Hydraulische randvoorwaarden categorie c-keringen

Transcriptie

1 Opdrachtgever: Ministerie van Verkeer en Waterstaat Hydraulische randvoorwaarden categorie c-keringen Achtergrondrapport Hollandsche IJssel (dijkring 14 en 15) Auteurs: Bastiaan Kuijper Nadine Slootjes PR1322 november 2008

2

3 november 2008 Achtergrondrapport HR categorie c-keringen Hollandsche IJssel Inhoud Lijst van tabellen... iii Lijst van figuren... v 1 Inleiding Gebiedsbeschrijving Methode en invoergegevens Methode en uitgangspunten Randvoorwaarden en invoergegevens Hydraulica Hydra-B Toetspeil Referenties Bijlage A Locaties oeverdatabases HKV LIJN IN WATER PR1322 i

4

5 november 2008 Achtergrondrapport HR categorie c-keringen Hollandsche IJssel Lijst van tabellen Tabel 2-1: Kenmerken categorie c-keringen langs de Hollandsche IJssel...3 Tabel 3-1: Benodigde gegevens berekeningen Hydraulische Randvoorwaarden Hollandsche IJssel....5 Tabel 4-1: Toetspeilen Hollandsche IJssel voor dijkring 14. Normfrequentie = 1/ Tabel 4-2: Toetspeilen Hollandsche IJssel voor dijkring 15. Normfrequentie = 1/ HKV LIJN IN WATER PR1322 iii

6

7 november 2008 Achtergrondrapport HR categorie c-keringen Hollandsche IJssel Lijst van figuren Figuur 2-1: Overzicht van het gebied met daarbij de c-keringen....3 Figuur 4-1: Randvoorwaardenlocaties Toetspeilen Hollandsche IJssel voor dijkring Figuur 4-2: Locaties Toetspeilen Hollandsche IJssel voor dijkring Figuur 5-1: Oeverlocaties Hollandsche IJssel dijkring Figuur 5-2: Oeverlocaties Hollandsche IJssel dijkring HKV LIJN IN WATER PR1322 v

8

9 november 2008 Achtergrondrapport HR categorie c-keringen Hollandsche IJssel 1 Inleiding Dit rapport geeft nadere achtergrondinformatie over de werkwijze waarop de Toetspeilen voor de c-keringen langs de Hollandsche IJssel zijn bepaald. De berekening van de golfrandvoorwaarden wordt niet besproken, omdat de beheerders deze zelf zullen berekenen middels de op de DVD bij het addendum op het Hydraulische Randvoorwaardenboek 2006 [HR-C, 2008] geleverde programma Hydra-B. Met Hydra-B is het mogelijk om bij de opgegeven overschrijdingsfrequentie de golfbelasting en de benodigde kruinhoogte te berekenen. Aan de werkwijze liggen een methode en verschillende uitgangspunten ten grondslag. Deze staan beschreven in het addendum op het Hydraulische Randvoorwaardenboek 2006 [HR-C, 2008] en zijn in dit rapport niet herhaald. Aangeraden wordt het addendum te lezen voorafgaand aan het lezen van dit rapport. Er worden verschillende typen categorie c-keringen onderscheiden. De categorie c-keringen kunnen qua verschijningsvorm worden onderverdeeld in twee hoofdtypen: 1. gelegen langs oppervlaktewater dat van het buitenwater is afgesloten door een verbindende waterkering (categorie b); 2. niet langs oppervlaktewater gelegen, maar deel uitmakend van een dijkring als gemeenschappelijke scheiding tussen twee aangrenzende dijkringen. Dit type duiden we in het kort aan als dijkringscheidende c-keringen (zie [VTV-C, 2008] voor meer informatie over dit type keringen). De c-keringen langs de Hollansche IJssel vallen onder de eerste categorie. Het volgende hoofdstuk geeft informatie over de ligging van de c-keringen. Hoofdstuk 3 richt zich op de methode en invoergegevens en hoofdstuk 4 geeft de Toetspeilen. HKV LIJN IN WATER PR1322 1

10

11 november 2008 Achtergrondrapport HR categorie c-keringen Hollandsche IJssel 2 Gebiedsbeschrijving Langs de Hollandsche IJssel liggen de c-keringen van twee dijkringen. Tabel 2-1 geeft een aantal kenmerken van deze c-keringen. Dkr Naam Norm Lengte (km) Beheerder 14 Zuid-Holland 1/ ,1 HHRS van Schieland en de Krimpenerwaard 15 Lopiker- en Krimpenerwaard 1/ ,4 HHRS van Schieland en de Krimpenerwaard Tabel 2-1: Kenmerken categorie c-keringen langs de Hollandsche IJssel. In Figuur 2-1 zijn de c-keringen met een paarse lijn aangegeven. De categorie c-kering van dijkring 15 ligt aan de oostzijde van de Hollandsche IJssel, die van dijkring 14 aan de westzijde. De c-keringen lopen ongeveer vanaf Krimpen aan de IJssel tot aan Gouda. Figuur 2-1: Overzicht van het gebied met daarbij de c-keringen. HKV LIJN IN WATER PR1322 3

12

13 november 2008 Achtergrondrapport HR categorie c-keringen Hollandsche IJssel 3 Methode en invoergegevens 3.1 Methode en uitgangspunten De methode voor het type c-kering achter een b-kering gelegen in het benedenrivierengebied is identiek aan de methode die voor de a-keringen in dit gebied wordt gebruikt. In het kort is deze methode als volgt, maar is uitgebreider beschreven in [HR, 2006 en HRC, 2008]: 1. Berekenen waterstanden bij verschillende combinaties van rivierafvoeren, zeewaterstanden, windrichtingen, windsnelheden en keringtoestanden (Maeslant- en Hartelkering, Stormvloedkering Hollandsche IJssel) met het eendimensionale model SOBEK. 2. Berekenen Toetspeilen met het probabilistische model Hydra-B [Geerse, 2003] en [Slomp et al., 2002]. Bij het afleiden van de Hydraulische Randvoorwaarden voor c-keringen achter een b-kering, is het uitgangspunt dat de b-kering niet faalt. Voor de b-keringen die onder dagelijkse omstandigheden open zijn, betekent dit dat de b-kering altijd gesloten is wanneer deze gesloten zou moeten zijn. 3.2 Randvoorwaarden en invoergegevens Deze paragraaf beschrijft de randvoorwaarden die zijn gehanteerd voor de waterstandsberekeningen ( 3.2.1) en de benodigde invoergegegevens voor het berekenen van de Hydraulische Randvoorwaarden met Hydra-B ( 3.2.2). Tabel 3-1 geeft aan welke gegevens nodig zijn voor deze methode: Gegevens Bron Windstatistiek Schiphol Conform [HR, 2006] Zeewaterstandstatistiek Maasmond Conform [HR, 2006] Afvoerstatistiek Rijn (Lobith) en Maas (Lith) Conform [HR, 2006] QH-relaties (waterstanden) Conform [HR, 2006] Bodemhoogten Geschatte standaardwaarde Strijklengten Hydra-B Tabel 3-1: Benodigde gegevens berekeningen Hydraulische Randvoorwaarden Hollandsche IJssel Hydraulica Bij het berekenen van de waterstanden in het benedenrivierengebied voor de primaire a- en b-keringen zijn ook de waterstanden berekend op de Hollandsche IJssel en de Afgedamde Maas. Van deze resultaten is gebruik gemaakt. Voor de gehanteerde modelrandvoorwaarden wordt daarom verwezen naar [Slomp et al., 2002]. De waterstanden zijn alleen op de as van de rivier berekend. Voor de toetsing zijn echter de waterstanden aan de oever nodig. Een vertaalslag van de as naar de oever (teen van de dijk) is dus nodig. Voor oeverlocaties wordt in deze vertaalslag ook de dwarsopwaaiing (de windopwaaiing dwars op de SOBEK-tak) meegenomen; het 1-dimensionale SOBEK berekent namelijk alleen de globale windopzet over het gebied, maar geen verhang dwars op de SOBEK- HKV LIJN IN WATER PR1322 5

14 Achtergrondrapport HR categorie c-keringen Hollandsche IJssel november 2008 takken. Deze vertaalslag wordt beschreven in [De Deugd, 2002], [De Goederen, 2002] en [De Goederen en Lodder, 2004]. Voor een uitvoerpunt (op de rivieras) volgt de tijdreeks van waterstanden door lineaire interpolatie uit de reeksen van omliggende rekenlocaties. Het maximum van de resulterende reeks levert dan de maximale waterstand op het uitvoerpunt. Voor een oeverlocatie wordt de dwarsopwaaiing berekend met een formule uit het Technische Rapport Ontwerpbelastingen [TROB, 2007], waarna het berekende verhang als het ware wordt 'gekanteld' om de rivieras, zie voor details de genoemde literatuur. Opgemerkt wordt dat deze methode conform de methode is zoals ook voor de a-keringen is toegepast. De database met de oeverlocaties op de Hollandsche IJssel is meegeleverd op de DVD bij het Addendum op de Hydraulische Randvoorwaarden [HRC, 2008]. Hierin is tevens informatie opgenomen over de bodemhoogte. Er is voor alle locaties één geschatte standaardwaarde opgenomen. De beheerder heeft de mogelijkheid dit voor de toetsing zelf aan te passen Hydra-B Voor het berekenen van de Hydraulische Randvoorwaarden zijn dezelfde invoergegevens en instellingen gebruikt als voor de primaire a- en b-keringen. Hiervoor wordt verwezen naar [Geerse, 2003]. 6 PR1322 HKV LIJN IN WATER

15 november 2008 Achtergrondrapport HR categorie c-keringen Hollandsche IJssel 4 Toetspeil In de SOBEK-berekeningen is geen rekening gehouden met laterale in- en uitstroming of het uitslaan van pompen op de Hollandsche IJssel. Voor de pompen en gemalen die uitslaan op de Hollandsche IJssel geldt een maalstoppeil van 2,60 m+nap. Daarom is, indien de berekende waterstand bij de norm lager is dan dit peil, het is verhoogd tot 2,60 m+nap. Deze vertaling is echter niet gemaakt in de databases van Hydra-B. Voor het toetsen op 'Hoogte' dient voor die locaties, die volgens Hydra-B een Toetspeil hebben lager dan 2,60 m+nap, een toeslag van 1 dm bij de benodigde kruinhoogte te worden opgeteld. Het betreft de locaties voor dijkring 14 en de locaties voor dijkring 15. Zie verder [VTV-C, 2008]. Hieronder volgen de Toetspeilen voor de twee dijkringen langs de Hollandsche IJssel: dijkring 14 en dijkring 15. Figuur 4-1 geeft de randvoorwaardenlocaties voor dijkring 14 (zwarte punten) weer, Figuur 4-2 geeft deze weer voor dijkring 15 (gele punten). HKV LIJN IN WATER PR1322 7

16 Achtergrondrapport HR categorie c-keringen Hollandsche IJssel november 2008 Figuur 4-1: Randvoorwaardenlocaties Toetspeilen Hollandsche IJssel voor dijkring PR1322 HKV LIJN IN WATER

17 november 2008 Achtergrondrapport HR categorie c-keringen Hollandsche IJssel Locatie Omschrijving Toetspeil [m+nap] 40 Gouda 3,4 41 3,3 42 3,2 43 3,1 44 3,0 45 2,9 46 2,8 47 2,7 48 Kortenoord 2,7 49 2,6 50 2,6 51 2,6 52 2,6 53 2,6 54 2,6 55 2,6 56 2,6 57 2,6 Tabel 4-1: Toetspeilen Hollandsche IJssel voor dijkring 14. Normfrequentie = 1/ HKV LIJN IN WATER PR1322 9

18 Achtergrondrapport HR categorie c-keringen Hollandsche IJssel november 2008 Figuur 4-2: Locaties Toetspeilen Hollandsche IJssel voor dijkring PR1322 HKV LIJN IN WATER

19 november 2008 Achtergrondrapport HR categorie c-keringen Hollandsche IJssel Locatie Omschrijving Toetspeil [m+nap] 40 Gouda 3,2 41 3,1 42 3,0 43 2,9 44 2,9 45 2,8 46 2,7 47 2,6 48 2,6 49 2,6 50 2,6 51 2,6 52 Ouderkerk aan de IJssel 2,6 53 2,6 54 2,6 55 2,6 56 2,6 57 2,6 Tabel 4-2: Toetspeilen Hollandsche IJssel voor dijkring 15. Normfrequentie = 1/2.000 HKV LIJN IN WATER PR

20

21 november 2008 Achtergrondrapport HR categorie c-keringen Hollandsche IJssel 5 Referenties [De Deugd, 2002] Waterloopkundige berekeningen in het Benedenrivierengebied voor het Randvoorwaardenboek H. de Deugd. RIZA-werkdocument x. RIZA Dordrecht. [Geerse, 2003] Probabilistisch model hydraulische randvoorwaarden Benedenrivierengebied. C.P.M. Geerse, RIZA werkdocument X. [De Goederen, 2002] Werkwijze waterloopkundige berekeningen in het Benedenrivierengebied voor het Randvoorwaardenboek S. de Goederen. RIZA-werkdocument x. RIZA Dordrecht, december [De Goederen en Lodder, 2004] Toetspunten voor Randvoorwaardenboek S. de Goederen en Q. Lodder. RIZAwerkdocument x. RIZA januari [HR, 2006] Hydraulische Randvoorwaarden 2006 voor het toetsen van primaire waterkeringen voor de derde toetsronde Ministerie van Verkeer en Waterstaat Directoraat-Generaal Water. september [HR-C, 2008] Hydraulische Randvoorwaarden 2006 voor het toetsen van primaire waterkeringen categorie c voor de derde toetsronde Ministerie van Verkeer en Waterstaat, Directoraat-Generaal Water, [Slomp et al., 2002] Onderbouwing Hydraulische Randvoorwaarden 2001 voor het benedenrivierengebied. R.M. Slomp, C.P.M. Geerse en H. de Deugd, RIZA-rapport , ISBN [TROB, 2007] Technisch Rapport Ontwerpbelastingen voor het Rivierengebied, Expertise Netwerk Waterkeren, Leidraad teksten door Rijkswaterstaat, Teksten: Rijkswaterstaat Rijksinstituut voor Integraal Zoetwaterbeheer en Afvalwaterbehandeling, Den Haag, juli [VTV-C, 2008] Voorschrift Toetsen op Veiligheid. Addendum voor primaire waterkeringen categorie c. Ministerie van Verkeer en Waterstaat, Directoraat-Generaal Water, CONCEPT HKV LIJN IN WATER PR

22

23 Bijlagen

24

25 november 2008 Achtergrondrapport HR categorie c-keringen Hollandsche IJssel Bijlage A Locaties oeverdatabases In dit rapport zijn alleen de Toetspeilen gegeven op de as van de rivier. De Toetspeilen langs de oever moeten door de gebruiker worden berekend m.b.v. Hydra-B. Hiervoor is voor elke dijkring een oeverdatabase gemaakt en opgenomen op de DVD bij de [HRC, 2008]. Hieronder volgt voor elk van de twee dijkringen een figuur met daarin de locaties uit deze oeverdatabase. Figuur 5-1: Oeverlocaties Hollandsche IJssel dijkring 14. HKV LIJN IN WATER PR

26 Achtergrondrapport HR categorie c-keringen Hollandsche IJssel november 2008 Figuur 5-2: Oeverlocaties Hollandsche IJssel dijkring PR1322 HKV LIJN IN WATER