomsnelheden voor in de watergang van ongeveer 1 m/s bij q=16000m 3 /s en q= Afvoeren in de orde van 1m/s kunnen voor erosie van de bodem en oever van de watergang zorgen. De watergang wordt op een natuurlijke manier beheerd, erosie wordt in zeker mater toegestaan. Het beheer is hierop afgestemd. 6 Kades: Stroomsnelheid en erosie over, langs en achter de kade i.v.m. stabiliteit van de kade en het risico op ondergraving van de constructie. Verlagen van de zomerkade ten zuiden van de terp creëert bij scenario s van Q Lobith =10000 m 3 /s en hoger een overloop naar het lager gelegen achterland. Hierbij zijn de stroomsnelheden achter de kade: in de orde 1 m/s en tot 1,3 m/s bij maatgevende afvoer. Hierdoor is er bij maatgevende afvoer kans op erosie. De kade wordt bedekt met kleiige grond met een grasbekleding ter bescherming. In het beheer dient rekening gehouden te worden met kans op erosie door controle na extreme hoogwaters. 7 Keringen: Erosie in nabijheid van de kering waardoor gevaar op afname van stabiliteit van de kering kan ontstaan. Stroomsnelheden nabij de hogere gronden zijn laag, erosiegevaar is daardoor nagenoeg nihil. Er zijn geen (winter)dijken. Er zijn geen knelpunten aanwezig. 8 Kribben: Toename van stroomsnelheid of achterloopsheid van de kribben (stroming achter de kribben langs) of erosie rondom de kribben met als gevolg instabiliteit van de kribben of afname van de werking. De kribben zijn rondom beschermd met kleiig materiaal. De aansluitingen van de kribben worden zonodig aangevuld met kleiig materiaal. Het beheer dient, net als nu het geval is - middels controles na hoogwater rekening te houden met de kans op erosie en zal bestaan uit het uitvullen van mogelijke erosiegaten. 9 Constructies Erosie rondom constructies met als gevolg instabiliteit of schade. De voetgangers/verkeersbrug krijgt te maken met stroomsnelheden rond 1 á 1,3 m/s. De peilers / palen kunnen dit goed hebben. De bodem rondom de peilers wordt beschermd met een betonblokkenmat. Verdere maatregelen zijn niet nodig maart 2012 versie 2a

53 Rapportage Morfologische effecten Elst NR-RAP Conclusies De belangrijkste aandachtspunten betreffen de hoge stroomsnelheden die kunnen optreden direct achter de zuidwestelijke zomerkade. Bij hoge afvoeren kan daar enige erosie van de uiterwaard verwacht worden. Het beheer dient hierop afgestemd te zijn maart 2012 versie 2a

54 Rapportage Morfologische effecten Elst NR-RAP Bijlagen Kaart Uiterwaardvergraving Elst DO, waquarun D01: stroomsnelheden MW-D01-q10000; Kaart Uiterwaardvergraving Elst DO, waquarun D01: stroomsnelheden MW-D01-q16000; Kaarten 4 maatregelen Nederrijn. Locatie Elst. Bijlagen 1-1 t/m 4-4 Kaart Uiterwaardvergraving Elst DO, waquarun D01: gebieden waar bepaalde stroomsnelheden voorkomen maart 2012 versie 2a

55 161300, , Legenda stroomsnelheid Elst DO q10000 m/s 0,00-0,10 0,11-0,30 0,31-0,50 0,51-0,70 0,71-1,00 1,01-1,30 1,31-1,63 droog 0,01-0, , , waterdiepte (m) 0,51-1 1,1-2 2,1-3 3,1-4 4,1-7 7, Vlakken Bebost parklandschap ACAD-NR-TEK-SIT-174-0b terp , , Wegen_straten Scenario voor waterdiepte en stroomsnelheid bij q=10000 m3/s Meters Uiterwaardvergraving Elst Do 1 Projectnummer: Status: concept Datum: Schaal: 1:3.000 Formaat: A2 Tekeningnummer: 131 Grontmij Nederland bv Alle rechten voorbehouden , , Hoofdkantoor Locaties: De Bilt De Holle Bilt HM, De Bilt T waterbouw@grontmij.nl

56 161300, , Legenda stroomsnelheden-elst-do1-q16 vel 0,00-0,10 0,11-0,30 0,31-0,50 0,51-0,70 0,71-1,00 1,01-1,30 1,31-1,81 droog 0,01-0, , , waterdiepte (m) 0,51-1 1,1-2 2,1-3 3,1-4 4,1-7 7, Vlakken Bebost parklandschap ACAD-NR-TEK-SIT-174-0b terp , , Wegen_straten Scenario voor waterdiepte en stroomsnelheid bij q=16000 m3/s Meters Uiterwaardvergraving Elst Do 1 Projectnummer: Status: concept Datum: Schaal: 1:3.000 Formaat: A2 Tekeningnummer: 136 Grontmij Nederland bv Alle rechten voorbehouden , , Hoofdkantoor Locaties: De Bilt De Holle Bilt HM, De Bilt T waterbouw@grontmij.nl

57

58

59

60

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73 161300, , Legenda Vlakken Wegen_straten Bebost parklandschap , , ACAD-NR-TEK-SIT-174-0b terp interpolatie bij q16000 stroomsnelheid m/s 0-0,8 0,81-1 1,1-1, , , > 1,3 (rivier) Scenario voor waterdiepte en stroomsnelheid bij q=16000 m3/s Meters Uiterwaardvergraving Elst Do 1 Projectnummer: Status: concept Datum: Schaal: 1:3.000 Formaat: A2 Tekeningnummer: 900 Grontmij Nederland bv Alle rechten voorbehouden , , Hoofdkantoor Locaties: De Bilt De Holle Bilt HM, De Bilt T waterbouw@grontmij.nl