Evaluatie monitoring zomerbedverdieping Gennep - Grave

Ministerie van Verkeer en Waterstaat

jklmnopq Rijksinstituut voor Integraal Zoetwaterbeheer en Afvalwaterbehandeling/RIZA

Evaluatie monitoring zomerbedverdieping Gennep - Grave RIZA rapport 2000.017 ISBN 9036953111 Auteur: ir. M.H.I. Schropp (red.)

RIZA Arnhem, april 2000

Evaluatie monitoring zomerbedverdieping Gennep - Grave

2

Inhoudsopgave .............................................................................................

Samenvatting .................................................................................................... 5 1 1.1 1.2 1.3

Inleiding .............................................................................................. 9 Zomerbedverdieping tussen Gennep en Grave ..................................... 9 Het monitoringsplan ............................................................................ 11 Leeswijzer ............................................................................................ 12

2 2.1 2.2 2.3

Waterstanden en afvoeren .................................................................. 15 Informatiebehoefte .............................................................................. 15 Meetmethode...................................................................................... 15 Resultaten............................................................................................ 16

3 3.1 3.2 3.3

Bodemligging en sedimenttransport.................................................... 21 Informatiebehoefte .............................................................................. 21 Meetmethode...................................................................................... 23 Resultaten............................................................................................ 26

4 4.1 4.2 4.3

Grondwater ......................................................................................... 31 Informatiebehoefte .............................................................................. 31 Meetmethode...................................................................................... 32 Resultaten............................................................................................ 33

5 5.1 5.2 5.3

Macrofauna en microverontreinigingen............................................... 37 Informatiebehoefte .............................................................................. 37 Meetmethode...................................................................................... 37 Resultaten............................................................................................ 39

6 6.1 6.2

Projectorganisatie................................................................................ 45 Organisatie en uitvoering van de monitoring ....................................... 45 Kostenoverzicht ................................................................................... 46

7 7.1 7.2 7.2.1 7.2.2 7.2.3

Conclusies en aanbevelingen .............................................................. 49 Conclusies............................................................................................ 49 Aanbevelingen..................................................................................... 51 Voortzetting monitoring 1e baggerbestek............................................. 52 Integraal Monitoringsplan Zandmaas/Maasroute ................................. 54 Toekomstige baggerbestekken............................................................. 56

Referenties ........................................................................................................ 58 Bijlagen ............................................................................................................. 61 1

Overzicht uitgevoerde metingen en rapportages................................. 63

2

Datarapporten sedimenttransport en boringen .................................... 65

3

Kostenoverzicht monitoring 1e baggerbestek ...................................... 67


3

Lijst met figuren Figuur 1 Figuur 2 Figuur 3 Figuur 4 Figuur 5 Figuur 6 Figuur 7 Figuur 8 Figuur 9 Figuur 10 Figuur 11 Figuur 12 Figuur 13 Figuur 14 Figuur 15 Figuur 16 Figuur 17

Overzicht projectgebied Zandmaas en Grensmaas.......................... 6 Zomerbedverdieping bij Gennep (foto RWS/MD)........................... 7 Overzichtskaart 1e baggerbestek (km 155,7 - 174,2)...................... 9 Schematisch dwarsprofiel baggertraject. ....................................... 10 Schematisch lengteprofiel baggertraject. ...................................... 11 Aanbrengen van bestorting brug Gennep (foto RWS/MD)........... 13 Waterstanden Gennep voor en na verruiming. ............................. 17 Gemeten en berekende waterstandsdaling Gennep. ..................... 18 Gemeten en berekende waterstandsdaling Sambeek-beneden. .... 19 Brugpijler in het zomerbed bij km 165 (foto RWS/MD). ............... 22 Zwevend transportmeting met de AZTM...................................... 24 Ontwikkeling erosiekuil rond km 156. .......................................... 27 Verandering bodemligging over 70 m breedte (jan 97 - jun 99). .. 28 Ligging meetraaien grondwaterstand. .......................................... 31 Berekende daling grondwaterstand raaien 2 en 3 (golf 1997)....... 34 Waterstandsdaling op basis van maandgemiddelde afvoeren. ...... 36 Uitvoering 1e baggerbestek (foto RWS/MD). ............................... 52

Lijst met tabellen Tabel 1 Meetstations in de omgeving van het 1e baggerbestek. ................... 16 Tabel 2 Geselecteerde afvoergolven. ............................................................ 17 Tabel 3 Ontbrekende data van de tijdelijke peilschalen................................. 20 Tabel 4 Meetdichtheid peilingen. ................................................................. 23 Tabel 5 Uitgevoerde peilingen...................................................................... 24 Tabel 6 Aantal zandtransportmetingen per locatie........................................ 25 Tabel 7 Gedefinieerde profielen.................................................................... 32 Tabel 8 Meetlocaties grondwaterstanden. .................................................... 33 Tabel 9 Berekende maximale verschillen grondwaterstand (m). .................... 35 Tabel 10 Aantal taxa macrofauna. .............................................................. 40 Tabel 11 Gemiddeld aantal organismen per m2. .......................................... 41 Tabel 12 Gemiddelde biomassa in asvrij drooggewicht (g/m2). ................... 42 Tabel 13 Cd en Ni in driehoeksmosselen (gemiddeld, mg/kg drooggew.). .. 43 Tabel 14 Totaaloverzicht kosten. ................................................................ 46 Tabel 15 Totaaloverzicht bootdagen (bd) en mensdagen (md).................... 47 Tabel 16 Overzicht kosten en activiteiten. .................................................. 68


4

Samenvatting .............................................................................................

In het kader van de MER-studie ter beperking van hoogwateroverlast langs de Maas, is in 1996 het zomerbed van de Maas tussen km 155,7 (Gennep) en km 174,2 (Grave) over een breedte van 50 m verdiept. Dit zogenoemde 1e baggerbestek ging vergezeld van een monitoringsprogramma naar de effecten van deze verruiming van het doorstroomprofiel, met als voornaamste doel ervaring op te doen voor in de toekomst uit te voeren verruimingsprojecten langs de Maas. Voorliggend rapport, geschreven in opdracht van projectbureau De Maaswerken, is een evaluatie van de tussen medio 1996 en medio 1999 uitgevoerde metingen. Waterstanden Het effect op de waterstand is bepaald aan de hand van afvoeren waterstandsgegevens uit het bestaande netwerk van het Monitoring Systeem Waterhoogten (MSW), en vier tijdelijke peilschalen die in het kader van de monitoring van het 1e baggerbestek in 1996 zijn geplaatst. Deze vier peilschalen hebben uiteindelijk echter nauwelijks bijgedragen aan het in beeld brengen van de waterstandseffecten, mede omdat ze zeer storingsgevoelig bleken. De gemeten waterstanden worden uitgedrukt als functie van de afvoer, waarbij is gecorrigeerd voor toevallige verschillen veroorzaakt door het stuwbeheer van stuw Grave. Door waterstanden tijdens afvoergolven vòòr en na de verruiming met elkaar te vergelijken, wordt de waterstandsdaling als functie van de afvoer gevonden. Op het stuwpand Grave is het effect alleen bepaald voor de meetstations Gennep en Sambeek-beneden, omdat voor de overige stations referentiemetingen van vòòr de verruiming ontbreken. Op het stuwpand Sambeek is nog geen meetbare daling opgetreden, omdat in het lage afvoerbereik de stuw bij Sambeek doorwerking van enig effect in bovenstroomse richting verhindert, en in het hoge afvoerbereik het aantal metingen nog te gering is. Voor zowel Gennep als Sambeek-beneden treedt de grootste waterstandsdaling (0,56 m resp. 0,37 m) op bij ca. 1100 m3/s. Bij lagere afvoeren is het effect beperkt als gevolg van de werking van stuw Grave, en bij hogere afvoeren als gevolg van het meestromen van het winterbed (vanaf 1200 m3/s). In het gemeten bereik komen de waterstandsdalingen goed overeen met resultaten van de modellen ZWENDL en Sobek. De waterstanden zijn niet merkbaar beïnvloed door morfologische veranderingen in het baggervak in de periode na uitvoering van de verruiming. Waterstandseffecten in het hoge afvoerbereik kunnen alleen goed bepaald worden als boven 1200 m3/s handmatige afvoermetingen worden uitgevoerd. Bij toekomstige verruimingsprojecten in het zomerbed dient meer aandacht te worden besteed aan de hinder voor de scheepvaart als gevolg van stroomsnelheidsvariaties in lengterichting.


5

...................................

Figuur 1

Overzicht projectgebied Zandmaas en Grensmaas.

Bodem en oevers De bodemligging is vanaf begin 1997 tot medio 1999 met een singlebeam peilsysteem een aantal malen per jaar gebiedsdekkend in beeld gebracht in een stelsel van langs- en dwarsraaien. Aanvankelijk is alleen van km 154 tot km175 gepeild, later van km 140 tot km 190. Op het traject van het 1e baggerbestek bedroeg de afstand tussen de dwarsraaien 25 m, daarbuiten 100 m. Nog tijdens de uitvoering van het 1e baggerbestek bleek rond km 156 een erosiekuil van ca. 2 m diepte te zijn ontstaan, als gevolg van het eroderen van een laag fijn sediment. Deze kuil is inmiddels voor een belangrijk deel weer opgevuld door bovenstroomse aanvoer van zand. Op de overige risicolocaties, zoals brugpijlers en afgedekte kabels en leidingen hebben zich geen gevaarlijke ontgrondingen voorgedaan, maar waakzaamheid blijft geboden. De gebaggerde verruiming van zomerbed is qua volume in stand gebleven, maar is wel aanzienlijk van vorm veranderd. De bovenstroomse helft van het baggervak is dieper geworden door het uitspoelen van de fijne fractie uit het bodemmateriaal, in de benedenstroomse helft zijn de gebaggerde taluds in het dwarsprofiel uitgezakt.


6

Aan de boven- en benedenstroomse begrenzing van het baggervak zijn respectievelijk sedimentatie en erosie opgetreden, en zijn de overgangshellingen flauwer geworden. De profielveranderingen van het baggervak vormen geen acute bedreiging voor de stabiliteit van de oevers, maar in verband met de trend tot erosie blijft het bewaken van de bodemligging wel gewenst. Tussen januari 1997 en juni 1999 is uit het baggervak netto ca. 100.000 m3 bodemmateriaal verdwenen. De verwachte grootschalige slibafzetting in het baggervak is uitgebleven. Boven- en benedenstrooms van het baggervak zijn geen belangrijke veranderingen in de bodemligging waargenomen. Het maken van een zandbalans op basis van gemeten transporten is vanwege de grote spreiding in de metingen niet zinvol gebleken. Wel zijn ten behoeve van de afregeling van morfologische modellen in totaal vier meetcampagnes uitgevoerd naar het sedimenttransport op de Maas. De metingen zijn uitgevoerd bij afvoeren vanaf 700 m3/s, aanvankelijk op drie locaties, later alleen op km 141,3. Bodemtransport is gemeten met de Helley-Smith, zwevend transport met de AZTM. Op de gemeten gehaltes aan zwevend transport is het aandeel spoeltransport in mindering gebracht. Met de afgeleide relatie tussen afvoer en sedimenttransport is de jaarlijkse sedimentvracht van de Maas berekend. Deze komt uit op ca. 40.000 m3/jaar exclusief, en ca 60.000 m3/jaar inclusief spoeltransport. Tot nog toe werd voor dit deel van de Maas uitgegaan van ca. 35.000 m3/jaar, inclusief spoeltransport. ...................................

Figuur 2

Zomerbedverdieping bij Gennep (foto RWS/MD).

Grondwater Een lagere waterstand op de Maas betekent een lagere grondwaterstand in de omgeving. In aanvulling op het bestaande grondwatermeetnet is begin 1996 tussen Gennep en Grave een aantal extra peilbuizen geplaatst, in raaien dwars op de rivier. Tot nu toe kon het effect van de zomerbedverdieping op de grondwaterstanden niet rechtstreeks uit de metingen worden afgeleid, omdat de tijdreeksen te kort waren in relatie tot de spreiding in de metingen. Als alternatief is daarom een relatief eenvoudig 1-dimensionaal grondwatermodel opgezet, dat is gecalibreerd op gegevens uit het meetnet. Uit berekeningen met het model zijn waarden af te leiden voor de demping en de faseverschuiving van het effect op de grondwaterstanden tijdens de passage van een afvoergolf. Nu vier jaar is gemeten, is de meetreeks voldoende lang om het effect op de grondwaterstanden rechtstreeks uit metingen te kunnen bepalen. Dit onderzoek


7

zou kunnen worden aangevuld met berekeningen met een 2-dimensionaal grondwatermodel, en berekening van de droogteschade via GIS. Het aanvullende meetnet heeft de afgelopen vier jaar goed gefunctioneerd, en de exploitatie ervan dient vooralsnog te worden voortgezet. Ecologie Het ecologisch monitoringsprogramma betrof de aquatische macrofauna en de belasting met microverontreinigingen van driehoeksmosselen en het slib. Er zijn drie meetcampagnes uitgevoerd, te weten voorafgaand aan (najaar 1995) , tijdens (1996), en na afloop van (najaar 1997) de baggerwerkzaamheden. Behalve het baggervak zelf is bovenstrooms een referentievak van 2,5 km bemonsterd, en benedenstrooms een vak van 2 km. Aquatische macrofauna is bemonsterd met een Van Veenhapper en op soort gedetermineerd, driehoeksmosselen en slibmonsters zijn door duikers verzameld en vervolgens geanalyseerd op microverontreinigingen. De dichtheid en de biomassa van de macrofaunagemeenschap zijn tijdens het baggeren verlaagd. Deze zijn na een jaar weer hersteld, zij het dat mede door het fijnkorreliger substraat de soortensamenstelling is veranderd. De veranderingen in de macrofaunagemeenschap hadden zich ook door de natuurlijke dynamiek van de rivier kunnen voordoen. De spreiding in de data is te groot voor conclusies ten aanzien van afzonderlijke soorten. Om in de toekomst tot eenduidiger resultaten te komen zal men meer monsters moeten verzamelen, of zal de vraagstelling versmald moeten worden. Hoewel de gehalten aan microverontreinigingen in driehoeksmosselen en slib zijn toegenomen, kan niet eenduidig worden aangetoond dat dit veroorzaakt wordt door het baggeren. De interpretatie wordt bemoeilijkt door de verschillen in analyse tussen verschillende laboratoria, en de betrouwbaarheid van de analysewaarden nabij de detectiegrens. Voor eenduidige conclusies zou ook het ecotoxicologisch onderzoek omvangrijker en breder moeten worden opgezet. Projectorganisatie De kosten voor de monitoring van het 1e baggerbestek hebben 3,6 miljoen gulden bedragen, waarvan ruim de helft is besteed voor het inwinnen en verwerken van de bodempeilingen.


8

1 Inleiding .............................................................................................

1.1 Zomerbedverdieping tussen Gennep en Grave Het hoogwater op de Maas in december 1993 leidde tot het instellen van de Commissie Boertien II. De Commissie kreeg als taak de Minister van Verkeer en Waterstaat te adviseren over maatregelen waarmee de hoogwateroverlast in het Maasdal in de toekomst beperkt kon worden. Voor de Zandmaas, tussen Maasbracht en Megen, luidde eind 1994 het advies in hoofdzaak om het zomerbed over de volledige breedte met ca. 3 m te verdiepen. De noodzaak tot rivierverruiming werd kort daarop nog eens onderstreept door het hoogwater van januari 1995. Om de verschillende alternatieven voor rivierverruiming uit te werken, werd begin 1995 het project MER-Zandmaas gestart, dat nog in hetzelfde jaar met de reeds lopende MER voor het project Modernisering Maasroute werd geïntegreerd tot het project MER-Zandmaas/Maasroute. Dit project werd vervolgens in 1997 verenigd met het project Grensmaas. De projectdirectie voor de projecten Grensmaas en Zandmaas/Maasroute wordt gevoerd door De Maaswerken, een samenwerkingsverband van het ministerie van Verkeer en Waterstaat, het ministerie van Landbouw, Natuurbeheer en Visserij en de provincie Limburg. ...................................

Figuur 3

Overzichtskaart 1e baggerbestek (km 155,7 174,2).

In de Trajectnota/MER Zandmaas/Maasroute (Maaswerken, 1999) zijn de alternatieven beschreven waarmee de bescherming tegen hoogwater en de scheepvaartcapaciteit van de Maas kunnen worden verbeterd. De doelstelling voor wat betreft de bescherming tegen hoogwater is om ervoor te zorgen dat de gebieden achter de kaden langs de Maas gemiddeld nog maar eens in de 250 jaar overstromen, tegen eens in de ca. 50 jaar nu.


9

Om ervaring op te doen met verschillende vormen van rivierverruiming is reeds vòòr het uitbrengen van de Trajectnota/MER in proefprojecten een begin gemaakt met het uitvoeren van verruimingsmaatregelen. Het eerste proefproject was de verdieping van het zomerbed tussen km 155,7 (Gennep) en km 174,2 (Grave), zie Figuur 31. Belangrijke overwegingen om juist voor dit traject te kiezen waren dat het een relatief lang traject is met maar een beperkt aantal locaties waar de kabels en leidingen de rivier kruisen, en dat de rivierbodem niet zodanig verontreinigd was dat deze gesaneerd diende te worden (Prins et. al., 1995). In de periode april-november 1996 is tussen Gennep en Grave het zomerbed over een traject van 18,5 km verdiept. De verdieping is uitgevoerd over een breedte van 50 m rond de rivieras, op een totale zomerbedbreedte van ca. 100 m, zie Figuur 4. ...................................

Figuur 4

Schematisch dwarsprofiel baggertraject.

De bovenstroomse helft van het traject (km 155,700-164,250) is 3 m verdiept, de benedenstroomse helft (km 166,300-174,200) 1,5 m. De reden voor deze differentiatie was, dat ook in het advies van de Commissie Boertien de verdieping van het zomerbed vanaf Mook (km 165) in benedenstroomse richting geleidelijk afnam, totdat bij Megen (km 190) het oorspronkelijke bodemniveau weer was bereikt. Rond km 165 kruisen enkele kabels en leidingen en de spoorlijn Nijmegen-Venlo de Maas. Eén van de pijlers van de spoorbrug staat midden in het rivier en twee pijlers op beide oevers. Om elk risico op ondermijning van de pijlers uit te sluiten is het zomerbed hier over een lengte van 2 km niet verdiept. Rond de voet van de pijlers is extra bestorting aangebracht, en ook de kabels en leidingen zijn met een stortlaag afgedekt. Een vergelijkbaar probleem deed zich voor rond km 154,6 bij Gennep, waar een verkeersbrug met één pijler in het zomerbed en twee pijlers op de oever staat, 1

De Maas kent voor plaatsbepaling een kilometrering, welke begint even bovenstrooms van de Belgisch-Nederlandse grens (Visé, km 0) en eindigt bij de samenvloeiing van de Amer en Nieuwe Merwede (Anna-Jacominaplaat, km 262).


10

en eveneens kabels en leidingen de rivier kruisen. Hoewel deze locatie buiten het te verdiepen traject ligt, bestaat toch gevaar voor ondermijning als gevolg van terugschrijdende erosie. Ook hier zijn de pijlers aan de voet extra bestort, en zijn de kabels en leidingen afgedekt met een stortlaag. Een derde locatie waar kabels en leidingen zijn afgedekt is bij km 174,3, net voorbij de benedenstroomse begrenzing van het baggervak. De totale hoeveelheid gebaggerd materiaal bedroeg ca. 1,9 miljoen m3, gelijk aan enkele tientallen malen het jaartransport van de Maas. In Figuur 5 is een lengteprofiel over het baggertraject geschetst. ...................................

Figuur 5

Schematisch lengteprofiel baggertraject.

Meer specifiek kende de zomerbedverdieping van de Maas tussen Gennep en Grave de volgende doelstellingen: • • • • •

Het vergroten van het inzicht in de rivierkundige processen die een rol spelen bij rivierverdieping. Ervaring opdoen met alternatieve vormen van aanbesteding van een dergelijk werk. Het verlichten van de werklast in de uitvoeringsperiode van het Zandmaas/Maasrouteproject, door waar mogelijk nu al te beginnen. Het vestigen van het vertrouwen in de regio dat het de Rijksoverheid ernst is met het bestrijden van de hoogwateroverlast. Het bieden van compensatie voor de opstuwende werking van enkele recent aangelegde kades in de omgeving.

1.2 Het monitoringsplan Ten behoeve van de eerstgenoemde doelstelling, het vergroten van het inzicht in rivierkundige processen, heeft het RIZA eind 1995 een plan opgesteld voor de monitoring van de effecten van de zomerbedverdieping tussen Gennep en


11

Grave (Schropp, 1995). Dit plan had uitsluitend betrekking op de effecten van de rivierverruiming na afloop van de baggerwerkzaamheden. Dit betekent dat niet is ingegaan op de uitvoeringsmonitoring, zoals vertroebeling van water door baggerwerkzaamheden, hinder voor de scheepvaart, geluidsoverlast, of verstoring van archeologische vindplaatsen. Aan sommige van deze aspecten is tijdens de uitvoering overigens wel aandacht besteed, zie bijvoorbeeld (Mooren, 1999). In het monitoringsplan werden metingen beschreven naar de volgende tien parameters: 12345678910-

Bodemligging Zandtransport Waterstanden Afvoeren Grondwaterstanden Macrofauna Driehoeksmosselen Slibkwaliteit Slibtransport en slibsedimentatie Bodemsamenstelling

In 1997 is het monitoringsplan bijgesteld op grond van de ervaringen en resultaten tot op dat moment (Schropp, 1997). Dit kwam erop neer dat van bovenstaand lijstje alleen metingen naar de eerste vijf parameters in afgeslankte vorm gecontinueerd werden. Het bijgestelde plan had een looptijd tot medio 1999. De opdrachtgever voor het opstellen en het uitvoeren van het monitoringsplan, en het interpreteren van de metingen was het projectbureau De Maaswerken. Contactpersonen namens de opdrachtgever waren ing. M. de Broekert (RWS/BD) en P. Prins (Maaswerken). De gegevensinwinning is grotendeels uitgevoerd door, of met hulp van de Meetdienst van de Directie Limburg. De interpretatie van de resultaten is voor de meeste parameters uitgevoerd door verschillende afdelingen van het RIZA, met uitzondering van (6) Macrofauna, (7) Driehoeksmosselen en (8) Slibkwaliteit, waarvoor bureau Waardenburg verantwoordelijk was. In bijlage 1 is een overzicht gegeven van alle uitgevoerde metingen en de daarbij behorende rapportage. Nu de looptijd van het monitoringsplan is verstreken, heeft De Maaswerken het RIZA verzocht om een evaluatie uit te brengen van de monitoring van het proefproject over de periode 1996-1999. Voorliggend rapport is daarvan het resultaat. Het rapport beoogt een overzicht te geven van de uitgevoerde metingen en de resultaten daarvan, en om op grond daarvan aanbevelingen te doen voor de monitoring het project Zandmaas/Maasroute.

1.3 Leeswijzer De metingen naar de in de vorige paragraaf genoemde parameters worden in de navolgende hoofdstukken geëvalueerd. Omdat een aantal parameters een sterke inhoudelijke samenhang vertoont, is daarbij de volgende clustering aangehouden:


12

•

•

• •

Hoofdstuk 2 Waterstanden en afvoeren • (3) Waterstanden • (4) Afvoeren Hoofdstuk 3 Bodemligging en sedimenttransport • (1) Bodemligging • (2) Zandtransport • (9) Slibtransport en slibsedimentatie • (10) Bodemsamenstelling Hoofdstuk 4 Grondwater • (5) Grondwater Hoofdstuk 5 Macrofauna en microverontreinigingen • (6) Macrofauna • (7) Driehoeksmosselen • (8) Slibkwaliteit Bodemligging

...................................

Figuur 6

Aanbrengen van bestorting brug Gennep (foto RWS/MD).

Ieder hoofdstuk begint met een beschrijving van de informatiebehoefte zoals die bestond ten tijde van het opstellen van het monitoringsplan, en een verantwoording voor de keuze van de parameters. Vervolgens wordt de meetmethode beschreven, inclusief de eventuele aanpassingen die in de loop van de tijd hebben plaatsgevonden. Tenslotte worden kort de resultaten en conclusies gegeven, waar mogelijk vergezeld van enkele karakteristieke figuren. In elk hoofdstuk wordt verwezen naar de achtergronddocumenten waarop de evaluatie van de betreffende parameter is gebaseerd. Het rapport besluit met een hoofdstuk over de organisatie en de kosten van de monitoring, en een hoofdstuk met conclusies en aanbevelingen. Alle teksten die betrekking hebben


13

op macrofauna en microverontreinigingen zijn aangeleverd door bureau Waardenburg.


14

2 Waterstanden en afvoeren .............................................................................................

2.1 Informatiebehoefte Verruiming van de Maas tussen Gennep en Grave leidt op het baggertraject en bovenstrooms daarvan tot lagere waterstanden ten opzichte van de situatie vòòr verruiming. Ten aanzien van de waterstandsreductie zijn vooral twee afvoerbereiken interessant, namelijk afvoeren tot ca. 500 m3/s, omdat deze bepalend zijn voor de grondwaterstanden in het aangrenzende gebied, en extreem hoge afvoeren (met name 3382 m3/s bij Borgharen), omdat dit de ontwerpafvoer voor het Zandmaasproject is. In de ontwerpfase van het 1e baggerbestek zijn met het 1D-waterbewegingsmodel ZWENDL berekeningen gemaakt voor de waterstandsreductie in beide situaties. Aan de hand van metingen dient onderzocht te worden of de voorspelde waterstandsverlaging in de praktijk gerealiseerd wordt. Voor het lage afvoerbereik is dit relatief eenvoudig aan te tonen, omdat deze afvoeren vaak voorkomen. Voor het hoge afvoerbereik is rechtstreeks meten niet mogelijk, omdat de ontwerpafvoer een herhalingstijd heeft van 250 jaar. Hier bestaat het aantonen van het effect uit het verbeteren van het waterbewegingsmodel in het hoge afvoerbereik op grond van wel gemeten, lagere hoogwaters. Omdat gestreefd wordt naar een duurzame rivierverruiming, is het daarnaast voor beide afvoersituaties interessant om te kijken hoe onder invloed van morfologische ontwikkelingen op het baggertraject de waterstandsreductie verloopt in de tijd. De waterstandsreductie dient te worden uitgedrukt als functie van de afvoer, omdat dit een variabele is die, afgezien van enige topvervlakking bij hoogwatergolven, niet wordt beïnvloed door de rivierverruiming. Samenvattend bestaat de informatiebehoefte uit het bepalen van de waterstandsreductie als functie van de afvoer en als functie van de tijd over het hele afvoerbereik.

2.2 Meetmethode Om de waterstandsreductie te kunnen bepalen dient men minimaal de beschikking te hebben over meetreeksen van afvoer en waterstand van vòòr de verruiming. Dit betekent dat vooral gebruik is gemaakt van het reeds aanwezige netwerk van het Monitoring Systeem Waterhoogten (MSW). De waterstand op de MSW-stations wordt met een digitale niveaumeter (DNM) continu ingewonnen, en als 10-minutengemiddelde waarde opgeslagen in DONAR, de database voor 'natte' monitoringsgegevens van Rijkswaterstaat. Van oudere data worden in DONAR uiteindelijk alleen de uurwaarden bewaard. Om het waterspiegelverhang tussen de MSW-stations met meer detail in beeld te kunnen brengen, zijn in het voorjaar van 1996 vier tijdelijke peilschalen geplaatst. Omdat voor deze stations geen referentiereeks beschikbaar is, kunnen ze niet bijdragen aan de directe bepaling van het waterstandseffect. In Tabel 1 is aangegeven welke afvoeren waterstandsmeetpunten in de omgeving van het 1e baggerbestek beschikbaar zijn.


15

...................................

Tabel 1

Meetstations in de omgeving van het 1e baggerbestek.

stationsnaam

type

Maas-

periode

kilometer

van

afvoermeting tot

................

........

........

........

.........

Belfeld-beneden

MSW

102,560

21-2-89

11-10-95

102,697

11-10-95

heden

Venlo

MSW

107,470

3-5-96

heden

Well

MSW

132,100

1-1-89

heden

TP-1 (Bergen)

tijdelijk

141,300

1-7-96

heden

Sambeek-boven

MSW

144,960

2-1-89

heden

Sambeek-beneden

MSW

147,500

4-9-90

11-10-95

147,700

11-10-95

heden

Gennep

MSW

155,100

11-10-95

heden

TP-2 (Cuijk)

tijdelijk

159,300

1-7-96

heden

Mook

MSW

165,800

11-10-95

heden

TP-3 (Overasselt)

tijdelijk

168,800

1-7-96

heden

Grave-boven

MSW

174,620

6-12-95

heden

Grave-beneden

MSW

177,000

21-11-95

heden

TP-4 (Ravenstein)

tijdelijk

182,000

1-7-96

heden

Megen

MSW

190,750

13-2-90

heden

Lith-boven

MSW

200,695

11-10-95

heden

Lith-dorp

MSW

202,370

23-3-88

heden

......................

ADM vanaf 24-5-96

ADM vanaf 19-2-96 QH-relatie tot 31-12-97

Op drie locaties in Tabel 1 werd of wordt naast de waterstand ook de afvoer gemeten. Bij Lith-dorp, benedenstrooms van de laatste stuw, is tot 1997 de afvoer indirect gemeten op basis van een QH-relatie. Bij Venlo en Megen wordt vanaf 1996 naast de waterstand de afvoer rechtstreeks gemeten met een akoestische debietmeter (ADM). De afvoeren van deze meetlocaties zijn betrouwbaar tot een niveau van ca. 1200 m3/s. Boven dit niveau gaat het winterbed meestromen, en de winterbedafvoer wordt door de ADM niet gemeten. Het monitoringsplan schrijft daarom voor dat bij Ravenstein (km 182,170) boven een niveau van 1200 m3/s handmatige afvoermetingen uitgevoerd dienen te worden. In de beschouwde periode zijn bij Ravenstein handmatige afvoermetingen echter niet uitgevoerd, hoewel het niveau van 1200 m3/s wel is overschreden. Gezien het grote beroep dat op de Meetdienst wordt gedaan tijdens een hoogwater, waren de handmatige afvoermetingen niet bijtijds te organiseren.

2.3 Resultaten De gemeten waterstandseffecten van de rivierverruiming tussen Gennep en Grave zijn gerapporteerd in (Schropp, 1999). In deze paragraaf wordt een samenvatting gegeven van de resultaten uit dit rapport. Om het effect van de rivierverruiming op de waterstanden te bepalen, zijn de waterstanden van twee afvoergolven die na de verruiming zijn opgetreden vergeleken met de waterstanden van twee afvoergolven van vòòr de verruiming, zie Tabel 2. Qua golfvorm en topafvoer zijn de afvoergolven voor en na verruiming paarsgewijs vergelijkbaar. Door niet alleen naar topafvoeren te kijken, maar ook de hele was en val van de afvoergolven mee te nemen, wordt ook het afvoerbereik bestreken dat voor de grondwaterstanden interessant is. De afvoergolf van oktober/november 1998 is de hoogste die in de beschouwde monitoringsperiode (medio 1996 - medio 1999) is voorgekomen.


16

...................................

Tabel 2

Geselecteerde afvoergolven.

combinatie

voor verruiming periode

na verruiming topafvoer

periode

topafvoer

.............

..........

Lith ...........

. . . . . . . . . . . . ..

Megen.

..........

I

maa/apr 1994

1056 m3/s

feb/maa 1997

1032 m3/s

II

jan/feb 1993

1589 m3/s

okt/nov 1998

1472 m3/s

De afvoerreeks van Lith is de enige die beschikbaar is voor de situatie voorafgaand aan de verruiming. Voor de situatie na verruiming is gekozen voor de afvoerreeks van Megen, omdat deze het best aansluit bij die van Lith. De meetlocatie Venlo ligt te ver van Lith om topvervlakking en zijdelingse toestroming van zijrivieren (met name de Niers) te mogen verwaarlozen. Weliswaar is de QH-relatie van Lith onnauwkeurig als gevolg van baggerwerk ter plaatse, maar uit de periode dat de reeksen van Lith en Megen elkaar overlappen blijkt dat de onderlinge vergelijkbaarheid wel goed is. Voorts ontstaat voor afvoeren groter dan 1200 m3/s een fout in de afvoermeting bij Megen, omdat het meestromende winterbed niet door de ADM wordt bemeten. Het aantal dagen met dergelijke hoge afvoeren is echter klein, zodat het effect hiervan beperkt zal zijn. ...................................

Figuur 7

Waterstanden Gennep voor en na verruiming.

3.00

jan/feb 1993 2.50 verval t.o.v. Grave-boven (m)

okt/nov 1998

2.00

1.50

1.00

0.50

0.00 0

200

400

600

800

1000

1200

1400

3

afvoer (m /s)

De invloed van rivierverruiming strekt zich uit in bovenstroomse richting. Zolang stuw Sambeek (km 146,5) in bedrijf is, tot ca. 1100 m3/s, blijft de invloed van de verruiming echter beperkt tot het stuwpand Grave. In oktober/november 1998 is stuw Sambeek enkele dagen gestreken geweest, maar deze periode was, gezien de spreiding in de waterstandswaarnemingen, te kort om bovenstrooms van Sambeek voor een meetbaar effect te zorgen. Tot nu toe is daarom alleen voor de peilmeetstations Gennep en Sambeek-beneden een waterstandsreductie aan te tonen. Beide stations liggen in het stuwpand Grave, bovenstrooms van de verruiming, en voor beide stations zijn meetreeksen van zowel voor als na de ingreep beschikbaar. De waterstanden op het stuwpand Grave staan tot een afvoer van ca. 1100 m3/s onder invloed van de stuw bij Grave. Door de juiste instelling van de stuw wordt getracht de waterstand te Grave-boven, ongeacht de afvoer, op een


17

streefpeil van 7,60 m+NAP vast te houden. In de praktijk is de waterstand echter altijd iets hoger of lager dan het streefpeil. Als bijvoorbeeld de waterstand te Grave-boven 0,05 m hoger is dan het streefpeil, dan is bij benadering op het hele stuwpand de waterstand 0,05 m hoger. Omdat de afwijking toevallig van aard is, neemt de ruis in de gemeten waterstand als functie van de afvoer toe. Om voor deze toevallige afwijkingen te corrigeren, en dus de ruis in de waarnemingen te verminderen, worden de waterstanden te Gennep en Sambeek-beneden uitgedrukt ten opzichte van de waterstand te Grave-boven. In feite wordt dus niet zozeer gekeken naar de waterstand, maar naar het verval tussen het betreffende station en Grave-boven. Ter illustratie zijn in Figuur 7 voor de afvoergolven van jan/feb 1993 en okt/nov 1998 de verschillen in waterstand tussen Gennep en Grave-boven uitgezet Per station en per afvoergolf is de waterstand ten opzichte van Grave-boven uitgezet als functie van de afvoer, en door de resulterende puntenwolken zijn regressielijnen getrokken. Deze regressielijnen zijn gebaseerd op de verhanglijnen tussen het betreffende station (Gennep, Sambeek-beneden) en Grave-boven. Door de regressielijnen voor en na de verruiming van elkaar af te trekken, wordt per station de waterstandsdaling als functie van de afvoer berekend. Het resultaat is in Figuur 8 (Gennep) en Figuur 9 (Sambeek-beneden) weergegeven. ...................................

Figuur 8

Gemeten en berekende waterstandsdaling Gennep.

3

afvoer (m /s) 0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0.00 regressie metingen ZWENDL (1995)

-0.10 verandering waterstand (m)

Sobek (1998) -0.20

-0.30

-0.40

-0.50

-0.60

In beide figuren is tevens de waterstandsdaling opgenomen, zoals die in de ontwerpfase van het 1e baggerbestek met het 1D-waterbewegingsmodel ZWENDL is voorspeld voor het bereik 0 - 500 m3/s, alsmede de resultaten met het nieuwere 1D-waterbewegingsmodel voor de Maas in Sobek voor het bereik 0 - 1400 m3/s (Van der Veen et. al., 1998). In de figuur is te zien dat tot 400 m3/s de regressielijn voor Sambeek-beneden lager ligt dan die voor Gennep. Dit is geen fysische realiteit, maar een gevolg van het feit dat de fit met de metingen in het lage bereik niet optimaal is. In het lage bereik komen de ZWENDL- en de Sobekresultaten goed overeen met de metingen. Vanaf ca. 1400 m3/s is het verschil tussen de Sobekresultaten en de metingen aanzienlijk. Dit is terug te voeren op het instromen van het winterbed rond dit afvoerniveau, en de daarmee samenhangende discontinuïteiten in de profielen van de Sobekschematisatie.


18

...................................

Figuur 9

Gemeten en berekende waterstandsdaling Sambeekbeneden.

3

afvoer (m /s) 0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0.00 regressie metingen ZWENDL (1995)

-0.10 verandering waterstand (m)

Sobek (1998) -0.20

-0.30

-0.40

-0.50

-0.60

In lengterichting gezien is het waterstandseffect nihil bij Grave en maximaal bij Gennep, respectievelijk de benedenstroomse- en de bovenstroomse begrenzing van het baggervak. Bovenstrooms van Gennep dempt de waterstandsdaling geleidelijk uit, en neemt in de gestuwde situatie bij stuw Sambeek abrupt af tot nul. Voor zowel Gennep als Sambeek-beneden treedt de grootste waterstandsdaling (0,56 m resp. 0,37 m) op bij ca. 1100 m3/s. Voor lagere afvoeren wordt het waterstandseffect onderdrukt door de opstuwende werking van stuw Grave, en voor hogere afvoeren is het effect minder omdat dan het (niet verruimde) winterbed meestroomt. In (Schropp, 1999) is voor alle afvoergolven die sinds 1996 zijn voorgekomen de afwijking van de gemeten waterstanden ten opzichte van de regressielijn onderzocht. Als gevolg van aanzanding of uitschuring van het baggervak, zou zich immers een afname, resp. een toename van het waterstandseffect kunnen voordoen. De gemiddelde afwijking van de regressielijn laat geen trend in de tijd zien. Dit was ook niet te verwachten, omdat verschilpeilingen slechts een netto sedimentatie laten zien van enkele tienduizenden m3, enigszins afhankelijk van de beschouwde periode. Op een totaal gebaggerd volume van 1,9 miljoen m3 is dit echter te weinig om wezenlijk effect op de waterstanden te hebben. De vier tijdelijke peilschalen zijn geplaatst om een beter beeld te krijgen van de verhanglijn tussen de MSW-stations. Tijdens de analyse van de waterstanden bleek echter dat de tijdelijke peilschalen daar nauwelijks aan bijdragen. De MSW-meetpunten Gennep, Mook en Grave-boven stonden toevallig precies op de goede locaties, namelijk aan het begin, halverwege en aan het einde van het baggervak. De waterstand ter plaatse van de tijdelijke peilschalen kan op enkele centimeters nauwkeurig berekend worden door lineaire interpolatie tussen naastgelegen MSW-stations. Bovendien blijken er nogal wat hiaten in de reeksen voor te komen, vooral als gevolg van slecht functionerende apparatuur. In Tabel 3 is een overzicht gegeven van het percentage data dat in de periode 1 juli 1996-30 juni 1999 verloren is gegaan. De conclusie is dan ook dat het bijplaatsen van tijdelijke peilschalen voor de monitoring van het 1e baggerbestek bij nader inzien niet nodig is geweest. Dit


19

sluit echter niet uit dat het voor projecten elders op de Maas kan wel nuttig kan zijn peilschalen bij te plaatsen, bijvoorbeeld bij een grote onderlinge afstand tussen de MSW-stations, en/of wanneer over discontinuïteiten in de verhanglijn heen geïnterpoleerd zou moeten worden. Weliswaar blijft het bezwaar van een ontbrekende referentiereeks dan bestaan, maar de gegevens van de tijdelijke peilschalen kunnen wel gebruikt worden om modellen mee af te regelen. ...................................

Tabel 3

Ontbrekende data van de tijdelijke peilschalen.

periode van

tot

TP-1

TP-2

TP-3

km 141,3

km 159,3

km 168,8

TP-4 km 182,0

Bergen

Cuijk

Overasselt

Ravenstein

.......

........

.........

.........

............

............

1-7-96

30-6-97

25,3 %

27,5 %

20,6 %

9,8 %

1-7-97

30-6-98

19,3 %

18,0 %

18,3 %

19,6 %

1-7-98

30-6-99

28,1 %

25,9 %

32,3 %

26,3 %

26,7 %

26,7 %

26,4 %

18,0 %

totaal

Veranderingen van het doorstroomprofiel in lengterichting leiden ertoe dat ook de stroomsnelheid in lengterichting varieert. In een interne memo maakt de Dienstkring Nijmegen-Maas melding van hinder die de scheepvaart ondervindt van de profielverruiming, met name op de overgangen van verdiept naar onverdiept, en vice versa. Met betrekking tot het ontwerp van het 1e baggerbestek en het monitoringsplan kan geconstateerd worden dat dit aspect destijds onvoldoende is onderkend. Een ontwerp met flauwere overgangshellingen zou weliswaar niets hebben veranderd aan het snelheidsverschil in absolute zin, maar omdat de overgang over een langer traject wordt 'uitgesmeerd' zou een flauwere overgangshelling er wel toe bijdragen dat de overgang minder als een knelpunt wordt ervaren. In het monitoringsplan is evenmin aandacht besteed aan de effecten van de verruiming voor de scheepvaart. Dit had vorm kunnen krijgen het meten van stroomsnelheden bij hogere afvoeren, of door het afnemen van interviews aan schippers.


20

3 Bodemligging en sedimenttransport .............................................................................................

3.1 Informatiebehoefte Bij het bepalen van de informatiebehoefte ten aanzien van de bodemligging en het sedimenttransport zijn drie aspecten te onderscheiden, te weten: 1. Risicosignalering. 2. De duurzaamheid van de rivierverruiming. 3. Kennisontwikkeling ten aanzien van het morfologisch gedrag van de Maas. Globaal kan gesteld worden dat de informatiebehoefte van aspect 1 naar aspect 3 toeneemt, zij het dat er een royale overlap bestaat. In het onderstaande zullen deze drie aspecten nader worden toegelicht. Risicosignalering Tijdens of kort na een hoogwater dient monitoring plaats te vinden om risicovolle situaties vroegtijdig te onderkennen. Hierbij wordt met name gedoeld op locaties waar grootschalige erosie optreedt, en die kunnen leiden tot het plotseling instabiel worden van oevers en constructies. In de ontwerpfase werd op grond van boringen duidelijk, dat rond km 156 de onderlaag van de zomerbedbodem aanzienlijk fijner van samenstelling was dan de toplaag. Bij het wegbaggeren van de bovenste 3 meter wordt deze fijne laag aan de stroming blootgesteld, hetgeen binnen de duur van één hoogwater tot aanzienlijke erosie kan leiden. De mogelijke gevolgen hiervan zijn instabiliteit van de oevers, en sedimentatie van het geërodeerde fijne zand op stroomluwe plaatsen waar het voor de scheepvaart voor overlast zorgt. Door middel van peilingen dient de ontwikkeling van de erosiekuil te worden gevolgd. Risicosignalering is voorts een aspect bij de stabiliteit van de pijlers in het zomerbed onder de verkeersbrug bij km 154,6 (Gennep) en de spoorbrug bij km 165,3 (Mook), en de stabiliteit van de steenbestorting op de kabels en leidingen bij km 154,6, km 164,9 en km 174,3. Om de stabiliteit van de pijler onder de spoorbrug niet in gevaar te brengen is de rivierbodem vanaf één kilometer bovenstrooms tot één kilometer benedenstrooms van de pijler niet verdiept. Bovendien zijn de pijlers van de verkeersbrug bij Gennep en de spoorbrug bij Mook aan de voet van extra steenbestorting voorzien. Of deze veiligheidsmaatregelen voldoende zijn, moet na afloop van een hoogwater aan de hand van peilingen vastgesteld worden. Duurzaamheid van de verruiming Het baggervak vormt in lengterichting een discontinuïteit in het dwarsprofiel. In een alluviale rivier zoals de Zandmaas zal onder invloed van stroming een dergelijke discontinuïteit van vorm veranderen. Bovenstrooms van het baggervak is als gevolg van de waterstandsdaling een geringe, terugschrijdende bodemerosie te verwachten. Aan de bovenstroomse zijde van het baggervak nemen de stroomsnelheden als gevolg van de verruiming af, en zal zand sedimenteren. Benedenstrooms van het baggervak nemen de stroomsnelheden weer toe, en daar vindt erosie plaats. Het netto resultaat is dat het baggervak zich in benedenstroomse richting verplaatst, en in de tijd ondieper wordt. Omdat verruiming van de Maas bedoeld is als duurzame maatregel, is het belangrijk om te weten wat over langere periode bezien het tempo van deze


21

morfologische processen is. De duurzaamheid van de verruiming is voorts een aspect bij het onderhoud aan hydraulische modellen, zowel voor operationele hoogwatervoorspelling als voor beleidsanalytische studies. Veranderingen in de bodemligging als gevolg van morfologische processen dienen correct in de modellen verwerkt te worden. Vanwege uitstralingseffecten dient behalve het baggervak zelf, ook de bodemligging boven- en benedenstrooms van het baggervak in beeld te worden gebracht. ...................................

Figuur 10 Brugpijler in het zomerbed bij km 165 (foto RWS/MD).

Naast veranderingen in de zandbodem is de sedimentatie van slib van belang bij het bepalen van de duurzaamheid van de verruiming. Voorafgaand aan de verruiming bestond de vrees dat de stroomsnelheden in het baggervak dermate zouden afnemen, dat grote hoeveelheden slib zouden bezinken, zie (Meulenberg, 1995). Omdat over slibafzettingen in de stuwpanden in kwantitatieve zin weinig bekend is, bestond de behoefte hierover nadere gegevens te verzamelen. Kennisontwikkeling morfologie Eén van de doelstellingen van het 1e baggerbestek is om het inzicht in rivierkundige processen van de Maas te vergroten, om daarmee in de toekomst betere ontwerpen voor rivierverruiming te kunnen maken. Omdat rond het baggervak relatief grote morfologische veranderingen te verwachten zijn, kan met de meetgegevens die hier verzameld worden een morfologisch model van de Maas worden geijkt. Zo'n model moet worden gevoed met gegevens over veranderingen in bodemligging in de tijd, de hoeveelheid en de samenstelling


22

van het zandtransport als functie van de stroomsnelheid of de afvoer, en met gegevens over de opbouw van de bodem. Een methode om morfologische modelberekeningen te toetsen, is door het uitvoeren van een balansberekening. Van een riviertraject wordt de bodemontwikkeling in de tijd bijgehouden, en wordt het inen uitgaande zandtransport gemeten aan respectievelijk de boven- en de benedenstroomse begrenzing. Na een extreem hoogwater worden bovendien de zandafzettingen op de oever gemeten, zo die er zijn. Omdat van het zandtransport op de Maas zeer weinig bekend is, dienen metingen te worden uitgevoerd naar het bodemtransport en het zwevend transport. Om een balansberekening te kunnen uitvoeren dienen transportmetingen plaats te vinden op minimaal een locatie bovenstrooms en een locatie benedenstrooms van het baggervak. Op het tussenliggende traject worden periodiek peilingen uitgevoerd, met meer detail op het baggervak zelf dan daarbuiten.

3.2 Meetmethode Bodempeilingen Het uitvoeren van bodempeilingen is noodzakelijk voor zowel de risicosignalering, het beoordelen van de duurzaamheid van de maatregel, als kennisontwikkeling. Bij bodempeilingen wordt in verhouding tot de meetinspanning de grootste mate van detail bereikt met een multibeam peilsysteem. Omdat echter het routinematig uitvoeren van peilingen met een multibeam peilsysteem in de periode 1996-1999 nog onvoldoende was ontwikkeld, zijn alle peilingen rond het 1e baggerbestek uitgevoerd met een singlebeam peilsysteem. Daarbij is gemeten in een netwerk van dwars- en langsraaien zoals aangegeven in Tabel 4. De meetdichtheid is het grootst in het baggervak, en kleiner op de trajecten boven- en benedenstrooms daarvan. De begrenzingen van het totale traject vallen samen met de meetlocaties voor het sedimenttransport. ...................................

Tabel 4

Meetdichtheid peilingen.

deeltraject

van

tot

dwarsraaien

langsraaien

...........

........

........

............

..........................

1

km 140

km 155

100 m

-30 / -15 / 0 / +15 / +30 m

2

km 155

km 175

25 m

-30 / -15 / 0 / +15 / +30 m

3

km 175

km 190

100 m

-30 / -15 / 0 / +15 / +30 m

Van medio 1996 tot medio 1999 is gemiddeld elke drie maanden een peiling uitgevoerd. Aanvankelijk is meestal alleen het baggervak (deeltraject 2) gepeild, later is steeds het volledige traject bemeten (deeltrajecten 1 t/m 3). Een overzicht van de uitgevoerde peilingen is gegeven in Tabel 5. De datumaanduiding is bij benadering, omdat een volledige peiling soms een doorlooptijd heeft van meer dan één maand. De peilingen zijn uitgevoerd en verwerkt door de Meetdienst van de Directie Limburg, met uitzondering van de peiling van december 1997 die via uitbesteding is ingewonnen. Omdat de resultaten van deze peiling te zeer afwijkend waren, is deze niet verder verwerkt. De eerste verwerkingsstap bestond uit validatie van de meetgegevens en het plotten van de langs- en dwarsprofielen op A0-bladen. Vervolgens werd per vak van 1 à 2 km een digitaal terreinmodel (DTM) vervaardigd door een rooster van 2x2 m over het zomerbed te leggen, en in Digipol op basis van de langs- en dwarsprofielen voor iedere roostercel de bodemhoogte te interpoleren.


23

...................................

Tabel 5

Uitgevoerde peilingen.

nummer

datum

codering

van (km)

.........

..................

..........

..........

tot (km) .........

1

januari 1997

9701

140

190

2

april 1997

9704

155

175

3

juni 1997

9706

140

190

4

september 1997

9709

155

175

5

december 1997

9712

155

175

6

februari 1998

9802

140

190

7

juni 1998

9806

140

190

8

september 1998

9809

140

190

9

december 1998

9812

140

190

10

maart 1999

9903

140

190

11

juni 1999

9906

140

190

De DTM's van de bodempeilingen zijn door het RIZA in ArcInfo verder verwerkt. Van iedere peiling is per kilometervak de gemiddelde bodemhoogte berekend over een zekere breedte rond de as van de gebaggerde geul, c.q. de rivieras op plaatsen waar niet gebaggerd is. Eén serie berekeningen is uitgevoerd over een strook van 70 m breedte, zijnde de breedte van de baggergeul (50 m) plus aan weerszijden een rand van 10 m. Een tweede serie is uitgevoerd over een strook van 100 m, zijnde de volledige breedte van het zomerbed exclusief de oevertaluds. Met de gemiddelde bodemhoogtes zijn verschillen in bodemligging tussen opeenvolgende peilingen berekend, en op basis daarvan netto aanzandings- en erosievolumes. Om een ruimtelijk beeld te krijgen van de veranderingen zijn verschilkaarten gemaakt door in ArcInfo roosters van opeenvolgende peilingen van elkaar af te trekken. ...................................

Figuur 11 Zwevend transportmeting met de AZTM.


24

Zandtransport Bij het opstellen van het monitoringsplan lag het in de bedoeling om het ingaande- en het uitgaande transport te meten, en mede op basis daarvan een zandbalans van het baggervak op te stellen. Daartoe waren meetlocaties geselecteerd aan de randen van het balansgebied (km 141,3 en 183,5), en ter controle een derde locatie in het baggervak zelf (km 158,8). Na de meetcampagne van februari/maart 1997 bleek echter dat de spreiding in de meetuitkomsten dermate groot was, dat het verschil tussen ingaand- en uitgaand transport niet bruikbaar was voor verdere analyse. Bovendien ging steeds een dag verloren met het pendelen tussen de meetlocaties, hetgeen gezien de relatief korte duur van de hoogwatergolf veel meetdagen kostte. Besloten is toen om met ingang van het hoogwaterseizoen 1997/98 alleen nog maar op km 141,3 te meten. De meetlocaties en het aantal uitgevoerde metingen per locatie is aangegeven in Tabel 6. ...................................

Tabel 6

Aantal zandtransportmetingen per locatie.

nummer

periode

km 141,3

km 158,8

km 183,5

.........

....................

..........

..........

..........

totaal ..........

1

februari/maart 1997

6

1

2

9

2

januari 1998

5

-

-

5

3

november 1998

7

-

-

7

4

februari/maart 1999

12

-

-

12

30

1

2

33

totaal

Aanvankelijk zouden transportmetingen uitgevoerd moeten worden bij afvoeren van meer dan 400 m3/s. Op grond van de geringe vangsten bij afvoeren net boven 400 m3/s tijdens de metingen van februari/maart 1997, is dit criterium bijgesteld naar 700 m3/s. De metingen zijn uitgevoerd vanaf een meetvaartuig in 5 verticalen per meetlocatie. Het doormeten van één raai kost een volledige werkdag, waarbij de bodemtransportmetingen maatgevend zijn voor de totale duur van de meting. Het bodemtransport is gemeten met een Helley-Smith (opening 75 x 75 mm), waarbij per verticaal de meting 10 maal is herhaald. Bij testmetingen in 1996 is getracht de optimale duur van het meetinterval met behulp van een onderwatercamera te bepalen, maar vanwege de troebelheid van het water bleek dit niet mogelijk. In het vervolg is de duur van het meetinterval proefondervindelijk vastgesteld. Van iedere vangst met de HelleySmith is het natte volume bepaald, en per verticaal zijn de vangsten van de 10 metingen samengevoegd tot een mengmonster. Uit dit mengmonster is een deelmonster getrokken, waarvan de korrelverdeling is bepaald. Het zwevend transport is gemeten met een AZTM (Akoestische ZandTransportMeter). Per verticaal is op diepte-intervallen van 1 m een meting uitgevoerd, nabij de bodem op diepte-intervallen van 0,5 m. Per verticaal worden zo ca. 10 punten doorgemeten, en per punt worden twee metingen verricht. Ter calibratie van de AZTM zijn per verticaal met een pomp watermonsters genomen, om daarvan het zwevend stofgehalte te bepalen. In de watermonsters is echter weinig tot geen zand is aangetroffen, iets dat waarschijnlijk te wijten is aan onvoldoende capaciteit van de pomp. Voor de calibratie zijn daarom in plaats van in situ-monsters de in het laboratorium bepaalde ijklijnen gebruikt. Incidenteel is voorafgaand aan de bodemtransportmetingen ter plaatse van de meetraai over enige honderden meters een langspeiling uitgevoerd om een kwalitatieve indruk te krijgen van de golflengte van de beddingvormen. De


25

metingen zijn uitgevoerd door de Meetdiensten van de directies Limburg en Zeeland. De uitvoerende Meetdienst heeft tevens de AZTM-gegevens verwerkt. De verwerking van de Helley-Smithgegevens is uitbesteed aan een grondmechanisch bureau. Het RIZA heeft het bodemtransport en het zwevend transport gecombineerd tot het totaaltransport als functie van de afvoer. In de periode 1996-1999 hebben zich geen hoogwaters voorgedaan waarbij de oevers en het winterbed voluit meestroomden. Metingen naar oeverafzettingen ten behoeve van een sluitende zandbalans zijn dan ook niet uitgevoerd. Slibdiktemetingen In juli 1997 is een meetcampagne uitgevoerd ter bepaling van de dikte van de sliblaag op het baggertraject, zie (Van Wijngaarden, 1997). Verspreid over het baggervak zijn op 16 locaties met een Van Veenhapper monsters genomen. Daar waar een sliblaag werd aangetroffen, is met een akoestische slibdiktemeter (ISAC) de dikte van de sliblaag bepaald. Boringen In juni 1997 zijn boringen uitgevoerd in het morfologisch meest actieve deel van het verdiepte zomerbed, te weten km 155-160. Het doel was na te gaan of de verdieping van de erosiekuil tot staan zou worden gebracht door grof materiaal op grotere diepte. De boorkernen, met een lengte van 4 meter, zijn beschreven en gefotografeerd. Gegevens over korrelgrootteverdelingen zijn niet beschikbaar.

3.3 Resultaten In (Wolters, 1998) wordt verslag gedaan van de zandtransportmetingen in februari/maart 1997, en van de morfologische ontwikkelingen in het baggervak in het eerste jaar na de oplevering, van eind 1996 tot eind 1997. In (Schropp et. al., 2000) wordt gerapporteerd over de drie meetcampagnes naar zandtransport in 1998 (2x) en 1999 (1x), en over de morfologische ontwikkeling van het baggervak over de gehele monitoringsperiode (eind 1996 - medio 1999). De resultaten van de metingen naar slibsedimentatie zijn gerapporteerd in (Van Wijngaarden, 1997). In het onderstaande wordt een samenvatting gegeven van de resultaten uit deze rapporten. Bij het beschrijven van de resultaten wordt onderscheid gemaakt naar de in paragraaf 3.1 onderscheiden aspecten van (1) risicosignalering, (2) duurzaamheid van de verruiming (zand en slib) en (3) kennisontwikkeling. Risicosignalering De laag fijn sediment rond km 156 vormde een risico, doordat erosie tot ondermijning van de oevers kon leiden. Nog tijdens de uitvoering van het baggerwerk werd op grond van peilingen geconstateerd dat zich hier inderdaad een ontgrondingskuil ontwikkelde. Omdat geen direct gevaar dreigde, en kennisontwikkeling een kans te geven, werd besloten vooralsnog niet in te grijpen. De kuil had in januari 1997 een volume van 45.000 m3 (gelijk aan 2% van het totale baggervolume), maar werd in de maanden daarna nauwelijks groter, ondanks een afvoergolf van ruim 1000 m3/s in februari/maart 1997. De boringen die in juli 1997 zijn uitgevoerd lieten vanwege het ontbreken van korreldiagrammen geen eenduidige conclusies toe over de mate waarin de ontgrondingskuil zich had gestabiliseerd. Het is dan ook niet bekend of opvulling van de kuil pas begint als al het fijne sediment is uitgespoeld, of dat daarentegen sprake is van afdekking van fijn materiaal door van bovenstrooms


26

aangevoerd grof zand. In 1998 keert de trend tot erosie om in aanzanding, en op de peiling van juni 1999 blijkt de ontgrondingskuil voor een groot deel te zijn opgevuld tot het niveau waarop het profiel in 1996 werd uitgebaggerd. Dat de kuil zich opvult is te danken aan zijn specifieke ligging nabij de bovenstroomse begrenzing van het baggervak. Zou de kuil verder benedenstrooms hebben gelegen, dan zou het grofkorrelige bodemtransport de kuil niet hebben bereikt, en zou opvulling zijn uitgebleven. In Figuur 12 is de bodemontwikkeling in de tijd rond km 156 weergegeven. Voor de toekomst wordt een verdere opvulling van de erosiekuil verwacht. ...................................

Figuur 12 Ontwikkeling erosiekuil rond km 156.

Een tweede risicolocatie is het gebied rond km 165, waar een brugpijler in het zomerbed staat en enkele kabels en leidingen de rivier kruisen. De periodieke peilingen hebben voor deze locatie geen gevaarlijke ontgrondingen laten zien. Omdat aan de randen van het baggervak nauwelijks terug- of voortschrijdende erosie heeft plaatsgevonden, zijn ook de risicolocaties rond km 154,6 en km 174,3 niet bedreigd geweest. Samenvattend kan gesteld worden dat de monitoring naar risicosignalering aan de doelstelling heeft voldaan. Er kan


27

echter niet gesteld worden dat de bestortingen ten onrechte zijn aangebracht, omdat deze locaties in de toekomst wel in gevaar kunnen komen. Duurzaamheid van de verruiming - zand Omdat het baggervak in een gestuwd riviertraject ligt, zullen morfologische veranderingen alleen tijdens hoogwater plaatsvinden. Ondanks de circa vijf afvoergolven die sinds de oplevering van het baggerwerk zijn opgetreden, is de verruiming van het doorstroomprofiel grotendeels in stand gebleven. Wel zijn er aanzienlijke wijzigingen in de vorm van het dwarsprofiel opgetreden. In Figuur 13 zijn per kilometervak over een strook van 70 m breedte de veranderingen in bodemligging uitgezet tussen januari 1997 (referentiepeiling) en juni 1999 (laatste peiling). Een vergelijkbare figuur (niet opgenomen) is gemaakt voor de verschillen in bodemligging over een strook van 100 m breedte. Opgemerkt wordt dat de peiling van januari 1997, die in Figuur 13 als referentie wordt gebruikt, voor een aantal deeltrajecten geen goede weergave van de bodemligging direct na de verdieping is. Met name het deeltraject km 155,7157,2 (besteksvak A), dat al in het voorjaar van 1996 is uitgebaggerd, is tijdens afvoergolven in augustus en november 1996 flink uitgeschuurd. Een volledige peiling van het al wel uitgebaggerde, maar nog niet geërodeerde baggervak is dan ook niet beschikbaar. Een tweede opmerking betreft de onderlinge vergelijkbaarheid van peilingen. Bij iedere peiling is sprake van een systematische meetfout, hoe klein vaak ook. Deze fout wordt bijvoorbeeld veroorzaakt door variaties in de geluidssnelheid onder water, of door de gebruikte interpolatietechniek voor het berekenen van de waterstand. De systematische meetfout ligt in de orde van enkele centimeters, maar kan voor ieder peiling een andere waarde hebben. Verschillen in bodemligging tussen twee peilingen in de orde van een paar centimeter zijn dus niet significant. ...................................

Figuur 13 Verandering bodemligging over 70 m breedte (jan 97 - jun 99). 0.50

verandering bodemhoogte (m)

0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 -0.10 -0.20 -0.30

174-175

173-174

172-173

171-172

170-171

169-170

168-169

167-168

166-167

165-166

164-165

163-164

162-163

161-162

160-161

159-160

158-159

157-158

156-157

-0.50

155-156

-0.40 70 m

kilometervak

Vanwege de lage stroomsnelheden mag verwacht worden dat in de bovenstroomse helft van het baggervak (km 155 - 164) sedimentatie optreedt. In de figuur is echter te zien dat de bodem hier gemiddeld 0,10 à 0,20 m dieper is geworden. Dit is waarschijnlijk veroorzaakt door het uitspoelen van de fijne sedimentfractie uit het bodemmateriaal. Een uitzondering op de algehele erosie is kilometervak 155-156, waar de bovenstroomse begrenzing van het baggervak in ligt. Hier heeft een aanzanding van 0,35 m plaatsgevonden


28

doordat door de rivier aangevoerd materiaal neerslaat vanwege de plotselinge afname van de stroomsnelheid. In kilometervak 156-157 trad aanvankelijk ook erosie op, maar in het tweede jaar na oplevering is de erosiekuil opgevuld met materiaal van bovenstrooms, zodat nu een geringe erosie resteert. Kilometervak 165-166 is destijds niet uitgebaggerd, omdat hier een pijler van de spoorbrug in het zomerbed staat. De erosie van bijna 0,20 m wordt dan ook niet veroorzaakt door het uitspoelen van fijn materiaal, maar door een toename van de stroomsnelheid als gevolg van de lagere waterstanden. In mindere mate geldt dit ook voor de aansluitende kilometervakken 164-165 en 166-167, die gedeeltelijk wel en gedeeltelijk niet zijn uitgebaggerd. In de benedenstroomse helft van het baggervak (km 167 - 174) is de bodem gemiddeld 0,10 à 0,20 m omhoog gekomen. Op grond van verschilkaarten van peilingen kan geconcludeerd worden, dat dit wordt veroorzaakt door het flauwer worden van de gebaggerde taluds in het dwarsprofiel, waardoor materiaal van de niet verdiepte stroken tussen het baggervak en de oevers in het baggervak stroomt. Verschilberekeningen over een breedte van 100 m in plaats van 70 m laten in de benedenstroomse helft van het baggervak een netto aanzanding tot 0,05 m zien. Het flauwer worden van taluds komt in het benedenstroomse traject op veel grotere schaal voor dan bovenstrooms: bij recente peilingen is de baggergeul op veel plaatsen zelfs niet meer als zodanig in het dwarsprofiel te herkennen. Een verklaring voor dit verschil moet worden gezocht in de samenstelling van het bodemmateriaal op het benedenstroomse traject in combinatie met de hogere stroomsnelheden. Het is niet waarschijnlijk dat de aanzanding op traject km 167-174 bestaat uit het fijnkorrelige materiaal dat op traject km 155-165 is geërodeerd, omdat de stroomsnelheden, en dus de transportcapaciteit, benedenstrooms in het baggervak groter zijn dan bovenstrooms. Als gevolg van het inzakken van de gebaggerde taluds, neemt de hoogte van de oever met maximaal 0,50 m toe tot ca. 9,5 m. Omdat deze toename relatief gering is, en omdat de verdieping reeds enige jaren bestaat zonder dat oevers instabiel zijn geworden, mag worden aangenomen dat geen acuut gevaar bestaat voor verlies van oeverstabiliteit. In kilometervak 174-175 vindt conform de verwachting erosie plaats. In dit vak ligt de benedenstroomse begrenzing van het baggertraject, en hier nemen de stroomsnelheden weer toe. Tussen januari 1997 en juni 1999, dus na het ontstaan van de erosiekuil rond km 156, is over de gehele lengte van het baggervak over een bodembreedte van 100 m netto nog eens ca. 100.000 m3 bodemmateriaal verdwenen, gelijk aan 5% van het baggervolume. Het merendeel hiervan is afkomstig uit de bovenstroomse helft van het baggervak. De peilingen benedenstrooms van het baggervak (tot km 190) geven geen aanleiding te veronderstellen dat dit materiaal hier is gesedimenteerd. Omdat het gaat om fijnkorrelig zand, is het waarschijnlijk dat het materiaal als zwevend transport naar het Hollandsch Diep is afgevoerd. Het berekende geërodeerde volume moet in verband met de meetnauwkeurigheid worden gezien als een orde van grootte, en niet als een exact getal. Een systematische fout van 1 centimeter over het oppervlak van het baggertraject (20 km x 100 m) komt immers al overeen met een volume van 20.000 m3. De conclusie dat sprake is van netto erosie wordt gerechtvaardigd doordat in de tijd gezien over een aantal peilingen een consistent beeld oprijst. Op grond van de theorie wordt bovenstrooms van het baggervak als gevolg van de toegenomen stroomsnelheden een daling van de bodemligging


29

verwacht. Omdat deze daling in relatie tot de ruis in de bodempeilingen echter gering is, valt het effect niet uit de peilingen tussen km 140 en km 155 waar te nemen. Benedenstrooms van het baggervak, tussen km 175 en km 190, is de bodemligging stabiel. Het uit het baggervak geërodeerde materiaal is hier niet afgezet, waarschijnlijk omdat het daarvoor te fijn van samenstelling is. De overgangshellingen van verdiept naar onverdiept, en vice versa, zijn in de loop der tijd flauwer geworden. Bij oplevering hadden de overgangshellingen een talud van 1:10, maar uit de langspeilingen blijkt dat de taluds binnen één jaar afnemen tot 1:20 of nog flauwer. In juni 1999, drie jaar na uitvoering, waren op traject dat 3 m was verdiept de overgangshellingen op de rivieras 1:40 bovenstrooms en 1:160 benedenstrooms. Op het traject dat 1,5 m was verdiept waren de hellingen in juni 1999 afgenomen tot 1:300 bovenstrooms en 1:40 benedenstrooms. Over de gehele lengte van het baggervak is de bodem horizontaal opgeleverd, ook in bochten waar normaliter de buitenbocht dieper is dan de binnenbocht. Uit de peilingen blijkt dat na één of twee afvoergolven het natuurlijke bochtprofiel zich volledig herstelt. Het tijdens de uitvoering van een baggerbestek al aanbrengen van bochtprofielen is dan ook niet nodig, en vanwege de hogere kosten zelfs af te raden. Het dieper worden van de buitenbocht houdt wel het risico in dat eventueel aanwezige fijne lagen worden aangesneden. Duurzaamheid van de verruiming - slib In tegenstelling tot wat aanvankelijk verwacht werd, heeft het baggervak niet te lijden gehad onder grootschalige slibafzettingen. Bij metingen is slechts op 3 van de 16 bemonsterde locaties slib aangetroffen. Dit kon in alledrie de gevallen worden toegeschreven aan het onderuit zakken van slibbige lagen op de oevers of in de kribvakken. In het verdiepte gedeelte werd in het geheel geen slib aangetroffen. De verklaring hiervoor is dat eventueel afgezet slib tijdens afvoergolven weer wegspoelt en/of dat slib door scheepsbewegingen (schroefstraal, retourstroom) in suspensie wordt gehouden. De grotere waterdiepte zorgt voor een grotere schuifspanning aan de bodem, waardoor slib juist eerder zal worden opgeruimd. Vervolgmetingen naar slibtransport en slibsedimentatie zijn dan ook niet uitgevoerd. Kennisontwikkeling morfologie In bijlage 2 is een lijst datarapporten opgenomen met de meetgegevens van de sedimenttransportmetingen en de boringen. In totaal zijn vier meetcampagnes uitgevoerd om het sedimenttransport te bepalen. Alle metingen laten zien dat het zwevend transport (AZTM) vele malen groter is dan het bodemtransport (Helley-Smith). Met de metingen is een sedimenttransportformule geijkt, die een relatie legt tussen de afvoer en het sedimenttransport, al of niet gecorrigeerd voor de zandfractie in het spoeltransport2. Op basis van deze formule is de jaarlijkse gemiddelde sedimentvracht op de Maas bepaald. Deze bedraagt ca. 60.000 m3/jaar inclusief, en ca. 40.000 m3/jaar exclusief spoeltransport. In (Gerritsen, 1968) werd voor de meetlocatie Wanssum (km 133,7) een vracht berekend van 35.000 m3/jaar, inclusief spoeltransport. De nu gevonden waarde is hoger, maar gezien de grote spreiding in de metingen is dit niet verontrustend.

2

Het spoeltransport (Eng: wash load) is de fijne fractie van het totale zandtransport dat niet deelneemt aan de vorming van de bodem.


30

4 Grondwater .............................................................................................

4.1 Informatiebehoefte De verruiming van het zomerbed zorgt reeds bij lage afvoeren voor lagere waterstanden, zie Figuur 8 en Figuur 9. Dit leidt tot een blijvend sterkere drainage door de Maas, en dus tot lagere grondwaterstanden. De verlaging van de grondwaterstand is evenredig met de verlaging van het Maaspeil, maar dempt uit met de afstand tot de rivier. Dit betekent dat het grootste effect is te verwachten nabij Gennep, dicht langs de rivier. Verlaging van de grondwaterstanden kan leiden tot effecten voor de functies natuur (verdroging) en landbouw (droogteschade). Behalve door verlaging van het Maaspeil kunnen de grondwaterstanden ook worden beïnvloed doordat bij de verdieping van het zomerbed slecht doorlatende lagen worden weggebaggerd. Dit versterkt de drainage van grondwater door de rivier. Bij hoge afvoeren is sprake van infiltratie van rivierwater naar de ondergrond van het winterbed en van binnendijkse kwel. Door de verruiming zijn ook bij hoge afvoeren de waterstanden op de Maas lager, en dus zijn de infiltratie en kwel minder. Als echter slecht doorlatende lagen zijn weggebaggerd, neemt de grondwaterstroom vanuit de rivier juist toe. Met name op locaties waar de bebouwing dicht tegen de bandijk ligt, zoals in Cuijk, kan bij hoogwater overlast ontstaan door een toename van de binnendijkse kwel. ...................................

Figuur 14 Ligging meetraaien grondwaterstand.


31

In de ontwerpfase van het 1e baggerbestek zijn geen uitgebreide grondwaterberekeningen uitgevoerd, omdat de krappe planning van het ontwerp dit niet toeliet. Wel is met ZWENDL de waterstandsdaling van de Maas in het lage afvoerbereik berekend (zie Figuur 8 en Figuur 9), en is op basis hiervan een doorvertaling gemaakt naar het effect op de grondwaterstanden en de schade voor natuur en landbouw, zie (Prins et. al., 1995). Geconcludeerd werd dat de schade te verwaarlozen was, omdat in het voorjaar de vochtvoorziening van de bovenste bodemlaag vooral afhangt van de neerslag, en in de zomer de (grond-) waterstandsverandering binnen de marge van het stuwbeheer valt. De ontwerpnota liet zich niet uit over een eventuele toename van binnendijkse kwel. Hoewel de schade voor natuur en landbouw niet groot werd geacht, was het wel van belang dit aan de hand van metingen te staven. De informatiebehoefte bestaat daarom uit het kwantificeren van de effecten op de grondwaterstanden, met name op locaties waar schade kan optreden aan de vegetatie (natuur, landbouw), of waar voor omwonenden overlast ontstaat door de toename van binnendijkse kwel bij hoogwater.

4.2 Meetmethode Voor het bepalen van de relatie tussen rivier- en grondwaterstand zijn meetpunten op verschillende afstand van de rivier nodig, bij voorkeur in een raai gelegen. In de omgeving van het baggertraject zijn daarom drie, min of meer loodrecht op de rivier liggende profielen gedefinieerd, zie Tabel 7 en Figuur 14. Elk van de profielen bevat drie of vier peilbuizen. ...................................

Tabel 7

Gedefinieerde profielen.

raai 3

Maas-

oever

omgeving

kilometer

lengte van

aantal

de raai (m)

peilbuizen

......

.........

......

..........

...........

...........

1a

162,0

LO

Cuijk

800

3

1b

162,0

RO

Katerbosch

1600

4

2

160,0

RO

Middelaar

1000

3

3

158,5

LO

St. Agatha

600

4

De profielen 1b, 2 en 3 doorsnijden landbouwgronden en natuurterreinen, en zijn gericht op het meten van verdroging als gevolg van daling van de rivierwaterstanden. De drie profielen liggen in het frequent geïnundeerde winterbed van de Maas. Profiel 1a ligt geheel in de bebouwde kom van Cuijk, en is gericht op het bepalen van een eventuele toename van de binnendijkse kwel bij hoogwater. Van de in totaal veertien peilbuizen zijn er elf begin 1996 in het kader van de monitoring van het 1e baggerbestek nieuw geplaatst. Van de drie bestaande peilbuizen is in één geval het filter dieper geplaatst. De peilbuizen zijn voorzien van 1 of 2 filters, een ondiepe op ca. 2,0 m en een diepe op ca. 8,0 m onder maaiveld, afhankelijk van de bodemopbouw. De nauwkeurigheid van grondwaterstandsmetingen ligt in de orde van enkele centimeter. Het meetnet omvat tevens drie peilschalen, waarvan er twee in het kader van de monitoring nieuw geplaatst zijn. Zes van de elf nieuwe peilbuizen zijn voorzien van continu registrerende dataloggers, de overige peilbuizen en de peilschalen worden door de betreffende gemeente (Mook en Middelaar, Cuijk)

3

Deze raaiaanduiding is ontleend aan (Hoogewoud, 1998), en wijkt af van die in het monitoringsplan.


32

wekelijks afgelezen. Vanaf april 1996 zijn voor de nieuw ingerichte meetlocaties registraties beschikbaar. Tabel 8 geeft een overzicht van het meetnet. ...................................

Tabel 8

Meetlocaties grondwaterstanden.

codering 4

raai

X-coörd.

Y-coörd.

filters

status

waarneming

...........

.....

.........

..........

.......

.........

.............

46A P 9002

1a

188510

415680

2

nieuw

automatisch

46A P 9003

1a

188940

415735

1

nieuw

automatisch

46A P 9004

1a

189140

415700

1

nieuw

automatisch

46A L 9001

1b

189840

416000

1

nieuw

automatisch

46A P 9005

1b

189544

415789

2

nieuw

automatisch

46B P 0011

1b

190530

416440

1

bestaand

handmatig

46B L 9001

1b

190269

416205

1

nieuw

automatisch

46B L 0013

2

191640

415330

1

bestaand

handmatig

46B P 9002

2

191399

415118

2

nieuw

handmatig

46B P 9003

2

191240

414828

1

nieuw

handmatig

46B B 0002

3

191077

413957

1

bestaand

handmatig

46B L 9004

3

191554

414103

1

nieuw

handmatig

46B L 9005

3

191490

413940

1

nieuw

handmatig

46B P 9006

3

191620

414280

1

nieuw

handmatig

46B S 9007

3

191560

414170

n.v.t.

nieuw

handmatig

46B S 9008

3

191570

414170

n.v.t.

nieuw

handmatig

46A S 9006

-

189000

418080

n.v.t.

bestaand

handmatig

De informatiebehoefte en de meetmethode zijn beschreven in (Garritsen, 1995). Op basis van dit plan heeft NITG-TNO het meetnet ingericht, zie (Van Kuijk, 1996). De Meetdienst van directie Limburg heeft de waterpassing van de meetpunten uitgevoerd. De inwinning en validatie van de meetdata en het onderhoud aan het meetnet zijn uitbesteed aan NITG-TNO, en gerapporteerd in (Van Kuijk, 1997), (Van Kuijk et. al., 1998) en (Van Wessel, 1999). Uit deze rapporten blijkt dat het meetnet goed functioneert. De gegevens van zowel het meetnet worden opgeslagen in OLGA (On Line GrondwaterArchief), het landelijke computerbestand met grondwatergegevens van NITG-TNO. Of door de verdieping van het zomerbed slecht doorlatende lagen zijn weggebaggerd, is onderzocht aan de hand van boorgegevens van vòòr de verruiming. De aanwezigheid van dergelijke lagen kon niet worden afgeleid uit de samenstelling van het materiaal dat destijds is opgebaggerd, omdat hierover geen gegevens beschikbaar waren.

4.3 Resultaten Tijdens lage afvoeren zijn de effecten van de zomerbedverdieping op de waterstanden beperkt als gevolg van de stuw bij Grave. Effecten op de grondwaterstanden zijn dan ook vooral merkbaar als de waterstand van de Maas significant afwijkt van het stuwpeil. Deze situatie komt 1 à 2 keer per jaar voor, bij hoogwater of wanneer bij ijsgang de stuwen worden getrokken. Om in 4

De tweede letter geeft het type meetpunt weer: B=brandput; L=landbouwbuis; P=peilput; S=peilschaal


33

de metingen het effect te kunnen onderscheiden van de natuurlijke ruis, moet men bovendien de beschikking hebben over meetgegevens bij een aantal van deze gebeurtenissen. Dit betekent dat tijdreeksen met een lengte van enkele jaren opgebouwd moeten worden, vooraleer op basis van metingen betrouwbare uitspraken gedaan kunnen worden. Grondwater is een onderwerp dat leeft in de omgeving. De gemeente Mook en Middelaar heeft in het eerste jaar na de oplevering van het baggerwerk herhaaldelijk aangedrongen op resultaten van de grondwatermonitoring. Omdat de meetgegevens zich daar op dat moment nog niet toe leenden, werd als alternatief gekozen voor een modelmatige aanpak om het effect te bepalen, waar mogelijk onder gebruikmaking van de monitoringsresultaten. Deze aanpak en de resultaten daarvan zijn gerapporteerd in (Hoogewoud, 1998), en worden in het onderstaande samengevat. ...................................

Figuur 15 Berekende daling grondwaterstand raaien 2 en 3 (golf 1997).

1997 1-feb

15-feb

1-mrt

15-mrt

29-mrt

12-apr

26-apr

10-mei

24-mei

7-jun

0.00

verandering (grond-)waterstand (m)

-0.05 waterstand Maas

-0.10

200 m afstand 400 m afstand -0.15

800 m afstand

-0.20

-0.25

-0.30

-0.35

-0.40

Om het effect van de rivierverruiming op het grondwater te bekijken is een dynamisch rivier-grondwaterinteractiemodel opgezet. De belangrijkste uitgangspunten van dit model zijn: • 1-dimensionale grondwaterstroming loodrecht op as van de rivier. • De grondwaterstand is alleen afhankelijk van het rivierpeil, en niet van neerslag of verdamping. • Er is geen intreeweerstand tussen rivier en grondwater. • De kD (doorlaatvermogen) en de µ (effectieve bergingscoëfficiënt) van het watervoerende pakket zijn constant. Op grond van bestudering van foto's van boorkernen die voorafgaand aan de verdieping uit het zomerbed van de Maas zijn gestoken, is geconcludeerd dat het niet waarschijnlijk is dat bij de uitvoering van het 1e baggerbestek slecht doorlatende lagen zijn weggebaggerd. Ten behoeve van de modellering wordt daarom aangenomen dat de inen uittreeweerstand voor grondwater niet is veranderd. De randvoorwaarde van het model is het rivierpeil, de modelparameters zijn kD en µ van het watervoerende pakket. Het model is gecalibreerd op de metingen uit januari 1997, toen wegens ijsgang de stuwen in de Maas getrokken waren. Het trekken van de stuwen had een duidelijk waarneembaar effect op zowel het rivierpeil als de grondwaterstanden. De gecalibreerde waarden komen uit op kD = 1000 m2/dag en µ = 0,3, hetgeen


34

goed overeenkomt met waarden uit de literatuur. Het model is geldig voor alledrie de profielen van Figuur 14. Als gevolg van de verruiming krijgt de verhanglijn over het stuwpand Grave een vlakker verloop, met de waterstand bij Grave als scharnierpunt. Op grond van de afvoergolven van maart/april 1994 en februari/maart 1997 zijn relaties opgesteld tussen de Maasafvoer en de waterstand bij Gennep, respectievelijk voor en na de verruiming (zie hoofdstuk 2). Hieruit is de waterstandsdaling bij Gennep als functie van de afvoer berekend, en vervolgens door interpolatie de waterstandsdaling ter hoogte van de grondwaterprofielen. Met deze relaties zijn voor de afvoergolven van november/december 1992 en februari/maart 1997 tijdreeksen opgesteld voor de daling van de waterstand ter hoogte van de profielen. Deze afvoergolven hebben een top van 1000 à 1200 m3/s, een afvoer waarbij het effect op de Maaswaterstanden, en dus ook op de grondwaterstanden, maximaal is. De tijdreeksen zijn als randvoorwaarden aan het model opgelegd, en met het model is voor beide golven berekend hoeveel minder de grondwaterstand toeneemt ten opzichte van de niet-verruimde situatie als functie van de tijd en de afstand tot de rivier. Als voorbeeld is in Figuur 15 het resultaat gegeven voor de raaien 2 en 3 tijdens de afvoergolf van februari/maart 1997. In Tabel 9 zijn de resultaten voor alle raaien samengevat. ...................................

Tabel 9

Berekende maximale verschillen grondwaterstand (m).

afvoergolf

afstand tot de Maas (m)

...................

0

200

400

800

.....

.....

.....

.....

1992 •

raaien 1a en 1b

-0,32

-0,18

-0,11

-0,05

•

raaien 2 en 3

-0,39

-0,22

-0,13

-0,06

1997 •

raaien 1a en 1b

-0,32

-0,16

-0,09

-0,03

•

raaien 2 en 3

-0,39

-0,19

-0,11

-0,04

Hoewel het maximale verschil in waterstand op de Maas voor beide golven hetzelfde is, is het effect op de grondwaterstanden voor de golf van 1992 toch groter omdat deze langer duurde. Uitgaande van een exponentieel verloop door de gegevens uit Tabel 9, wordt gevonden dat het effect halveert voor elke 250 (golf 1997) à 300 (golf 1992) meter afstand tot de Maas. De demping is minder naarmate de afvoergolf langer duurt. Voorts is er sprake van een faseverschuiving in het tijdstip van de maximale daling als functie van de afstand tot de Maas. In Figuur 15 is te zien dat het maximale verschil op 400 meter van de rivier ca. twee weken achterloopt op de top van de afvoergolf, en op 800 meter van de rivier ca. zes weken. De maximale effect als gevolg van een afvoergolf in de winter is op grote afstand van de rivier daarom pas merkbaar in het voorjaar, het groeiseizoen, zij het dat het effect dan al nagenoeg uitgedempt zal zijn. In de zomerperiode doen zich in de regel geen afvoergolven voor, en is het effect op de grondwaterstanden veel kleiner. De afvoeren zijn dan over langere periode laag en nagenoeg constant. Dit betekent dat het effect op de grondwaterstanden kleiner is, maar wel op grotere afstand van de Maas merkbaar is. Om een indruk te krijgen van het effect wordt verwezen naar Figuur 16. Hierin is aan de hand van Figuur 8 en Figuur 9 uit hoofdstuk 2 de waterstandsdaling bij resp. Gennep en Sambeek-beneden berekend (kolomgroep, rechter y-as) op basis van de maandgemiddelde afvoer bij


35

Borgharen over de periode 1911-1990 (lijngroep, linker y-as). De berekende waterstandsdaling is een maat voor de grondwaterstandsdaling in de directe omgeving van de Maas, mits de afvoer als constant in de tijd mag worden beschouwd. Dit is het geval als het verschil tussen de 90%- en de 10%onderschrijdingswaarde van de maandgemiddelde afvoer klein is, globaal van juni tot september. Voor de overige maanden van het jaar is deze benadering niet geoorloofd vanwege het meer dynamische afvoerverloop. Uit de figuur blijkt dat de (grond-)waterstandsdaling het grootst is bij Gennep, maar zelfs daar slechts enkele centimeters bedraagt. ...................................

Figuur 16 Waterstandsdaling op basis van maandgemiddelde afvoeren.

1000

0.50 Gennep Sambeek-ben.

800

0.40

Q 90% Q gemiddeld Q 10%

400

0.20

200

0.10

0

0.00

-200

-0.10

-400

-0.20

-600

verandering waterstand (m)

0.30

3

afvoer (m /s)

600

-0.30 jan

feb

maa

apr

mei

jun

jul

aug

sep

okt

nov

dec

Of een minder hoge grondwaterstand ook daadwerkelijk een probleem is, hangt af van diepte van het grondwater ten opzichte van de wortelzone. Als de grondwaterstand zakt van bijvoorbeeld 2,00 meter naar 2,20 meter diepte, dan heeft dat minder gevolgen dan een verandering van 0,40 meter naar 0,60 meter. Dit aspect is echter niet in het kader van de monitoring rond het 1e baggerbestek onderzocht. In het gebied rond het meetnet ligt de grondwaterstand over het algemeen minimaal 1 meter beneden maaiveld. Omdat de intreeweerstand gelijk is gebleven, maar de waterstanden op de Maas tijdens hoogwater als gevolg van de verruiming wel lager zijn, mag verwacht worden dat op de linker Maasoever het binnendijkse kwelbezwaar minder is.


36

5 Macrofauna en microverontreinigingen .............................................................................................

5.1 Informatiebehoefte In het kader van de monitoring naar de effecten van het 1e baggerbestek is er behoefte om de ecologische gevolgen van de zomerbedverruiming te onderzoeken. De baggerwerkzaamheden zouden een belangrijke invloed kunnen hebben op het ecosysteem. Voedselketens zouden kunnen worden verstoord door veranderingen in het voedselaanbod. Een veranderende biologische beschikbaarheid van microverontreinigingen zou de kwaliteit van het ecosysteem als geheel kunnen aantasten, bijvoorbeeld door een verhoogde belasting van voedselorganismen, en daarmee negatieve gevolgen kunnen hebben in de voedselketen. Via de belasting van driehoeksmosselen met microverontreinigingen zou ook inzicht kunnen worden verkregen in eventuele effecten op vissen en vogels die driehoeksmosselen consumeren. Door bureau Waardenburg is een uitgebreid onderzoeksvoorstel opgesteld om ecologische effecten te kunnen achterhalen (Meijer & Van Beek, 1995). Na overleg met het RIZA en opdrachtgever RWS/Bouwdienst is het onderzoeksplan definitief ingevuld. Op basis van bovenstaande overwegingen is ervoor gekozen om de aquatische macrofauna en de belasting met microverontreinigingen van driehoeksmosselen (Dreissena polymorpha) en van het slib te onderzoeken. Macrofauna is de groep van ongewervelde dieren die met het blote oog zichtbaar is. Aquatische macrofauna is een belangrijk onderdeel (van het biotische deel) van een rivierecosysteem en heeft, naast haar intrinsieke waarde, een belangrijke functie als voedselbron voor andere organismen zoals vissen en vogels. Verondersteld is dat dit ook voor het betreffende onderzoekstraject van de Maas geldt. Verwacht werd dat veranderingen in de levensgemeenschappen van macrofauna de belangrijkste directe ecologische effecten van de baggeractiviteiten zouden zijn. Bovendien zou inzicht kunnen worden verkregen in mogelijke meer indirecte ecologische effecten, bijvoorbeeld hoger in de voedselketen (Van Beek et. al., 1998b). Omdat verwacht werd dat de belasting van het ecosysteem met microverontreinigingen zou kunnen veranderen door de baggerwerkzaamheden (Rijkswaterstaat, 1995), is onderzoek hiernaar tevens opgenomen in het ecologisch monitoringsprogramma. De gehalten van een groot aantal microverontreinigingen in driehoeksmosselen en in het slib op de waterbodem is gevolgd. Driehoeksmosselen worden gegeten door hogere organismen en spelen daardoor een rol bij mogelijke doorvergiftiging in de voedselketen. Bovendien is deze soort vaker bestudeerd in accumulatieonderzoek, waardoor vergelijking mogelijk is met andere situaties. De chemische kwaliteit van het slib is bepaald als indicatie voor de mate van verontreiniging van het ecosysteem. Omdat de verontreiniging van slib wettelijk genormeerd is, kunnen uitspraken worden gedaan over de kwaliteit.

5.2 Meetmethode De methodieken zoals toegepast tijdens de ecologische monitoring van macrofauna en microverontreinigingen zijn uitgebreid beschreven in de


37

betreffende onderzoeksrapportages (Van Beek et. al., 1996; 1997, 1998a). Hier wordt een beknopte versie gegeven waarbij met name die elementen worden genoemd die van belang zijn in het kader van de evaluatie van het gehele monitoringsprogramma. Fasering en bemonsteringslocaties Voor alle onderdelen van het ecologische monitoringsprogramma (macrofauna, microverontreinigingen in driehoeksmossel en in slib) zijn drie fasen onderscheiden; T0 T1 T2

de uitgangssituatie (najaar 1995) ter bepaling van toestand vòòr het baggeren; de situatie tijdens de baggerperiode (1996) ter bepaling van korte termijn effecten van het baggeren; de situatie ongeveer 1 jaar na de laatste baggerwerkzaamheden (najaar 1997) ter bepaling van lange termijn effecten.

Het onderzoekstraject betreft het gehele baggertraject inclusief het tussenliggende niet-verdiepte gedeelte rond km 165, alsmede een aansluitend bovenstrooms referentievak van 2,5 km en een traject van 2 km benedenstrooms van het baggervak. Verspreid over het gehele traject zijn 87 bemonsteringslocaties gekozen in het zomerbed van de rivier, verdeeld over 29 dwarsraaien. De afstand tussen de raaien is 400 m. Per raai zijn drie locaties vastgelegd; één in de as van de rivier en één in beide 'oever'zones. Bemonstering tijdens alle fasen heeft zoveel mogelijk plaatsgevonden op dezelfde locaties, met behulp van plaatsbepalingsapparatuur (DGPS). Er is alleen gebaggerd op locaties in de as van de rivier in het baggervak. De andere locaties, zoals in de oever en stroomafwaarts kunnen indirect door de baggeractiviteiten zijn beïnvloed. Veronderstelling van het ecologisch onderzoek is dat de bovenstroomse locaties niet kunnen worden beïnvloed door de baggeractiviteiten maar wel door de algemene rivierdynamiek; daarom worden ze gebruikt als referenties. Met de fasering kan een vergelijking worden gemaakt tussen de situaties vòòr, tijdens en na het baggeren. Daarnaast is in elke fase onderscheid gemaakt tussen de wel en niet te baggeren/gebaggerde locaties. waarvan de resultaten onderling worden vergeleken. De verschillen tussen de fasen en de wel en niet gebaggerde locaties kunnen veroorzaakt zijn door het baggeren. Dit is het uitgangspunt voor de interpretatie van de resultaten. Macrofauna De macrofauna is op alle locaties bemonsterd. De monsters zijn vanaf een schip verzameld met een Van Veenhapper, waarmee een bodemoppervlak van 30 bij 40 cm (tijdens T2: 35 bij 31 cm) is bemonsterd tot een diepte van minimaal 10 cm. Met deze happer kon een breed scala aan sedimentsamenstellingen worden bemonsterd (slib tot grof grind). Het verzamelen van kwantificeerbare macrofaunamonsters is met de Van Veenhapper niet mogelijk gebleken bij sediment met veel grof materiaal (groter dan grind), hetgeen bij 24% van de monsters het geval is geweest. Het monstermateriaal is gespoeld in een zeef (maaswijdte 0,5 mm). Het resterende deel, zoals achterblijvend op de zeef, is geconserveerd en verwerkt in het laboratorium. De substraatsamenstelling is visueel bepaald bij het spoelen van het monstermateriaal en verwerking in het laboratorium. Het aandeel van de verschillende korrelgroottefracties (stenen,


38

grind, zand, slib) is daarbij geschat. Daar waar de happer niet geheel gesloten werd doordat stenen dit verhinderden, zijn de monsters alleen kwalitatief uitgewerkt. Van de overige monsters is de macrofauna kwantitatief verwerkt waarbij dichtheid en de biomassa per vierkante meter waterbodem zijn bepaald. Alle macrofauna is zoveel mogelijk tot op soort gedetermineerd. Onder andere met behulp van TWINSPAN (Hill, 1979) zijn clusteringen gemaakt om verschillen tussen monsters te kunnen aangeven, en mogelijke correlaties met de baggerwerkzaamheden te kunnen onderbouwen. Microverontreinigingen in driehoeksmosselen Tijdens T0 zijn op 14 locaties driehoeksmosselen verzameld. Tijdens T2 zijn op 7 van deze locaties (voldoende) mosselen verzameld. De mosselen zijn onder water door duikers verzameld. In de baggerperiode (T1) zouden de ter plaatse aanwezige mosselen kunnen verdwijnen door de verhoogde sedimentatie van slib veroorzaakt door het baggeren. Daarom zijn in deze periode driehoeksmosselen uitgehangen op enkele locaties. Deze elders verzamelde mosselen zijn in korfjes in de waterkolom gehangen en in twee keer (na 3 en 6 weken) weer opgehaald. Aan boord zijn alle monsters van driehoeksmosselen gekoeld en later ingevroren. De schelplengte is bepaald en het 'vlees' is geanalyseerd op microverontreinigingen. Analyse heeft plaatsgevonden op 8 (zware) metalen (Cd, Zn, Pb, As, Ni, Cr, Cu, Hg), 7 PCB's, 21 OCB's (Organo Chloor Bestrijdingsmiddelen) en 16 PAK's. De gehalten zijn met elkaar en met bepaalde ecologische grenswaarden vergeleken. Op basis hiervan zijn uitspraken gedaan over verschillen in belasting door microverontreinigingen en daarmee samenhangende doorvergiftigingsverschijnselen zoals mogelijk veroorzaakt door het baggeren. Microverontreinigingen in slib Slibmonsters zijn genomen door duikers met behulp van een steekbuis waarmee de bovenste laag slib met een dikte van ongeveer 5 centimeter is bemonsterd. De monsters zijn geanalyseerd op microverontreinigingen zoals hierboven genoemd bij driehoeksmosselen en tevens op specifieke slibparameters zoals korrelgrootteverdeling. Tijdens T0 zijn op zeven locaties slibmonsters verzameld. Tijdens T1 en T2 is niet op elk van deze locaties slib aangetroffen. Daarom zijn enkele andere locaties in het onderzoek betrokken. De gehalten zijn met elkaar vergeleken om tot uitspraken over eventuele veranderingen veroorzaakt door het baggeren te komen. Met behulp van een omrekening naar een standaardbodemsamenstelling zijn de slibmonsters geclassificeerd volgens de landelijke waterbodemnormering als genoemd in de Derde Nota Waterhuishouding.

5.3 Resultaten Het overzicht van de resultaten zoals hier gepresenteerd is gebaseerd op de basisrapportages (Van Beek et. al., 1996; 1997, 1998a, 1998b). Hier wordt een beknopt overzicht gegeven van de resultaten, en met name in hoeverre de doelstelling is gehaald om effecten op langere termijn te onderkennen, waarvoor het onderzoek in T2 is verricht.


39

Macrofauna Er zijn totaal 263 monsters verzameld bij een waterdiepte variërend van 0,6 tot 10,5 m. Er zijn 135 taxa5 onderscheiden waaronder 91 soorten. Voor het baggervak is een afname van het aantal taxa in de kwantitatieve monsters vastgesteld van 83 in T0 naar 73 in T1 tot 51 in T2 bij een vrijwel gelijk gebleven aantal monsters, zie Tabel 10. Voor het referentievak waren deze aantallen respectievelijk 37, 44 en 28 waarbij het aantal kwantitatieve monsters varieerde. ...................................

Tabel 10 Aantal taxa macrofauna.

wetensch.

Nederlandse

T0

T0

T1

T1

T2

T2

naam

naam

ref.

bag.

ref.

bag.

ref.

bag.

(n=10)

(n=55)

(n=20)

(n=51)

(n=5)

(n=51) .......

..............

................

.......

.......

.......

.......

......

Porifera

Sponzen

-

1

-

-

-

-

Tricladida

Platwormen

-

1

2

1

-

-

Nematoda

Draadwormen

1

1

-

1

-

-

Nemertea

Snoerwormen

1

1

1

1

1

-

Oligochaeta

Borstelwormen

10

16

10

20

9

16

Hirudinea

Bloedzuigers

3

4

3

4

1

1

Crustacea

Kreeftachtigen

2

4

3

3

3

3

Ephemeroptera

Haften

1

3

1

1

1

2

Heteroptera

Wantsen

-

-

-

-

-

-

Coleoptera

Kevers

-

1

-

-

-

-

Odonata

Libellen

-

1

-

-

-

-

Trichoptera

Kokerjuffers

2

3

1

1

1

2

Diptera

Vliegen/Muggen

8

25

13

25

4

14

Mollusca

Weekdieren

9

21

10

16

8

12

Petromyzontida

Prikken

-

1

-

-

-

1

83

44

73

28

51

totaal 37 ref. : bovenstrooms referentievak bag. : baggervak

In alle fasen (T0,T1 en T2) is het gemiddeld aantal individuen per oppervlakteeenheid in het bovenstroomse referentievak (geen baggeractiviteit) 1,7 tot 2,7 maal zo hoog als in het baggervak en de biomassa 4 tot 5 maal, zie Tabel 11. Tijdens T1 waren deze verschillen tussen het baggervak en het referentievak het grootst met een factor 2,7 voor de dichtheid en 5 voor de biomassa. De samenstelling van het sediment is sterk bepalend voor de macrofaunagemeenschap. Het relatief grove sediment in het referentievak bleek niet representatief voor het sediment in het baggervak in T0. In het baggervak bestond het sediment voor een belangrijk deel uit slib en (fijn) zand, maar in het referentievak was het aandeel van dit fijnkorrelige sediment veel lager. Tijdens T1 en T2 is een vergelijkbaar beeld gevonden. Hiermee is rekening gehouden bij de interpretatie van de resultaten. In alle fasen en vrijwel altijd zowel in het baggervak als in het bovenstroomse referentievak zijn de borstelwormen (Oligochaeta) getalsmatig veruit dominant. Voor wat betreft de biomassa, uitgedrukt in asvrij-drooggewicht, zijn de 5

Een taxon is een taxonomische eenheid zoals soort, familie, orde. Individuen die niet op soortniveau gedetermineerd kunnen worden, kunnen formeel niet als 'soort' worden aangeduid, vandaar dat men dan spreekt van taxon (m.v.: taxa).


40

weekdieren (Mollusca) veruit dominant, vrijwel alleen veroorzaakt door de Aziatische korfmossel (Corbicula fluminea), zie Tabel 12. De variatie over de monsters in aantal en biomassa van de macrofauna is zeer groot in alle fasen en zowel in het baggervak als het referentievak. ...................................

Tabel 11 Gemiddeld aantal organismen per m2.

wetensch.

Nederlandse

T0

T0

T1

T1

T2

T2

naam

naam

ref.

bag.

ref.

bag.

ref.

bag.

(n=10)

(n=55)

(n=20)

(n=51)

(n=5)

(n=51) .......

..............

................

.......

.......

.......

.......

......

Porifera

Sponzen

-

-

-

-

-

-

Tricladida

Platwormen

-

-

1

-

-

-

Nematoda

Draadwormen

1

-

-

1

-

-

Nemertea

Snoerwormen

2

2

18

1

22

-

Oligochaeta

Borstelwormen

1427

656

2039

929

1228

880

Hirudinea

Bloedzuigers

19

1

18

2

13

-

Crustacea

Kreeftachtigen

385

127

307

67

2229

468

Ephemeroptera

Haften

13

15

38

3

35

2

Heteroptera

Wantsen

-

-

-

-

-

-

Coleoptera

Kevers

-

-

-

-

-

-

Odonata

Libellen

-

-

-

-

-

-

Trichoptera

Kokerjuffers

21

23

9

1

18

5

Diptera

Vliegen/Muggen

297

665

68

142

85

84

Mollusca

Weekdieren

652

208

1020

168

90

105

Petromyzontida

Prikken

-

-

-

-

-

1544

1697

3518

1314

3720

minimum 1183

totaal 2817

50

33

25

811

55

maximum 5708

4475

7091

6521

9945

6369

ref. : bovenstrooms referentievak bag. : baggervak

De dichtheid aan individuen is in de as van de rivier in het referentievak in T0 kleiner dan in het baggervak. In T1 zijn er meer organismen in de as van het referentievak aanwezig dan in de as van het baggervak. Tijdens T2 is de situatie weer zoals in T0. Voor de biomassa van de macrofauna geldt een vergelijkbare ontwikkeling. Op grond hiervan lijkt het baggeren te hebben geleid tot een tijdelijke verlaging van de dichtheid en de biomassa van de macrofauna op de gebaggerde locaties hetgeen voor de hand ligt. Ook kan worden geconcludeerd dat de macrofauna, na een periode van ongeveer 1 jaar na het beëindigen van de baggeractiviteiten, zich weer hersteld heeft voorzover het de totale dichtheid en de biomassa betreft. Voor de locaties in de oeverzones is de ontwikkeling van zowel de totale dichtheid als de biomassa wisselend en niet hetzelfde voor beide oevers. Veranderingen in de oeverzone uiten zich op verschillende wijzen, waarbij zowel een toename als een afname van biomassa en/of aantallen kan optreden. Een effect van het baggeren op de dichtheid of de biomassa van macrofauna lijkt zich niet voor te doen in de oeverzone als geheel. Voor een aantal afzonderlijke soorten en groepen wordt een hogere dichtheid gevonden in de as van het baggervak nadat er gebaggerd is (T2) dan in de as van het niet gebaggerde referentievak; het betreft een drietal soorten borstelwormen, twee soorten muggenlarven, de kaspische slijkgarnaal (Corophium curvispinum) en de tijgervlokreeft (Gammarus tigrinus). Tijdens T1 en T2 komen in de oeverzone in het baggervak een aantal taxa minder voor


41

dan in de oevers van het referentievak. Het betreft soorten van veel hoofdgroepen van de macrofauna, te weten borstelwormen, bloedzuigers, kreeftachtigen, haften, kokerjuffers, muggenlarven en weekdieren. Het substraat in de (gebaggerde) as van de rivier is veranderd van grind/zanddominantie naar een minder grove fractie van zand, fijn zand en slib. Met name tijdens T1 maar ook nog in T2 is het aantal slib- en fijn zandgebonden organismen hoger dan in de uitgangssituatie (T0). ...................................

Tabel 12 Gemiddelde biomassa in asvrij drooggewicht (g/m2).

wetensch.

Nederlandse

T0

T0

T1

T1

T2

T2

naam

naam

ref.

bag.

ref.

bag.

ref.

bag.

(n=10)

(n=55)

(n=20)

(n=51)

(n=5)

(n=51) .......

..............

................

.......

.......

.......

.......

......

Porifera

Sponzen

-

-

-

-

-

-

Tricladida

Platwormen

-

-

0,002

-

-

-

Nematoda

Draadwormen

0,000

-

-

0,000

-

-

Nemertea

Snoerwormen

0,000

0,000

0,003

0,000

0,000

0,525

Oligochaeta

Borstelwormen

0,602

0,338

0,790

0,828

0,635

Hirudinea

Bloedzuigers

0,038

0,003

0,049

0,002

0,022

-

Crustacea

Kreeftachtigen

0,077

0,034

0,085

0,021

0,413

0,121

Ephemeroptera

Haften

0,718

0,018

0,011

0,002

0,009

0,001

Heteroptera

Wantsen

-

-

-

-

-

-

Coleoptera

Kevers

-

-

-

-

-

-

Odonata

Libellen

-

-

-

-

-

-

Trichoptera

Kokerjuffers

0,003

0,004

0,004

0,001

0,006

0,001

Diptera

Vliegen/Muggen

0,007

0,020

0,018

0,045

0,000

0,014

Mollusca

Weekdieren

34,473

8,640

47,274

8,848

65,224

15,906

Petromyzontida

Prikken

-

-

-

-

-

-

9,06

48,24

9,75

66,31

16,57

minimum 0,70

totaal 35,92

0,02

0,66

0,03

0,80

0,00

maximum 207,79

88,34

206,40

79,50

215,72

243,65

ref. : bovenstrooms referentievak bag. : baggervak

Tijdens de onderzoeksperiode van 3 jaar is de macrofaunagemeenschap 'verrijkt' met een viertal taxa zonder dat de baggeractiviteiten hierop van invloed lijken te zijn geweest, maar waardoor de macrofaunagemeenschap wel verandert. Het betreft een drietal exoten uit de Ponto-Kaspische regio; de vlokreeft (Dikerogammarus sp.), de aasgarnaal (Hemimysis anomala) en de borstelworm (Hypania invalida). Ook de haftenlarve (Ephemera lineata), die tot dan toe alleen stroomopwaarts in de Maas in België was aangetroffen, is in 1995 weer in het Nederlandse deel van de Maas aangetroffen. De interpretatie van de macrofaunadata is gecompliceerd door de vele factoren die van invloed zijn op de ontwikkelingen van de macrofaunagemeenschap. In de onderzoeksperiode is er in het onderzoekstraject sprake geweest van een sterke rivierdynamiek (sterk wisselende afvoeren), grote variatie in sedimentsamenstelling zowel in tijd als ruimte, bijzondere omstandigheden als een periode met extreme waterafvoer en het droogvallen van oevers door het openen van de stuwen wegens ijsgang. De invloed van deze factoren op veranderingen van de macrofaunagemeenschap is onvoldoende bekend. Dit werkt beperkend bij het onderkennen van de veranderingen die veroorzaakt zouden zijn door de baggeractiviteiten. De beperkte en onvoldoende


42

representatieve bemonstering van referentielocaties in combinatie met de grote natuurlijke variatie in tijd en ruimte van de macrofaunagemeenschap, maakt de interpretatie van de resultaten veelal niet eenduidig. Conclusies omtrent de effecten van het baggeren dienen met de nodige voorzichtigheid te worden geformuleerd. Microverontreinigingen in driehoeksmosselen Een vergelijking van de concentraties anorganische microverontreinigingen en de (zware) metalen, lijkt een verminderde belasting op te leveren in de mosselen tijdens T2 ten opzicht van T0. Dit geldt niet voor cadmium en nikkel in de mosselen uit het gebaggerde vak en stroomafwaarts daarvan. Stroomopwaarts, in het referentievak, is de belasting met deze metalen in T2 wel minder dan in T0, maar stroomafwaarts zijn de gehalten min of meer gelijk gebleven en mogelijk zelfs verhoogd. In het referentievak zijn de gehalten van cadmium en nikkel in driehoeksmosselen tussen de bepalingen van T0 en T2 gemiddeld met een factor 0,4 respectievelijk 0,7 afgenomen, terwijl ze in het baggervak en stroomafwaarts daarvan met een factor 1,0-1,1 voor cadmium en 1,3 voor nikkel zijn toegenomen, zie Tabel 12. ...................................

Tabel 13 Cd en Ni in driehoeksmosselen (gemiddeld, mg/kg drooggew.).

metaal

bovenstrooms vak (ref.)

baggervak

T0

T2

T0

T2

(n=2)

(n=2)

(n=4)

(n=4)

T2/T0

benedenstrooms vak T2/T0

T0

T2

(n=1)

(n=1)

T2/T0

.........

......

......

......

......

......

......

......

......

......

cadmium

4,4

2,0

0,4

4,6

4,4

1,0

3,7

4,0

1,1

nikkel

51,6

37,0

0,7

42,2

53,5

1,3

44,8

57,0

1,3

Voor vrijwel alle PCB's en een aantal PAK's zijn de gehalten in zowel het baggervak als het referentievak in T2 verhoogd ten opzichte van T0. Van de overige organische microverontreinigingen (veel PAK's en alle OCB's) liggen de waarden vaak onder de detectielimiet waardoor veranderingen niet vastgesteld kunnen worden. De rivierdynamiek in combinatie met het beperkte aantal vergelijkbare monsters en de (intra- en inter-) laboratoriumvariatie van dergelijke analyses maakt een redelijk betrouwbare uitspraak over eventuele veranderingen door de baggeractiviteiten niet verantwoord. Verschillen in detectielimieten tussen betrokken laboratoria is hierbij een voorbeeld van interlaboratoriumvariatie. Statistische betrouwbaarheid van de resultaten van de analyses is niet berekend, met name omdat dit vanwege het beperkte aantal monsters in combinatie met de verschillen in detectielimieten niet zinvol is geacht. Vergelijking van de gehalten van microverontreinigingen met ecotoxicologische grenswaarden laat een overschrijding zien voor cadmium (factor 20 tijdens T0 en T2) en PCB's (alleen in T2). Dit kan een risico betekenen voor mosseletende vissen en vogels. Microverontreinigingen in slib Er zijn 23 slibmonsters geanalyseerd verdeeld over de drie onderzoeksfasen. In de uitgangssituatie, tijdens het baggeren en een jaar na de baggeractiviteiten komen overschrijdingen voor van de wettelijke normen voor gehalten aan microverontreinigingen in slib, zoals toen geldend en vastgelegd in (Anon., 1994). Met name zink en cadmium zijn met hoge gehalten gevonden waardoor het slib op een aantal locaties als klasse 4 is gekarakteriseerd, de hoogste verontreinigingsklasse. Veranderingen in de slibsamenstelling gedurende de onderzoeksperiode leiden niet tot een andere klassenindeling van slib op eenzelfde locatie. Verhoogde gehalten van microverontreinigingen ten opzichte van de uitgangssituatie lijken


43

zich stroomafwaarts in het onderzoekstraject voor te doen, hetgeen kan samenhangen met een stroomafwaarts verhoogde sedimentatie van opgewerveld slib. In welke mate de veranderingen van concentraties microverontreinigingen in het slib veroorzaakt zijn door baggerwerkzaamheden kan niet worden vastgesteld. De hoge rivierdynamiek in combinatie met het beperkte aantal monsters en de variatie in analyses geven beperkingen bij de interpretatie van de gehalten.


44

6 Projectorganisatie .............................................................................................

6.1 Organisatie en uitvoering van de monitoring Het monitoringsplan voor het 1e baggerbestek is eind 1995 in betrekkelijk korte tijd tot stand gekomen. Dit heeft tot gevolg gehad dat in de voorbereiding een aantal aspecten niet in die mate is uitgekristalliseerd als wenselijk was geweest. Bij een gedegener voorbereiding had bijvoorbeeld het idee om op basis van peilingen en sedimenttransportmetingen een zandbalans voor het baggervak op te stellen, weerlegd kunnen worden door het verwachte verschil tussen inen uitgaand transport af te zetten tegen de nauwkeurigheid waarmee de bodemligging en het transport gemeten kunnen worden. De transportmetingen hadden dan vanaf het begin op één locatie geconcentreerd kunnen worden, in plaats van verspreid over drie locaties. Een ander voorbeeld zijn de tijdelijke peilschalen,die nauwelijks hebben bijgedragen aan het in beeld brengen van de waterstandseffecten, terwijl wel veel tijd is gaan zitten in de inwinning en verwerking van de gegevens. Een simpele analyse zou hebben aangetoond dat de bestaande peilschalen de verhanglijn nauwkeurig genoeg in beeld brengen. Als gevolg van de tijdsdruk is bij het opstellen van het monitoringsplan vooral aandacht besteed aan de inwinning van gegevens, en minder aan de verwerking, de analyse en de rapportage. Idealiter zouden degenen die de metingen verwerken en de analyse uitvoeren, intensief bij het opstellen van het monitoringsplan moeten worden betrokken. Dit verhoogt de betrokkenheid, en komt de kwaliteit van het monitoringsplan ten goede. Een ander aspect dat in het monitoringsplan meer aandacht had verdiend, is de documentatie en archivering van meetgegevens. Gegevens van oudere bodempeilingen bleken soms moeilijk terug te vinden, en de documentatie bij de toegestuurde DTM's was vaak minimaal. Dit leidde een aantal keren tot spraakverwarring over peilingen tussen het projectbureau, de Meetdienst en het RIZA. Voorts bleken op zeker moment de waterstandsgegevens van de tijdelijke peilschalen over de maand juni 1998 verloren te zijn gegaan. Wellicht had dit voorkomen kunnen worden door vooraf strakkere afspraken te maken over het gegevensbeheer. In de organisatorische sfeer was niet altijd duidelijk wie nu precies opdrachtgever was voor wat. De Bouwdienst was opdrachtnemer van De Maaswerken voor het ontwerp, de uitvoering, en de monitoring van het 1e baggerbestek. Het RIZA schreef in opdracht van de Bouwdienst een monitoringsplan, en voerde op het gebied van hydraulica en morfologie een aantal analyses uit. De personele en financiële inzet van het RIZA werd echter geregeld in het managementcontract met de Directie Limburg, waar de afdeling ANZ, het Rijkswaterstaataandeel in De Maaswerken, formeel onderdeel van uitmaakte. Voor de monitoring van macrofauna en microverontreiningen had de Bouwdienst weer rechtstreeks contact met bureau Waardenburg, buiten het RIZA om. Problemen die het gevolg waren van deze schimmige organisatie werden meestal op pragmatische wijze opgelost. Zo werden bijvoorbeeld opdrachten op het gebied van gegevensinwinning en -verwerking vaak rechtstreeks door De Maaswerken uitbesteed. Tegen het einde van het project is, mede als gevolg van de nieuw ingevoerde IBO-structuur, de relatie


45

opdrachtgever/opdrachtnemer meer gestroomlijnd. De Maaswerken werd de directe opdrachtgever voor het RIZA voor het afronden en evalueren van de monitoring. Bij de uitvoering van de monitoring en de verwerking van de resultaten bleek de capaciteit van de Meetdienst van de directie Limburg vaak een knelpunt te zijn. Weliswaar is de capaciteit van de Meetdienst uitgebreid ten behoeve van De Maaswerken, maar kennelijk onvoldoende om aan alle meetvragen te voldoen. Behalve beperkte capaciteit komen de lange doorlooptijden bij de peilingen echter ook voort uit de gekozen methode van inwinnen (een dicht meetnet) en verwerken (veel plotuitvoer). Overige knelpunten deden zich voor bij de handmatige afvoermetingen tijdens hoogwater, en de verwerking van AZTMgegevens. Wellicht had een aantal knelpunten voorkomen kunnen worden door het vroegtijdig betrekken van de Meetdienst bij de opzet van het monitoringsplan, en een meer rechtstreeks contact tussen de Meetdienst en het RIZA. Aan de hand van voortgangsrapporten en door het toezenden van de analyserapporten werden de betrokkenen geïnformeerd over de monitoring van het 1e baggerbestek. Helaas werd hiermee niet iedereen bereikt: de Dienstkring Nijmegen-Maas bleek tot in 1999 niet van de monitoring op de hoogte te zijn. Ondanks bovenstaande punten van kritiek is het algehele beeld over de organisatie de monitoring positief. De grote inzet van de het projectbureau en de Meetdienst zijn van wezenlijk belang geweest voor het slagen van dit project.

6.2 Kostenoverzicht In Tabel 14 is een overzicht gegeven van de kosten voor de monitoring van het 1e baggerbestek vanaf het opstellen van het monitoringsplan (1995) tot het uitbrengen van dit evaluatierapport (2000). De onderbouwing van het kostenoverzicht is te vinden in bijlage 3. ...................................

Tabel 14 Totaaloverzicht kosten.

nr.

parameter

totaal

%

.....

....................

................

.....

1

bodemligging

1.920.000,-

54

2

zandtransport

536.400,-

15

3

waterstanden

177.500,-

5 0

4

afvoeren

-

5

grondwaterstanden

196.000,-

5

6

macrofauna

376.600,-

11

7

driehoeksmosselen

zie 'macrofauna'

8

slibkwaliteit

zie 'macrofauna'

9

slibsedimentatie

19.400,-

1

10

bodemsamenstelling

117.000,-

3

subtotaal

3.342.900,-

93

overhead

233.000,-

7

totaal

3.575.900,-

100


46

Uit de tabel blijkt dat de bodempeilingen verreweg de grootste kostenpost vormen. Omgekeerd betekent dit voor de monitoring van nog uit te voeren baggerbestekken dat de grootste besparingen zijn te bereiken door kritisch te kijken naar het te peilen traject, het aantal uit te voeren peilingen per jaar, en de methode van peilen. Door de overstap van het singlebeam- naar het multibeam peilsysteem zal de inwinning in de toekomst minder tijd vergen, de inzet voor de verwerking van de gegevens zal daarentegen eerder toenemen dan afnemen. De hoge kosten voor inwinning en verwerking zijn meer dan voldoende rechtvaardiging voor een goed databeheer. Mocht bijvoorbeeld één van de peilingen van het 1e baggerbestek zoekraken, dan zou dat neerkomen op een kapitaalvernietiging van ca. 170.000,-. Ook de kosten voor de zandtransportmetingen vormen een flink aandeel in het totaalbedrag. Voor de toekomst betekent dit, dat men niet te lichtvaardig op een nieuwe locatie een meetreeks moet starten, omdat het een aantal jaren duurt voordat voldoende metingen zijn verzameld. Aangezien de metingen vooral dienen voor het afregelen van morfologische modellen, is bij een goed modelconcept een beperkt aantal meetlocaties al voldoende. Het onderzoek naar slibdiktes is naar verhouding erg goedkoop uitgevallen, maar dat is grotendeels te danken aan het feit dat geen slib is gevonden. Zou dit wel het geval zijn geweest, dan zouden meer kosten zijn gemaakt voor herhalingsonderzoek, en wellicht voor het bepalen van de kwaliteit van het slib. ...................................

Tabel 15 Totaaloverzicht bootdagen (bd) en mensdagen (md).

nr.

parameter

totaal

totaal

Meet-

RIZA

dienst ....

..................

Maas-

Bouw-

werken

dienst

(bd)

(md)

(md)

(md)

(md)

(md)

.......

.......

.......

.......

.......

.......

1

bodemligging

300

1200

1200

-

-

-

2

zandtransport

33

368

198

170

-

-

3

waterstanden

-

60

-

40

20

-

4

afvoeren

-

-

-

-

-

-

5

grondwaterstanden

-

20

-

20

-

-

6

macrofauna

-

43

28

-

-

15

7

driehoeksmosselen

zie 'macrofauna'

8

slibkwaliteit

zie 'macrofauna'

9

slibsedimentatie

1

17

2

15

-

-

10

bodemsamenstelling

-

-

-

-

-

-

subtotaal

334

1708

1428

245

20

15

overhead

-

220

-

130

60

30

totaal

334

1928

1428

375

80

30

(100%)

(74%)

(20%)

(4%)

(2%)

In Tabel 15 is een overzicht gegeven van de inzet in bootdagen en mensdagen, het laatste uitgesplitst over vier partijen. De grootste inzet is geleverd door de Meetdienst, zowel in bootdagen als in mensdagen. Dit pleit ervoor de Meetdienst nauw en vroegtijdig te betrekken bij het opstellen van monitoringsplannen, teneinde te voorkomen dat bij de uitvoering van het plan pas blijkt dat de gevraagde inzet niet geleverd kan worden. Wanneer de geraamde inzet van mensen en middelen uit het oorspronkelijke monitoringsplan en de latere actualisatie op geld worden herleid, dan komt het totaalbedrag uit op 3,4 miljoen gulden. Dit ligt in dezelfde orde van grootte als het totaalbedrag van Tabel 14, zij het dat de opbouw van beide totalen op een


47

aantal punten verschilt. Globaal gesproken zijn de inzet aan bootdagen en het bedrag aan uitbestedingen kleiner geweest dan geraamd, en de inzet aan mensdagen groter.


48

7 Conclusies en aanbevelingen .............................................................................................

In de voorgaande hoofdstukken zijn per onderwerp conclusies geformuleerd. In dit hoofdstuk worden de belangrijkste conclusies samengevat, en worden op grond daarvan aanbevelingen gedaan.

7.1 Conclusies Waterstanden en afvoeren. • Het aantal meetpunten van het MSW-netwerk, en de dichtheid aan meetdata is voldoende gebleken voor een betrouwbare analyse van de waterstandseffecten van het 1e baggerbestek. De tijdelijke peilschalen, die in het kader van de monitoring van het 1e baggerbestek zijn bijgeplaatst, hebben nauwelijks aan de analyse bijgedragen, mede omdat deze peilschalen met haperingen hebben gefunctioneerd. Voor toekomstige rivierverruimingsprojecten kan het plaatsen van tijdelijke peilschalen op strategische locaties echter wel zinvol zijn, bijvoorbeeld voor de ijking van modellen. Een regelmatige controle op het correct functioneren van de peilschalen is dan wel gewenst. • Op het stuwpand Grave is de waterstandsdaling duidelijk waarneembaar. De maximale waterstandsdaling wordt bereikt bij afvoeren van ca. 1100 m3/s. Bij lagere afvoeren is het effect beperkt als gevolg van de werking van de stuwen, en bij hogere afvoeren als gevolg van het meestromen van het winterbed. De grootste daling (0,56 m) wordt gemeten bij station Gennep. De waterstanden zijn niet merkbaar beïnvloed door morfologische veranderingen in het baggervak. • Op het stuwpand Sambeek is nog geen meetbare daling opgetreden, omdat in het lage afvoerbereik de stuw bij Sambeek doorwerking van enig effect in bovenstroomse richting verhindert, en in het hoge afvoerbereik het aantal metingen nog te gering is. • De gemeten waterstandsdalingen te Gennep en Sambeek-beneden zijn redelijk weer te geven met op fysica gebaseerde regressielijnen. De gemiddelde afwijking tussen de regressielijnen en de metingen bedraagt slechts enkele centimeters. • In de ontwerpfase van het 1e baggerbestek zijn met ZWENDL berekeningen uitgevoerd voor afvoeren tot 500 m3/s. Deze berekeningen blijken goed met de metingen overeen te komen, evenals recent uitgevoerde berekeningen met het nieuwe Maasmodel in Sobek. • De effecten van de verdieping op de stroomsnelheden, en daarmee op de scheepvaart, zijn in de monitoring van het 1e baggerbestek ten onrechte niet meegenomen. Bodemligging en sedimenttransport • De risicolocaties op het traject van het 1e baggerbestek hebben geen acuut gevaar opgeleverd. Nabij km 156 is reeds in 1996 een ontgrondingskuil ontstaan van enkele meters diepte, maar deze is inmiddels weer voor een belangrijk deel opgevuld en verwacht wordt dat deze trend zich voortzet. Bij de brugpijlers in het zomerbed en de afgedekte kabels en leidingen zijn geen


49

•

•

•

•

•

gevaarlijke ontgrondingen waargenomen. Dit betekent echter niet dat het risico hier definitief geweken is. De gebaggerde verruiming van het doorstroomprofiel is grotendeels in stand gebleven, maar wel zijn er aanzienlijke wijzigingen in de vorm van het dwarsprofiel. De bovenstroomse helft van het baggervak is dieper geworden door het uitspoelen van de fijne fractie uit het bodemmateriaal, in de benedenstroomse helft zijn de gebaggerde taluds in het dwarsprofiel uitgezakt. Aan de boven- en benedenstroomse begrenzing van het baggervak zijn respectievelijk sedimentatie en erosie opgetreden. Over de gehele lengte van het baggervak is tussen januari 1997 en juni 1999 netto ca. 100.000 m3 bodemmateriaal verdwenen. Bovenstrooms en benedenstrooms van het baggervak zijn geen veranderingen in de bodemligging waargenomen die kunnen worden toegeschreven aan de zomerbedverruiming. In tegenstelling tot de verwachting heeft in het baggervak geen grootschalige slibafzetting plaatsgevonden. Mogelijk spoelt eventueel afgezet slib tijdens afvoergolven weer weg, of wordt het slib door scheepsbewegingen in suspensie gehouden. Het uitvoeren van sedimenttransportmetingen is pas zinvol bij afvoeren vanaf 700 m3/s. De gehaltes aan zwevend sediment die bij de tot nu toe uitgevoerde campagnes met de AZTM zijn gemeten, zijn aanzienlijk hoger dan het aandeel bodemtransport (Helley-Smith). Een groot deel van het zwevend transport bestaat echter uit spoeltransport. De jaarlijkse sedimentvracht op de Zandmaas bedraagt ca. 60.000 m3/jaar inclusief, en ca. 40.000 m3/jaar exclusief de zandfractie in het spoeltransport. Dit is meer dan tot nog toe werd aangenomen.

Grondwater • Het grondwatermeetnet dat ten behoeve van de monitoring van het 1e baggerbestek is ingericht, heeft de afgelopen vier jaar goed gefunctioneerd. Wegens de te korte tijdreeksen kon het effect van de zomerbedverdieping op de grondwaterstanden tot nu toe echter niet rechtstreeks uit de metingen worden afgeleid. Pas nu zijn voldoende metingen verzameld om te proberen een dergelijke analyse uit te voeren. • Om tegemoet te komen aan de behoefte om op korte termijn meer inzicht te geven in de grondwatereffecten, is een 1-dimensionaal grondwatermodel opgezet en gecalibreerd op gegevens uit het meetnet. Uit berekeningen met dit model voor de afvoergolven van november/december 1992 en februari/maart 1997 blijkt dat het effect halveert voor elke 250 à 300 m afstand tot de Maas. Daarnaast is sprake van een faseverschuiving van ca. twee weken op 400 meter afstand van de Maas, en ca. 6 weken op 800 meter afstand. Demping en faseverschuiving hangen af van de duur van de afvoergolf. • Er zijn geen aanwijzingen dat bij de uitvoering van de verdieping slecht doorlatende lagen zijn weggebaggerd. Aangenomen is dan ook dat de inen uittreeweerstand voor grondwater niet is veranderd. Macrofauna en microverontreinigingen • De ecologische effecten van het baggeren zijn maar beperkt onderkend en gekwantificeerd. Het ecologisch monitoringsprogramma betrof weinig soorten (geen vogels en vissen), nam het traject stroomafwaarts van het baggervak onvoldoende in beschouwing en besloeg een te korte periode om lange termijn effecten te kunnen achterhalen. Deze conclusie komt mede voort uit een gebrek aan algemene kennis omtrent ecologische aspecten van


50

•

•

•

•

•

•

•

baggeractiviteiten, alsmede een gebrek aan kennis en normen omtrent biologische en ecologische effecten van microverontreinigingen. Tijdens, en tot maximaal één jaar na het baggeren zijn de dichtheid en de biomassa van de macrofaunagemeenschap verlaagd, waardoor een tijdelijk voedseltekort zou kunnen optreden voor vissen en vogels. De macrofaunagemeenschap is na een jaar weer hersteld voor wat betreft de totale hoeveelheid individuen en de biomassa daarvan. Dat een fijnkorreliger substraat na het baggeren de waterbodem vormt, is van invloed op de soortensamenstelling van de macrofaunagemeenschap en de onderlinge verhoudingen. De mogelijk door het baggeren ontstane veranderingen in de macrofaunagemeenschap zouden zich ook door andere, natuurlijke processen hebben kunnen voordoen. De spreiding in de data is te groot voor meer gedetailleerde conclusies, zoals ten aanzien van afzonderlijke soorten. Het verschijnen van 'nieuwe' soorten in het traject maken uitspraken over effecten op langere termijn gecompliceerd. De gehaltes aan zware metalen cadmium en nikkel zijn een aanwijzing dat de gehalten aan microverontreinigingen in driehoeksmosselen kunnen toenemen door baggeren. Dit kan echter niet eenduidig worden aangetoond. Met name cadmium en zink worden in hoge concentraties (tot en met klasse 4) aangetroffen in de toplaag van het slib tijdens alle onderzoeksfasen. Veranderingen van de gehalten aan microverontreinigingen in het slib kunnen echter niet eenduidig worden toegeschreven aan de baggeractiviteiten. De invloeden waaraan het ecosysteem wordt blootgesteld kunnen zich ook buiten het baggervak manifesteren, bijvoorbeeld via de voedselketen en stroomafwaartse verplaatsing van microverontreinigingen. Statistisch berekende significanties van verschillen die mogelijk worden veroorzaakt door de baggerwerkzaamheden zijn niet bepaald. De vele factoren die van invloed zijn geweest op de resultaten, maar waarvan de invloed niet te kwantificeren is, maken de significantie van de resultaten minder relevant.

Projectorganisatie • Door tijdsdruk is de voorbereiding op de monitoring destijds niet optimaal geweest. Bij een betere voorbereiding was een aantal metingen niet, of niet op deze wijze, uitgevoerd. De inwinning van meetgegevens heeft naar verhouding meer aandacht gekregen dan de verwerking, analyse en archivering ervan. • De totaalkosten voor de monitoring van het 1e baggerbestek hebben 3,6 miljoen gulden bedragen. Dit ligt in dezelfde orde van grootte als het totaal van de kostenramingen, zij het dat beide bedragen voor een deel verschillend zijn opgebouwd. De inzet aan bootdagen, met name voor de bodempeilingen, hebben de grootste kostenpost gevormd bij de monitoring van het 1e baggerbestek.

7.2 Aanbevelingen De ervaringen die opgedaan zijn bij de monitoring van het 1e baggerbestek, zowel wat de betreft de organisatie als de inhoudelijke aspecten, leiden tot een aantal aanbevelingen. Deze hebben betrekking op de voortzetting van de monitoring van het 1e baggerbestek, en op het monitoringsplan voor het


51

Zandmaas/Maasrouteproject als geheel. Daarnaast worden enkele aanbevelingen gedaan voor het ontwerp van toekomstige baggerbestekken.

7.2.1 Voortzetting monitoring 1e baggerbestek Het monitoringsplan voor het 1e baggerbestek liep medio 1999 af. Eventuele voortzetting van de metingen dient een plaats te krijgen in het Integrale Monitoringsplan Zandmaas/Maasroute (IMP), dat momenteel in voorbereiding is. In verband hiermee worden de volgende aanbevelingen gedaan: Waterstanden en afvoeren. • De vier tijdelijke peilschalen die ten behoeve van de monitoring van het 1e baggerbestek zijn geplaatst, hebben niet bijgedragen aan het in beeld brengen van de waterstandseffecten, en bleken bovendien zeer storingsgevoelig. De tijdelijke peilschalen kunnen daarom uit bedrijf worden genomen. • De nu uitgevoerde analyse van de waterstandseffecten is beperkt gebleven tot een afvoerniveau van ca. 1600 m3/s. Aanbevolen wordt om wanneer zich op de Maas een hoogwatergolf van meer dan 2000 m3/s heeft voorgedaan, een analyse uit te voeren naar het waterstandseffect van de verruiming in het hoge afvoerbereik. • Afvoeren boven 1200 m3/s liggen buiten het meetbereik van de akoestische debietmeters (ADM) te Venlo en Megen. Om de in het vorige punt genoemde analyse te kunnen doen, is het essentieel dat bij hoogwater handmatige afvoermetingen worden uitgevoerd, en wel over het volledige natte dwarsprofiel. Door de metingen uit te voeren met een ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler) kan ten opzichte van metingen met Ott-molens een aanzienlijke tijdwinst worden geboekt. ...................................

Figuur 17 Uitvoering 1e baggerbestek (foto RWS/MD).


52

Bodemligging en sedimenttransport • Bekende risicolocaties, zoals brugpijlers en erosiekuilen nabij oevers, zouden direct na ieder hoogwater door middel van bodempeilingen geïnspecteerd moeten worden. • De rivierbodem tussen Gennep en Grave vertoont een neiging tot erosie. In verband met de stabiliteit op langere termijn van oevers en infrastructuur, is het van belang te weten of deze trend zich voortzet, en zo ja hoe snel. Aanbevolen wordt om minimaal één maal per jaar, in de zomer of het najaar, de zomerbedbodem van het gehele stuwpand Grave te peilen. Voor de trajecten bovenstrooms van Sambeek en benedenstrooms van Grave volstaat de reguliere vijfjaarlijkse peiling. • Het verdient aanbeveling om van het tot nog toe voor peilingen gebruikte singlebeamsysteem over te stappen op het multibeamsysteem: de meetinspanning is minder en de kwaliteit van de informatie is beter. • Nu ook in december 1999 op km 141,3 nog sedimenttransportmetingen zijn uitgevoerd, bestaat inmiddels een goed beeld van het jaarlijks sedimenttransport op deze locatie. De sedimenttransportmetingen op km 141,3 kunnen daarom worden beëindigd. • Tijdens het hoogwater van 1995 is tussen km 164 en km 225 naar schatting 8900 m3 zand op de oevers van de Maas afgezet, zie (Sorber, 1997). Omdat dit in relatie tot het jaartransport van de Maas een aanzienlijke hoeveelheid is, blijven metingen naar oeverafzettingen na een extreem hoogwater belangrijk om daarmee morfologische modellen van de Maas te kunnen verbeteren. • Bij zomerbedverdieping van de Zandmaas is het aansnijden van fijne lagen op meerdere locaties een probleem. Het is daarom belangrijk meer te weten te komen over het mechanisme achter het opvullen van de erosiekuil van het 1e baggerbestek. Aanbevolen wordt boringen van enkele meters lengte uit te voeren in de voormalige erosiekuil rond km 156, om te bezien of fijn sediment wordt afgedekt, of dat opvulling pas plaatsvindt nadat al het fijne sediment is uitgespoeld. Grondwater • Tot dusverre is slechts in zeer beperkte mate gebruik gemaakt van de meetgegevens uit het grondwatermeetnet. Inmiddels zijn van vier jaar metingen beschikbaar, en heeft de meetreeks voldoende lengte en kwaliteit. Aanbevolen wordt een onderzoek uit te voeren waarin uitsluitend op basis van metingen effecten op het grondwater aangetoond worden. In dit onderzoek dienen ook andere peilbuizen in de omgeving betrokken te worden, waarvan de registratie teruggaat tot vòòr de uitvoering van het 1e baggerbestek. • Als uit het onderzoek van voorgaande aanbeveling blijkt dat het effect rechtstreeks uit metingen is aan te tonen, kan het onderzoek naar grondwatereffecten worden uitgebreid met een meer geavanceerde, modelmatige aanpak. Te denken valt aan een 2-dimensionaal grondwatermodel, waarin neerslag en verdamping zijn verdisconteerd, en waarvoor de waterstandsrandvoorwaarde over een lange periode wordt gegenereerd met een waterbewegingsmodel voor de Maas. Het model wordt afgeregeld op grondwaterstandsgegevens uit het meetnet. Via GIS kan vervolgens een relatie worden gelegd tussen berekende veranderingen in de grondwaterstand en eventuele droogteschade. • De exploitatie van het grondwatermeetnet dient vooralsnog te worden gecontinueerd. Afhankelijk van de resultaten van het in het vorige punt


53

genoemde onderzoek dient te worden besloten hoe lang de metingen nog moeten worden voortgezet. Macrofauna en microverontreinigingen • De gehalten aan microverontreinigingen in het slib zijn zowel vòòr als na het baggeren zo hoog (plaatselijk klasse 4), dat nader onderzoek wordt aanbevolen.

7.2.2 Integraal Monitoringsplan Zandmaas/Maasroute Voor het evalueren van de projectdoelen en projectuitvoering van het project Zandmaas/Maasroute wordt het Integraal Monitoringsplan Zandmaas/Maasroute (IMP) opgesteld. Voor het IMP de volgende aanbevelingen gedaan: Waterstanden en afvoeren. • Bij de monitoring van het 1e baggerbestek is geen aandacht besteed aan de effecten van de verdieping op de scheepvaart. In de praktijk bleek dat de scheepvaart nogal hinder ondervond van de gradiënten in stroomsnelheid op de begrenzingen van het baggervak, en bij de drempel halverwege het baggervak. Aanbevolen wordt om bij monitoring elders vroegtijdig aandacht te besteden aan de effecten van rivierverruiming op de scheepvaart, met name daar waar drempels in de rivier aangebracht worden om kabels en leidingen af te dekken. Te denken valt aan het bevragen van schippers omtrent hun ervaringen bij drempels en overgangshellingen. Bodemligging en sedimenttransport • Het uitvoeren van bodempeilingen vraagt in verhouding tot andere monitoringsactiviteiten veel capaciteit. Grote besparingen zijn dan ook te bereiken door de lengte van het te peilen traject en het aantal peilingen per jaar zo veel mogelijk te reduceren. • Door de grote spreiding in de sedimenttransportmetingen is het niet zinvol om op basis daarvan een zandbalans voor een riviertraject op te stellen. Mede gezien het beperkte aantal meetdagen per hoogwater, verdient het de voorkeur om de aandacht te richten op één meetlocatie. • Aanbevolen wordt om sedimenttransportmetingen uit te voeren op locaties waar het materiaal aanmerkelijk grover of fijner is dan op km 141,3. De nu afgeleide transportformule is voor deze locaties in principe niet geldig. • Omdat sedimentmetingen worden uitgevoerd in het kader van procesonderzoek ten behoeve van modellen, is het van belang naast de hoeveelheden ook de samenstelling van het transport te meten. Grondwater • Het aantonen van effecten op grondwaterstanden op basis van uitsluitend metingen is een tijdrovende zaak. Het duurt enige jaren vooraleer meetreeksen van voldoende lengte en kwaliteit zijn verzameld om conclusies te kunnen trekken. Men dient zich dan af te vragen of de termijn waarop men uitspraken wil doen wel strookt met de tijd die nodig is voor het verzamelen van voldoende gegevens. Als de beschikbare tijd beperkt is, valt te overwegen de meetinspanning uitsluitend te richten op het verkrijgen van voldoende data voor het afregelen van een grondwatermodel. • Het starten van een meetreeks voor (grond-)water tijdens of na een ingreep is eigenlijk te laat, omdat referentiemetingen van vòòr de ingreep in dat geval ontbreken. Aangezien echter de uitvoering van het


54

•

Zandmaas/Maasrouteproject meerdere jaren in beslag gaat nemen, kan het voor sommige deelprojecten zinvol zijn om nu al met metingen te beginnen, zodat tegen de tijd dat de uitvoering daar is, men de beschikking heeft over een referentiereeks. Bij het ontbreken van een referentiereeks kunnen de metingen wel gebruikt worden voor het afregelen modellen. Het wegbaggeren van slecht doorlatende lagen is van grote invloed op de grondwaterstanden. Of dit een rol speelt dient vastgesteld te worden door het uitvoeren van boringen voorafgaand aan de verdieping.

Macrofauna en microverontreinigingen • Gezien de beperkte kennis van ecologische effecten door baggeren is het voor de langere termijn gewenst hier meer onderzoek aan te verrichten. Met name de problematiek van doorvergiftiging door microverontreinigingen in de voedselketen verdient aandacht. Voor eenduidige conclusies zou het ecotoxicologisch onderzoek omvangrijker en breder moeten worden opgezet. • Een integrale interpretatie van alle meetgegevens, ook abiotische, kan mogelijk meer verklaarbare verbanden opleveren tussen het baggeren en de eventuele effecten op macrofauna en slib, al dan niet via microverontreinigingen. • De grote spreiding in macrofaunasamenstelling, in combinatie met het dynamische karakter van de rivier (variatie in stroming en sedimentatie en substraat, aanvoer van nieuwe soorten), vraagt om een statistisch goed onderbouwd plan voor monstername. Om tot eenduidiger resultaten te komen is het noodzakelijk dat meer monsters worden verzameld dan nu gedaan is, of dat de vraagstelling wordt beperkt. Een beperking zou kunnen worden gevonden in het bemonsteren van minder sedimenttypen, waardoor de variatie als gevolg van sedimentsamenstelling is. • De toegepaste Van Veenhapper leverde 24% kwantitatief nietinterpreteerbare monsters op. Dit percentage is mogelijk te verminderen door toepassing van een andere bemonsteringstechniek, bijvoorbeeld een zware boxcorer. • De sedimentsamenstelling is bepaald door een schatting te maken van de fracties. Een kwantificering van de sedimentsamenstelling kan verbeterd worden door de fracties te bepalen met zeven. De te onderscheiden sedimentklassen en hoeveelheden worden dan eenduidig en objectief bepaald. • Voor berekeningen van effecten in de voedselketen of bij aanwijzingen voor een verminderde conditie van soorten worden biomassabepalingen bij voorkeur uitgevoerd aan afzonderlijke soorten middels asvrij-drooggewicht metingen. Voor een algemene indruk van de biomassa en eventuele effecten van baggeractiviteiten hierop kan worden volstaan met metingen aan vier groepen (weekdieren, borstelwormen, kreeftachtigen en de rest-groep met de overige macrofauna). Gezien mogelijke vestiging en uitbreiding van 'nieuwe' soorten, zoals nog steeds te verwachten is, zal de keuze van de groepen voor de biomassabepaling wel aangepast moeten worden bij een eventuele grote biomassa van dergelijke soorten. • De verschillen in analyse tussen verschillende laboratoria en de (onbekende) betrouwbaarheid van de analysewaarden nabij de detectiegrens moeten meer aandacht krijgen. Het is aan te bevelen steeds hetzelfde laboratorium in te schakelen bij meerdere analyses. • Nieuwe kennis met betrekking tot ecologische effecten van microverontreinigingen levert steeds meer inzicht. In (Den Besten, 1997) wordt een aantal macrofaunaparameters gegeven waarmee verbanden worden gelegd tussen de mate van verontreiniging en macrofauna, vissen


55

•

en vogels in het Hollands Diep en de Dordtsche Biesbosch. Voor grotere wateren, zoals de Maas kan deze methodiek een zinvolle benadering blijken. De biologische effecten van microverontreinigingen zijn van meer belang voor het ecosysteem dan de absolute gehalten van deze stoffen. Deze biologische effecten blijken moeilijk voorspelbaar. Recente kennis omtrent onverwachte oestrogene werking van bekende microverontreinigingen waardoor mannetjes niet meer vruchtbaar worden, is hier een voorbeeld van. Daarbij moet ook worden bedacht dat het aantal microverontreinigingen in het milieu veel groter is dan daadwerkelijk aantoonbaar gezien detectiegrenzen en andere beperkingen van analysetechnieken.

Projectorganisatie • Tijdens het opstellen van een monitoringsplan wordt op basis van voortschrijdend inzicht de informatiebehoefte steeds scherper geformuleerd. Dit kan echter alleen als de tijd wordt genomen om het proces van verdieping voldoende kans te geven. Een lange, gedegen voorbereiding betaalt zich uiteindelijk terug in lagere kosten voor het inwinnen en verwerken van meetgegevens. • De meetinspanning kan drastisch beperkt worden door synergie te zoeken met andere projecten en meetprogramma's. Voor een overzicht van de routinematige metingen in het kader van de MWTL-programma's, zie onder meer (Rijkswaterstaat, 1999). • Bij het opstellen van een monitoringsplan kan de neiging bestaan zich vooral te richten op de eerste fase, de inwinning van de gegevens, en minder op de daarop volgende fasen van verwerking en de analyse. Het is echter van belang om de (beoogde) partij die uiteindelijk de analyse gaat uitvoeren bij het opstellen van het monitoringsplan te betrekken, omdat de aard van de analyse sturend is voor de gegevensinwinning. Dit pleit er tevens voor om alle verantwoordelijkheden vanaf de gegevensinwinning tot en met de eindrapportage vooraf goed regelen. • Tussentijdse integrale evaluatie van onderzoeksmethode en resultaten kan leiden tot een verbetering van het monitoringsprogramma. Met name het beter inspelen op vooraf niet voorziene situaties (bijvoorbeeld ad hoc aanpassingen van geplande baggeractiviteiten) is hierbij van belang. • Bij de monitoring van het 1e baggerbestek is het voorgekomen dat meetgegevens verloren zijn gegaan (waterstanden), of door een archiveringsproblemen moeilijk terug te vinden waren (bodempeilingen). Omdat meetgegevens in grote hoeveelheden en ten koste van grote inspanningen worden verzameld, is het noodzakelijk om het databeheer vooraf goed te regelen. • Voor de monitoring van het 1e baggerbestek is een groot beroep gedaan op de Meetdienst van de Directie Limburg, en op sommige momenten werden daarbij de capaciteitsgrenzen bereikt. Wanneer in de toekomst voor meerdere deelprojecten tegelijkertijd de monitoring uitgevoerd moet worden, neemt het beroep op de Meetdienst sterk toe. Het is daarom van belang de Meetdienst vroegtijdig bij het IMP te betrekken, en bijtijds te zorgen voor voldoende capaciteit en deskundigheid bij de Meetdienst.

7.2.3 Toekomstige baggerbestekken Uit de monitoring van het 1e baggerbestek zijn een aantal aanbevelingen af te leiden voor het ontwerp en de uitvoering van toekomstige baggerbestekken:


56

•

•

•

•

Het morfologisch gedrag van een baggervak wordt in hoge mate bepaald door de samenstelling van de ondergrond. Het is daarom van belang om in de ontwerpfase boringen in het zomerbed uit voeren tot enkele meters onder de toekomstige rivierbodem, aangevuld met ondiep seismisch onderzoek. Op grond hiervan kan een prognose worden gemaakt voor de erosie en sedimentatie. Het is voldoende als in bochten de bodem horizontaal wordt uitgebaggerd. Het baggeren van een bochtprofiel is niet nodig, omdat de rivier daar na één of twee hoogwaters zelf voor zorgt. Wel dient men in verband met het dieper worden van de buitenbocht bedacht te zijn op het aansnijden van eventueel aanwezige fijne lagen. Overgangshellingen in lengterichting van 1:10 worden door de rivier binnen een jaar verflauwd tot 1:30 of nog minder. Niettemin wordt aanbevolen om overgangshellingen aanzienlijk flauwer dan 1:10 uit te voeren, teneinde voor de scheepvaart de duur van de hinder ten gevolge van stroomsnelheidsvariaties te beperken. Uit het feit dat bij het 1e baggerbestek geen grootschalige slibafzetting is opgetreden, mag niet worden afgeleid dat dit bij andere verruimingsprojecten ook niet gebeurd. Met name bij verbreding en uiterwaardverlaging blijft de kans op aanslibbing bestaan.


57

Referenties .............................................................................................

Anonymus, (1994), 'Evaluatie Nota Water (1993-1994). Ontwerp en Regeringsbeslissing, aanvullende beleidsmaatregelen en financiering 1994-1998'. Tweede Kamer, vergaderjaar 1993-1994, 21250, nrs 27-28. Beek, G.C.W. van, A.J.M. Meijer en R. Munts (1996), ‘Macrofauna en microverontreinigingen in proefvak ‘Zandmaas’; Uitgangssituatie (T0) 1995’. Bureau Waardenburg BV, rapport nr. 96.23. Beek, G.C.W. van, A.J.M. Meijer en R. Munts (1997), ‘Macrofauna en microverontreinigingen in proefvak ‘Zandmaas’; Opname baggerperiode (T1) 1996’. Bureau Waardenburg BV, rapport nr. 97.17. Beek, G.C.W. van, A.J.M. Meijer en R. Munts (1998a), ‘Macrofauna en microverontreinigingen in proefvak ‘Zandmaas’; Opname na baggeren (T2) 1997’. Bureau Waardenburg BV, rapport nr. 98.007. Beek, G.C.W. van, A.J.M. Meijer en R. Munts (1998b), 'Macrofauna en microverontreinigingen in proefvak ‘Zandmaas’; vóór, tijdens en na baggeren. Eindrapport ecologische monitoring'. Bureau Waardenburg BV, rapport nr. 98.016. Besten, P.J. den (1997), 'Biotisch effectonderzoek Hollandsch Diep en Dordtsche Biesbosch. Nader onderzoek waterbodemkwaliteit.' RWS/RIZA rapport 97.098. Garritsen, T. (1995/1998), 'Monitoring van het grondwater tijdens de baggerproef Zandmaas'. RWS/RIZA, werkdocument 98.051X. Gerritsen, J. (1968), 'Materiaaltransport door de Maas'. Rijkswaterstaat Directie Limburg, Studiedienst Maas, nota 68.8. Hill, M.O. (1979), 'TWINSPAN - a FORTRAN program for arranging multivariate data in an ordered two-way table bij classification of the individuals and attributes'. Cornell University, Ithaca, New York. Hoogewoud, J.C. (1998), 'Invloed van de baggerwerken tussen Gennep en Grave op de grondwaterstand in de omgeving van de Maas'. RWS/RIZA, rapport 98.046. Kuijk, J.M.J. van (1996), ‘Inrichting meetnet voor monitoring grondwater tijdens eerste baggerproef Zandmaas’. TNO-rapport GG R 96-40(B).


58

Kuijk, J.M.J. van (1997), ‘Exploitatie meetnet voor monitoring grondwater tijdens eerste baggerproef Zandmaas. Verslagperiode: 1 april 1996 t/m 31 maart 1997’. TNO-rapport NITG 97-146-B. Kuijk, J.M.J. van en A. van Wessel (1998), ‘Exploitatie meetnet voor monitoring grondwater tijdens eerste baggerproef Zandmaas. Verslagperiode: 1 april 1997 t/m 31 maart 1998’. TNO-rapport NITG 98-146-B. Maaswerken (1999), 'Trajectnota/MER Zandmaas/Maasroute'. Projectorganisatie 'De Maaswerken'. Meijer, A.J.M. en G.C.W. van Beek (1995), ‘Onderzoeksplan en offertes ecologische monitoring proefvak Zandmaas 1995/96’. Bureau Waardenburg BV, project nr. 95.080. Meulenberg, M. (1995), ' Wijzigingen morfologie ten gevolge van plan Boertien 2B'. Rijkswaterstaat Directie Limburg, interne notitie d.d. 7 februari 1995. Mooren, J.R. (1999), 'Zandmaas-Baggerbestek 1. Een verslag van de archeologische begeleiding van het uitdiepen van de Maas tussen Gennep en Cuijk in 1996'. Rijksdienst voor het Oudheidkundig Bodemonderzoek, ROB Rapportage Archeologische Monumentenzorg 70. Prins, S.R., M. van Helvert en A.P. Kok (1995), 'Ontwerpnota baggerwerkzaamheden zomerbed Zandmaas traject Gennep Grave'. RWS/Bouwdienst, document USW.ZAB-I-95069. Schropp, M.H.I. (1995), 'Monitoringsplan baggerbestek Gennep - Grave'. RWS/RIZA, werkdocument 95.151X. Schropp, M.H.I. (1997), 'Actualisatie monitoringsplan baggerbestek Gennep - Grave'. RWS/RIZA, werkdocument 97.202X. Schropp, M.H.I. (1999), 'Waterstandseffecten van verdieping van de Maas tussen Gennep en Grave'. RWS/RIZA, rapport 99.029. Schropp, M.H.I., P. Jesse en J.A.F. van Essen (2000), 'Morfologie en zandtransport zomerbedverdieping Gennep - Grave'. RWS/RIZA, rapport in voorbereiding. Sorber, A.M. (1997), 'Oeversedimentatie tijdens de hoogwaters van 1993/1994 en 1995'. RWS/RIZA, rapport 97.015. Rijkswaterstaat (1995), 'Onderzoeksvoorstel waterbodemonderzoek.' Bouwdienst, documentnr. BTZA.VG-M-95012.


59

Rijkswaterstaat (1999), 'Jaarboek monitoring rijkswateren 1998. Kengetallen 1998'. RWS/RIZA en RWS/RIKZ. Veen, R. van der, U. Pakes, J. van Essen en L. Schutte (1998), 'Calibratie Sobek-Maas (Versie 1998.1)'. RWS/RIZA, rapport 98.038. Wessel, A. van (1999), ‘Exploitatie meetnet voor monitoring grondwater tijdens eerste baggerproef Zandmaas. Verslagperiode: 1 april 1998 t/m 31 maart 1999’. TNO-rapport NITG 99-67-B. Wijngaarden, M. van (september 1997), 'Slibdikte-meting Zandmaas baggertraject 1'. RWS/RIZA, werkdocument 97.142X. Wolters, A.F. (1998), 'Morfologische ontwikkeling van de Maas tussen Gennep en Grave ten gevolge van baggerwerkzaamheden'. RWS/RIZA, rapport 98.060.


60

Bijlagen .............................................................................................


61


62

1 Overzicht uitgevoerde metingen en rapportages .............................................................................................

nr

parameter

meetdata / -periode

..

. . . . .. . . . . . . . . . . . .

.........................

................................

1

Bodempeilingen

•

januari 1997

‘Morfologische ontwikkeling van de

•

april 1997

Maas tussen Gennep en Grave ten

•

juli 1997

gevolge van

•

september 1997

baggerwerkzaamheden’, RIZA-

•

december 1997

rapport 98.060, november 1998.

•

februari 1998

•

juni 1998

'Morfologie en zandtransport

•

september 1998

zomerbedverdieping Gennep -

•

december 1998

Grave', RIZA-rapport in

•

maart 1999

voorbereiding.

•

juni 1999

•

februari/maart 1997

•

januari 1998

•

november 1998

•

februari/maart 1999

•

Bestaand meetnet:

2

3

Zandtransport

Waterstanden

Permanente peilschalen op

rapportage

zie ‘Bodempeilingen’

‘Waterstandseffecten van verdieping van de Maas tussen

een aantal locaties,

Gennep en Grave’, RIZA-rapport

continu registrerend

99.029, april 1999.

voor onbepaalde tijd •

Aanvullend meetnet: Vier peilschalen bijgeplaatst, continu registrerend vanaf juli 1996

4

•

Afvoeren

Bestaand meetnet:

Akoestische debietmeting bij Venlo en Megen, continu registrerend voor onbepaalde tijd, tot 1200 m3/s •

Aanvullend meetnet : Handmatige metingen bij Ravenstein voor afvoeren boven 1200 m3/s


63

zie ‘Waterstanden’

nr

parameter

meetdata / -periode

..

. . . . .. . . . . . . . . . . . .

.........................

................................

5

Grondwaterstanden

•

‘Invloed van baggerwerken tussen

Bestaand meetnet:

Permanente peilbuizen op

•

rapportage

Gennep en Grave op de

een aantal locaties,

grondwaterstand in de omgeving

continu registrerend

van de Maas’, RIZA-rapport 98.046,

voor onbepaalde tijd

april 1998.

Aanvullend meetnet: Elf peilbuizen bijgeplaatst, continu registrerend vanaf april 1996

6

Macrofauna

•

najaar 1995 (T0)

'Macrofauna en

•

medio 1996 (T1)

microverontreinigingen in proefvak

•

najaar 1997 (T2)

‘Zandmaas’; uitgangssituatie (T0) 1995’. Bureau Waardenburg bv, oktober 1996. 'Macrofauna en microverontreinigingen in proefvak ‘Zandmaas’; opname baggerperiode (T1) 1996’, Bureau Waardenburg bv, mei 1997. 'Macrofauna en microverontreinigingen in proefvak ‘Zandmaas’; opname na baggeren (T2) 1997’ Bureau Waardenburg bv maart 1998 ‘Macrofauna en microverontreinigingen in proefbaggervak ‘Zandmaas’; vóór, tijdens en na baggeren. Eindrapport ecologische monitoring’, Bureau Waardenburg bv, maart 1998.

7

Driehoeksmosselen

zie ‘Macrofauna’


8

Slibkwaliteit



9

Slibsedimentatie

juli 1997

‘Slibdiktemeting Zandmaas baggertraject 1’, RIZAwerkdocument 97.142X, september 1997.

10 Boringen


64

•

oktober 1995

•

oktober 1996

•

juli 1997

zie ‘Bodempeilingen’

2 Datarapporten sedimenttransport en boringen .............................................................................................

Sedimenttransport meetcampagne februari/maart 1997 bodemtransport (Helly-Smith) Velde, P.A. van de (1997), ‘Rapport betreffende monitorplan Maas’. Fugro Ingenieursbureau BV, opdrachtnummer H-0895/06. zwevend transport (AZTM) Anonymus (1997), ‘Sedimentmetingen Zandmaas, 15 februari t/m 1 maart 1997’. RWS/Meetdienst Zeeland, notitie ZLMD-97.N.001. meetcampagne januari 1998 bodemtransport (Helly-Smith) Velde, P.A. van de (1998), ‘Onderzoek zandmonsters afkomstig van sedimenttransportmetingen. Monitoringplan Maas ten behoeve van 2e ( = 1e) baggerbestek’. Fugro Ingenieursbureau BV, opdrachtnummer H-0895/07. zwevend transport (AZTM) Tiernego, P.C. (1998), ‘AZTM meetgegevens’. RWS/Meetdienst Limburg. meetcampagne november 1998 bodemtransport (Helly-Smith) Velde, P.A. van de (1998), ‘Monitorplan Maas km 141.300, 1e baggerbestek, november 1998’. Fugro Ingenieursbureau BV, opdrachtnummer H0895/08/Vde. zwevend transport (AZTM) Mulder, A. (1999), ‘Sedimentmetingen Maas - november 1998’. RWS/Meetdienst Limburg. meetcampagne februari/maart 1999 bodemtransport (Helly-Smith) Velde, P.A. van de (1999), ‘Monitoring BB1. Sedimenttransport hoogwater februari/maart 1999’. Fugro Ingenieursbureau BV, opdrachtnummer H-0895/09. zwevend transport (AZTM) Mulder, A. (1999), ‘Sedimentmetingen Maas - februari/maart 1999’. RWS/Meetdienst Limburg.


65

Boringen meetcampage oktober 1995, in opdracht van de Bouwdienst Korf, W. (1995), ‘Verruimen zomerbed van de rivier de Maas tussen Gennep en Grave in het kader van het project Zandmaas. Bestek BDW 5098. Bijlage C. Grondgegevens’. RWS/Bouwdienst, documentnummer USW.ZAB-95092. meetcampage oktober 1996, in opdracht van de Kombinatie Regenboog Leeuwe, P.J. (1997), ‘Herhalingsbodemonderzoek Maas traject Gennep - Grave’. Fugro Milieu Consult BV, opdrachtnummer D-6129/193. meetcampage juli 1997, in opdracht van de Bouwdienst Burger, P.C.W. (1997), ‘Resultaten grondonderzoek betreffende Zandmaas baggerproefvak I en Asseltse Plassen’. Fugro-IGF BV, opdrachtnummer P-1583/09. Lang, F.D. de (1998), ‘Boringen baggerproefvak I en Asseltse Plassen (met 6 bijlagen)’. TNO-rapport NITG 98-12-B.


66

3 Kostenoverzicht monitoring 1e baggerbestek .............................................................................................

1 - Bodemligging In totaal zijn door de Meetdienst 11 peilingen uitgevoerd, zij het dat niet alle peilingen het volledige traject km 140-190 dekken. De kosten voor de bodempeilingen bestaan uit de bootdagen plus bemanning, de verwerking van de ruwe data tot DTM's, en de interpretatie van de metingen. Aan de hand van de meetformulieren zijn vuistregels afgeleid voor de productie per gemiddelde bootdag. Op grond van deze getallen is het totaal aantal bootdagen berekend, rekening houdend met de lengte van het gepeilde traject (km 140-190 of km 155-175), de onderlinge afstand tussen de dwarsraaien per deeltraject (25 m of 100 m), het aantal langsraaien (5), en hiaten in de kilometrering (bochtafsnijding Boxmeer) of de peilingen (stuwcomplexen Sambeek en Grave). De inzet in mensdagen voor schipper en waarnemer (totaal 2 man) en de verwerking (1 dag inwinning = 2 dagen verwerking) is direct gerelateerd aan het aantal bootdagen. Omwille van de eenvoud is voor de peiling van december 1997, die door uitbesteding is ingewonnen, aangenomen dat deze ook door de Meetdienst is uitgevoerd. 2 - Zandtransport In de periode 1997-1999 zijn in totaal op 33 dagen zandtransportmetingen uitgevoerd, verdeeld over 4 meetcampagnes (zie Tabel 6 ). Het aantal bootdagen en de personele inzet van schipper en waarnemers (totaal 5 man) zijn af te leiden uit het aantal meetdagen. De verwerking van de AZTMmetingen is uitgevoerd door de Meetdienst (1 dag inwinning = 1 dag verwerking), de bepaling van het zandgehalte in de watermonsters en de verwerking van de Helly-Smithmetingen zijn uitbesteed aan particuliere laboratoria. De analyse en interpretatie van de bodempeilingen, de zandtransportmetingen en de boringen, is door het RIZA uitgevoerd en vastgelegd in twee rapporten. 3 - Waterstanden De kosten voor waterstandsmetingen die toegerekend kunnen worden aan de monitoring van het 1e baggerbestek bestaan uit het plaatsen, het onderhouden, en de gegevensinwinning van de vier tijdelijke peilschalen. De overige afvoeren waterstandsgegevens zijn kosteloos uit het MSW-netwerk betrokken. Analyse en interpretatie van de gegevens is uitgevoerd en gerapporteerd door het RIZA. 4 - Afvoeren In het monitoringsplan werd uitgegaan van handmatige afvoermetingen bij hoogwater. Deze metingen zijn echter nooit uitgevoerd, en dragen dus ook niet bij tot de totaalkosten.


67

...................................

Tabel 16 Overzicht kosten en activiteiten.

nr.

parameter

totaalkosten

activiteiten

...

..................

.............

.........................................

1

bodemligging

1.920.000,-

•

uitvoeren van 11 bodempeilingen

•

verwerking peilgegevens tot DTM's

•

analyse van de veranderingen in bodemligging

•

uitvoeren van 4 meetcampagnes met Helley-

2

zandtransport

536.400,-

Smith en AZTM •

verwerking van de AZTM-gegevens tot fluxen

•

bepaling zandgehalte in watermonsters

•

bepaling volume en korrelsamenstelling HellySmithmonsters

•

afleiden QS-relatie en bepaling jaartransporten

3

waterstanden

177.500,-

•

plaatsing en onderhoud 4 tijdelijke peilschalen

•

inwinning waterstandsgegevens 1996-1999

•

bepaling gemeten waterstandsdaling

4

afvoeren

-

-

5

grondwaterstanden

196.000,-

•

opstellen plan aanvullend meetnet

•

inrichting en onderhoud aanvullend meetnet

•

exploitatie aanvullend meetnet 1996-1999

•

bouw en ijking grondwatermodel

•

bepaling van de effecten op grondwater

•

verzamelen van monsters voor, tijdens en na

6

macrofauna

376.600,-

het baggerwerk •

verwerking van de monsters

•

rapportage per fase en eindrapport

7

driehoeksmosselen

zie 'macrofauna'

8

slibkwaliteit

zie 'macrofauna'

9

slibsedimentatie

19.400,-

•

uitvoeren van 1 meetcampagne ter bepaling van slibdiktes

10

bodemsamenstelling

117.000,-

subtotaal

3.342.900,-

overhead

233.000,-

totaal


3.575.900,-

68

•

rapportage van de bevindingen

•

uitvoeren van 1 boorcampagne km 155-160

•

beschrijven en fotograferen boorkernen

•

aanschaf rapport met boringen door derden

•

opstellen en bijstellen monitoringsplan

•

aansturen metingen en overleg

•

opstellen evaluatierapport

5 - Grondwaterstanden Op grond van een meetplan van het RIZA zijn 17 meetlocaties aangepast of nieuw ingericht ten behoeve van de monitoring van grondwatereffecten, zie Tabel 8. De inrichting en het onderhoud van het meetnet, en de inwinning van de gegevens zijn uitbesteed aan een particulier bureau. Het RIZA heeft de analyse van de gegevens uitgevoerd. De exploitatie van het meetnet is in 1998 ondergebracht in een groter contract dat 60 peilbuizen omvatte, zodat de kosten voor dit meetnet niet meer apart zichtbaar waren. Voor de jaren 1998 en 1999 is daarom voor inwinning en onderhoud een schatting gemaakt van de kosten. 6 - Macrofauna, 7 - Driehoeksmosselen, 8 - Slibkwaliteit De monitoring naar macrofauna en microverontreinigingen is volledig uitbesteed geweest aan een particulier bureau. De inzet van Rijkswaterstaatdiensten bestond uit het ter beschikking stellen van de waarnemer voor de bemonstering, en de begeleiding van het bureau. 9 - Slibtransport en slibsedimentatie In juli 1997 is een eendaagse meting uitgevoerd naar slibdiktes. De kosten bestaan uit 1 bootdag plus bemanning, en de begeleiding, analyse en rapportage door het RIZA. 10 - Bodemsamenstelling In juli 1997 is in één opdracht een boorcampagne uitgevoerd op het traject km 155 - 159 en in de Asseltse Plassen nabij Roermond. De kosten van deze campagne over beide locaties is verdeeld naar rato van het aantal boringen. Om een beter beeld te krijgen van de bodemsamenstelling direct na de verruimingswerkzaamheden, is bovendien het rapport aangeschaft van een boorcampagne die eind 1996 door derden is uitgevoerd in het baggervak. Projectmanagement Tussen 1995 en 2000 zijn drie partijen actief geweest bij het in goede banen leiden van de monitoring van het 1e baggerbestek. Inzet is geleverd door het projectbureau (aansturing opdrachtnemers gegevensinwinning), de Bouwdienst (contactpersoon projectbureaustaf), en het RIZA (monitoringsplan, evaluatierapport, aansturing analyse meetgegevens).


69


70

Evaluatie monitoring zomerbedverdieping Gennep - Grave

Recommend Documents