Bacheloropleiding Aarde en economie, Vrije Universiteit Amsterdam
Bovenbouwmodule Rivierengebied Opbouw, gebruik en veranderingen
Mark Bokhorst Bacheloropleiding Aarde en economie
Doelstelling Na deze lezing kunt u: De ligging en verschijnselen in het rivierengebied verklaren aan de hand van: * de natuurlijke ontwikkeling sinds het Weichselien * gevolgen van menselijk ingrijpen in verleden en heden en kunt u geplande ingrepen in de toekomst motiveren vanuit: * de huidige toestand van het rivierengebied * de uitwerking van klimaatverandering op het gebied. 2
Opbouw lezing • Overview rivierengebied • Eigenschappen rivieren in relatie tot natuurlijke ontwikkeling sinds het Weichselien • Interactie tussen natuurlijke veranderingen en ingrepen door de mens (sinds 2000 j. BP) • Idem voor heden en toekomst en relatie tot het huidig beleid • Literatuurtips
3
Deel 1:
Overview rivierengebied en natuurlijke ontwikkeling
4
Overview rivierengebied Afbuiging westwaarts door stuwwallen
Dalend
Toch rare loop
Stijgend 5
Overview rivierengebied Afbuiging westwaarts door stuwwallen Toch rare loop: Stroomt niet naar laagste punt!
Dalend
?
Stijgend 6
Overview rivierengebied Oorzaak: initiele loop einde Weichselien door forebulge
Dalend
forebulge X
Stijgend 7
Overview rivierengebied Pas na 2000 BP: verlegging (avulsies) - forebulge verdwenen - deel stuwwallen toegedekt - toename afvoer: avulsies
Dalend
Stijgend 8
Ligging stroomruggen aan opp. bewijzen: rivieren hebben zich altijd verlegd! Zowel natuurlijk als door menselijk ingrijpen. 9
Zichtbare oude lopen
10
En onzichtbare oude lopen
wielen
(binnengedijkt)
11
(buitengedijkt)
Hoe kunnen we de aard van het gebied verklaren?
12
Grote lijnen ontwikkeling sinds einde Weichselien Van invloed op gedrag rivier: • Afvoer • Verhang • Verticale afstand tot erosiebasis • Sedimentlast • Aard van het sediment • Vegetatie (gestuurd door klimaat of mens)
13
Grote lijnen ontwikkeling sinds einde Weichselien Einde Weichselien: • Afvoer Æ hoog • Verhang Æ rel. groot • Verticale afstand tot erosiebasis Æ groot • Sedimentlast Æ hoog! • Aard van het sediment Æ grof • Vegetatie Æ weinig VLECHTEND 14
Grote lijnen ontwikkeling sinds einde Weichselien Holoceen: • Afvoer Æ laag • Verhang Æ verkleinend • Verticale afstand tot erosiebasis Æ verlagend • Sedimentlast Æ laag • Aard van het sediment Æ fijn • Vegetatie Æ veel MEANDEREND (INSNIJDEND) 15
Grote lijnen ontwikkeling sinds einde Weichselien Holoceen: • Afvoer Æ laag • Verhang Æ verkleinend • Verticale afstand tot erosiebasis Æ verlagend • Sedimentlast Æ laag • Aard van het sediment Æ fijn • Vegetatie Æ veel MEANDEREND (ACCUMMUL.) 16
Grote lijnen ontwikkeling sinds einde Weichselien Holoceen: • Afvoer Æ laag • Verhang Æ zeer klein • Verticale afstand tot erosiebasis Æ nul! • Sedimentlast Æ laag • Aard van het sediment Æ fijn • Vegetatie Æ veel ‘RECHT’ (ACCUMMUL.) 17
Zones in het Holocene rivierengebied
<1.3 >1.3
Pl 18
: en e toc s i e
orm o v
ed b .
va g din
lec v n
de n hte
r ir vie
Zones in het Holocene rivierengebied
2 Onthoud (van O Æ W): <1.3
1. Terrassenkruising
>1.3
2. Meanderende zone (accumulerend, met avulsies*)
1 3
3. Erosiebasis 4. Stagnatiezone (veenvorming)
19
4
asis b e i s ero
Zeeniveau: waterstagnatie Æveenvorming
* Avulsie = stroomgordelverlegging
n: e e c o ist e l P
rm o vo
an v ing d ed b .
de n hte c vle
er ir vi
Verschuiving hele systeem met zeespiegelstijging
Let op: Zeesp.rijzing niet lineair vanwege verdwijnen ijs!
e Pl
20
e c o i st
vo : en
b . m or
in d ed
a v g
n
h c e vl
r e d n e t
r e i iv
Doorsnede West-Nederland
21
Verschuiving terrassenkruising (start sedimentatie!)
22
Resten vlechtende rivier uit Weichselien ACHTER terrassenkruising
23
Resten vlechtende rivier uit Weichselien ACHTER terrassenkruising
Hatertse vennen
24
Verschuiving meanderende zone, gekenmerkt door avulsies
a e M
25
e d n
d n re
e
zon
e
Hoe kunnen we de aard van het gebied verklaren?
26
Resume 1a • Loop afvoer in NL bepaald door: - kanteling NL - ligging stuwwallen - forebulge eind Weichselien en begin Holoceen • Rivieren geen constante loop, uit zich in stroomruggen en preferente doorbraakpunten • Verleggingen (avulsies) vinden plaats in accumulerende meanderende zone
27
Resume 1b Vlechtend ÅÆ Meanderend ÅÆ Recht Debiet Verhang Bedload Erosiebasis Vegetatie
28
Groot Groot Grind/zand Ver weg Weinig
Gemiddeld/klein Klein Klein/Zand/klei Kleiig Nabij Aan Veel Veel
Resume 1c • Rivierengebied bestaat uit 4 zones (van O Æ W): - meanderend insnijdend (sinuositeit >1.3) - meanderend accumulerend (scheiding = terrassenkruising. Maas: Grave, Rijn: Xanten (D)) - ‘recht’ aan erosiebasis (sinuositeit <1.3) - ‘recht’ op zeeniveau: waterstagnatie Æ veenvorming • Zones schuiven oostwaarts op met zeespiegelrijzing. Dit verklaart: - ligging van overblijfselen vlechtend riviersysteem - stroomruggen nabij opp. alleen oostelijk deel - rechte loop en veenvorming perimarien gebied 29
Tussensmijter
Gedurende de laatste 2000 jaar is de Rijn geen vlechtende rivier geweest.
A. Waar B. Niet waar
30
Deel 2:
De mens in het rivierengebied
31
PKB Ruimte voor de rivier
32
Ingrijpend, een derde rivierengebied op de schop
Algemeen geldend
Als het kalf verdronken is dempt men de put
33
Boskap bovenloop: toename debiet, meandering intensiveert
a e M
34
e d n
d n re
e
zon
e
Vanaf 2000 jaar BP: invloed van de mens merkbaar Meanderende zone weer naar het westen! Dit komt door: ontbossing bovenloop Æ vegetatie houdt minder water vast Æ extra water in de rivier Æ meanders worden groter en migreren!
35
Waarschijnlijk in kader van toename ersoiviteit Romeinse tijd • Drususgracht • Extra vertakking Rijn Æ Lek • Graven nieuwe IJsselkop
Daarna een lange continue geschiedenis van aanpassingen 36
Focus 1: Scheiden Maas en Waal n.a.v. avulsies Bommelerwaard
Ingrijpende aanpassing
Natuurlijke verlegging
37
Focus 2: ingrepen n.a.v. ijsdammen eind 17e eeuw
8%
2%
22%
33%
10%
90%
38
11%
67%
Focus 3: ingrepen n.a.v. rampjaar 1809
39
Focus 4: ingrepen jaren 1960 n.a.v. 1953 en scheepvaart Haringvlietdam
Pannerdense overlaat
X
40
Stuwen bij Driel
Focus 5: Deltaplan Grote Rivieren n.a.v. 1993 en 1995 Waal, 1995
Gameren, sinds 1997
41
Focus 5: Deltaplan Grote Rivieren n.a.v. 1993 en 1995
- 650 km dijkverzwaringen - soort paniekreactie - zonder vooronderzoek begonnen - ‘Moeten we hier wel mee doorgaan?’
Terecht…. 42
Natuurlijke situatie
43
Natuurlijke situatie
44
Kunstmatige situatie
Natuurlijke situatie
45
Kunstmatige situatie
Natuurlijke situatie
46
Kunstmatige situatie
Natuurlijke situatie
47
Kunstmatige situatie
Natuurlijke situatie
48
Kunstmatige situatie
Daar bovenop: neerlagveranderingen 2007 - 2099
49
Bron: Europe ACACIA project
Afvoer Rijn en Maas (in m3/s)
max.
Rijn (Lobith)
13.000
2.200
620
3.000
260
30
Maas Mississippi Rhône
50
56.000 13.000
gem.
12.000 1.670
min.
5.600 360
ZOMER Zoet water nodig voor: - drinkwater - koelwater - irrigatie landbouw - peil IJsselmeer - scheepvaart Natuurlijke situatie - doorspoelen zilte polders
51
Wilnis 2004
WINTER Veel te veel water! - neerslag kan niet afgevoerd - overstromingen - oogsten mislukken - heleboel extra sediment uit achterland
overstromingen 52 1993 en 1995
Oude normering: overstromingskans door buitenwater
53
Kosten in euro
Nieuwe benadering: overstromingskans in relatie tot inhoud dijkring
K=I+R A I = investeringskosten (gelijk voor iedere dijkring)
R = verwachte schade = restschade (varieert per dijkring) ‘Intensiteit’ van de ingreep 54
Internationale verdragen voor Rijn en Maas Rijnverdrag (1999) en Actieplan Hoogwater (Maas) (1998) Gebaseerd op: - Hoogwaterstandsverlaging, ‘drietrapsstrategie’ * Bovenstrooms vasthouden van teveel water (waterretentie) * Rivieren meer ruimte geven * watertoets voor landinrichtingswijzigingen - Internationale samenwerking - Flexibiliteit, geen opgedrongen besluiten - Wederzijds vertrouwen Doelen: - Gemiddeld 70 cm verlaging in 2020 - Waterkwaliteit Hieruit geboren: Ruimte voor de Rivier 55
PKB Ruimte voor de rivier Aanleiding - Herinnering 1993 en 1995 - Klimaatverandering (2100: Rijn 18.000 m3/s!) - Hoogwatermaatregelen Duitsland onvoldoende Doelstelling: 1. Reguliere hoogwaterstanden op 40 lokaties verlagen (3 tot 40 cm in 2015 (‘maatgevende hoogwaterstand’ per gebied gedefinieerd) 2. Natuurontwikkeling steeds nagestreefd Maatgevende afvoer: Rijn: 16.000 m3/s (huidig max is 15.000 m3/s) Maas: 3.800 m3/s (huidig max is 3.650 m3/s) 56
Overzicht ‘kosten en baten’ van ingrepen
Maatregel
2 Kribverlaging 10 Verlagen ruwheid vegetatie 8 Nevengeul
Effect op waterstand
Kosten
Reversibiliteit
xx
€
++
xx
€€€€
+
x
€€€€€€
-
€€
--
xxxxxx
€€€€€€€€€€€€€
--
xxxxxxxxxxxx
€€€€€
---
11 Verwijderen hoogwatervrij terrein xx 9 Verlagen winterbed met 1 m 13 Verbreden winterbed (1 km) 57
PKB Ruimte voor de rivier
Dijkverbetering perimarien gebied (ook veel clamiteitenpolders)
waterretentie
58
Te behandelen voorbeelden
Obstakelverwijdering Kaartje voor obstakelverw.
Voor RvR gerealiseerd door RWS
Spoorbrug Oosterbeek
59
Obstakelverwijdering
Millingerwaard:
60
Uiterwaardvergraving Everdingen
Voor RvR gerealiseerd door RWS
61
Hoogwatergeul
62
Hoogwatergeul Gevolgen RvR: verplaatsing hoogwaterprobleem steeds meer naar Kampen
63
Voor RvR gerealiseerd door RWS
Dijkteruglegging
64
Ontpoldering
65
Waterretentiepolder (verijdeld)
66
Waterretentiepolder (verijdeld)
Grote schade
67
Bron: hoogwaterplatform
Waterretentiepolder (verijdeld)
Grote schade Alternatief 68
Bron: hoogwaterplatform
Sfeerplaatjes….
69
Waterretentiepolder: principe
70
Waterretentiepolder: principe
Opp: volume opslaan in polder
71
Waterretentiepolder: principe
Opp: volume opslaan in polder
Dit vb.: 5000 m3 * 432.000 s (=5dgn) = 2 miljard m3 Ooijpolder Æ maaiveld-dijkkruin=6m Æ 360 km2 Ooijpolder = ongeveer 130 km2 Æ veel te weinig!
72
Wegpompen? Bemalingscap.: 5000 m3/s! (Flevoland: 130 m3/s)
Hoe halen we dan 2100 met droge voeten?
Overtollig water via IJssel
Gespreide berging
‘Rijn op termijn’
73
Hoe halen we dan 2100 met droge voeten? Waterlinie opnieuw gebruiken
Combi met drijfwoningen!
74
Compartimenteren!
Resume 2a • Toename avulsies/riv.activiteit sinds ontbossing bovenstrooms (2000 BP) • Sindsdien vrijwel continu aanpassingen aan het riviergebied • Dijken als waterbeheersing = eindige oplossing (vanwege sediment) • Klimaatverandering zorgt voor een extremering van de afvoer • PKB Ruimte voor de rivier gestart vanwege - 1993/1995 - klimaatverandering - Duitsland te weinig ingrepen (doelst. 40 lok. In 2020) 75
Resume 2b • Voorbeelden van ingrepen zijn: - Obstakelverwijdering - Uiterwaardvergraving - Hoogwatergeul - Dijkteruglegging - Ontpoldering - Waterretentiepolders • Hiermee halen we 2100 niet. Oplossingen lange termijn gooien hele manier van landschapinrichten op z’n kop! 76
Uitsmijter
In de periode 2030-2040 zal er waarschijnlijk meer water door de Rijn komen, dan in de periode 2000-2010.
A. Waar B. Niet waar
77
Literatuur Overzicht rivierengebied: H.J.A. Berendsen: Landschappelijk Nederland (H7+H8) (met CD-rom met ppt!). ISBN: 90 232 3212 7 Verdieping fysische geografie rivierengbied: H.J.A. Berendsen: De vorming van het land (H8+H9) (met CD-rom met ppt!). ISBN: 90 232 4075 8 Verdieping relatie natuur-mens rivierengebied: H.J.A. Berendsen: Landschap in delen (H6+H8) (met CD-rom met ppt!). ISBN: 90 232 4149 5 Verdieping Waterstaatsgeschiedenis en huidige toestand: G.P. van de Ven: Leefbaar laagland (delen verspreid over hele boek) ISBN: 90 5345 190 0 Websites: Overzicht PKB Ruimte voor de rivier: www.ruimtevoorderivier.nl Lange termijn oplossing IJsseldal: www.rijnoptermijn.nl 78 Ingrepen langs de Maas: www.denieuwegrensmaas.nl
