RIVIERKUNDIGE TOETSING RIVIERVERRUIMING HUISSENSCHE WAARDEN

RIVIERKUNDIGE TOETSING RIVIERVERRUIMING HUISSENSCHE WAARDEN HSRO, BASAL DYCKERHOFF

21 juli 2012 : - Definitief C03021.000098.0100.0100

Rivierkundige toetsing rivierverruiming Huissensche waarden

Inhoud Samenvatting ___________________________________________________________ 3 1

Inleiding _____________________________________________________________ 5 1.1 aanleiding ________________________________________________________________5 1.2 achtergrond ______________________________________________________________5 1.3 Doelstelling _______________________________________________________________6 1.4 leeswijzer ________________________________________________________________6

2

Beschrijving plan _____________________________________________________ 7 2.1 inleiding _________________________________________________________________7 2.2 gebied van ingrijpen _______________________________________________________7 2.3 Lijst van ingrepen _________________________________________________________9 2.4 referentie vs Achterstallig beheer en autonome ontwikkeling ___________________ 10 2.5 terrein en kadehoogten en inundatie ________________________________________ 11 2.5.1 Voorkeursvariant eindsituatie _______________________________________ 11 2.5.2 huidige situatie ___________________________________________________ 13 2.6 vegetatie en beheer _______________________________________________________ 14 2.6.1 Voorkeursvariant eindsituatie _______________________________________ 14 2.6.2 huidige situatie ___________________________________________________ 17 2.7 bijzonderheden hydraulische berekeningen __________________________________ 18 2.7.1 Terreinhoogte v.s. kadehoogten _____________________________________ 18 2.7.2 Schematisering Looveerdam ________________________________________ 19 2.7.3 In laat Scherpekamp _______________________________________________ 19 2.7.4 Invaaropening ____________________________________________________ 20

3

Veiligheid 2015 ______________________________________________________ 21 3.1 inleiding ________________________________________________________________ 21 3.2 MHW stand as rivier ______________________________________________________ 22 3.3 MHW-stand buiten de rivieras _____________________________________________ 23 3.4 afvoerverdeling mhw _____________________________________________________ 25 3.5 afvoerverdeling normaal hoogwater ________________________________________ 26

4

Hinder en schade 2015 ________________________________________________ 27 4.1 waterstanden/inundatiefrequentie uiterwaard ________________________________ 27 4.2 stroombeeld uiterwaard ___________________________________________________ 28 4.3 Stroombeeld bij de aan en aftakking van nevengeulen _________________________ 28 4.4 afvoerverdeling normaal hoogwater ________________________________________ 30 4.5 afvoerverdeling bij lage afvoeren ___________________________________________ 30

5

Sedimentatie en erosie 2015 ___________________________________________ 31 5.1 aanzanding en erosie van het zomerbed _____________________________________ 31 5.2 aanzanding en erosie van uiterwaard en nevengeulen _________________________ 35 5.2.1 sedimentatie winterbed ____________________________________________ 35 5.2.2 erosie winterbed __________________________________________________ 35

: - Definitief

ARCADIS

1


6

Veiligheid eindsituatie ________________________________________________ 36 6.1 inleiding ________________________________________________________________ 36 6.2 MHW-stand rivieras ______________________________________________________ 36 6.3 MHW-stand buiten de rivieras _____________________________________________ 37 6.4 afvoerverdeling mhw _____________________________________________________ 39 6.5 afvoerverdeling normaal hoogwater ________________________________________ 39

7

Hinder en schade eindsituatie __________________________________________ 41 7.1 waterstanden/inundatiefrequentie uiterwaard ________________________________ 41 7.2 stroombeeld uiterwaard ___________________________________________________ 42 7.3 Stroombeeld bij de aan en aftakkning van nevengeulen ________________________ 43 7.4 afvoerverdeling normaal hoogwater ________________________________________ 44 7.5 afvoerverdeling bij lage afvoeren ___________________________________________ 44

8

Sedimentatie en erosie________________________________________________ 45 8.1 aanzanding en erosie van het zomerbed _____________________________________ 45 8.2 aanzanding en erosie van uiterwaard en nevengeulen _________________________ 49 8.2.1 sedimentatie winterbed ____________________________________________ 49 8.2.2 erosie winterbed __________________________________________________ 49

9

robuustheid & veerkracht _____________________________________________ 50

10 Conclusies en aanbevelingen __________________________________________ 52 10.1 conclusies ______________________________________________________________ 52 10.2 aanbeveling_____________________________________________________________ 53 11 Literatuur ___________________________________________________________ 54 1

Overzicht simulaties ___________________________________________ 56

2

Kaartbijlagen terreinhoogte en ruwheid ___________________________ 57

: - Definitief

ARCADIS

2


Samenvatting In 2003 heeft het Kabinet besloten tot uitvoering van een pakket van maatregelen op de Rijntakken met als doel het vergroten van de afvoercapaciteit van de rivier. Dit project staat bekend als Ruimte Voor de Rivier. Eén van de maatregelen uit dit pakket betreft een rivierverruiming in de Huissensche waarden. Door HSRO is in opdracht van Basal Dyckerhoff de benodigde nadere uitwerking gemaakt van deze verruiming. Dit plan is rivierkundig getoetst en van die toetsing ligt het verslag voor u. Het plan valt uiteen in de ingrepen die uitgevoerd worden voor eind 2015 en de ontwikkeling die daarna plaatsvindt. Beide situaties zijn rivierkundig getoetst. Deze toetsingen betreffen de vaste onderdelen uit het Rivierkundig BeoordelingsKader. Naast deze toetsing is nog meer in detail gekeken naar het effect op de waterstanden in het taakstellingsvenster. Hierbij geldt als eis dat de waterstandsdaling in het taakstellingsvenster, dat loopt van rivierkilometer 870,500 tot en met 871,500, tenminste 8 centimeter dient te bedragen bij een wetmatige afvoerverdeling. Het onderzoek in het kader van het rivierkundige beoordelingskader valt uiteen in:  Effecten op Hoogwaterveiligheid,  Eventuele hinder en schade,  Sedimentatie en erosie zomer- en winterbed. De onderzoeksresultaten zijn samengevat in de volgende tabel. Onderdelen die extra aandacht behoeven zijn oranje gemarkeerd.

: - Definitief

ARCADIS

3


Tabel 1

Samenvatting bevindingen

Onderwerp

Bevinding situatie 2015

Bevinding eindsituatie

MHW-stand in de as van de rivier

ws daling -8,5 cm ter hoogte van rkm 871,500, benedenstroomse piek in de as ca +2,6 cm thv 875-876

ws daling 10,1 cm ter hoogte van rkm 871,500 benedenstroomse piek in de as ca +1,0 cm thv 876-877

MHW-stand buiten de as van de rivier

+17 cm aan de bandijk achter de inlaat bij Scherpekamp. Geen verhoging t.o.v. HR in de rivieras.

+14 cm bij de bandijk achter de inlaat bij de Scherpekamp. Geen verhoging t.o.v. HR in de rivieras.

Afvoerverdeling MHW

Pannerdens kanaal toename +35 m3/s

Pannerderns kanaal toename +42 m3/s

Afvoerverdeling NHW

Pannerdens kanaal afname


-7 m3/s

-8 m3/s

Inundatiefrequenties

toename frequentie Oostelijk deel


Stroombeeld in de uiterwaard

Meer stroming bij afvoeren boven 8.000 m3/s


Stroombeeld aantakkingen en dwarsstromen

Geen toename hinder

Geen toename hinder

Afvoerverdeling Laagwater

geen effect

geen effect

Sedimentatie en Erosie in de vaarweg

Vermindering baggerbezwaar


Positief effect

Positief effect

Sedimentatie en Erosie in de uiterwaard

Effect verwaarloosbaar


Robuustheid en veerkracht

Neutraal

Positief

Voor de situatie 2015 is het belangrijkste aandachtspunt de waterstandsverhoging in de uiterwaard achter de inlaat. Dit effect wordt veroorzaakt doordat door de huidige uiterwaarden achter de inlaat water wordt afgevoerd hierdoor leidt de inlaat van water hier tot hogere waterstanden. Het zijn hier niet zozeer de nieuwe waterstanden die hoog zijn als wel de oude waterstanden die erg laag zijn omdat het gebied nu niet meestroomt. Hoewel dit een groot effect is, is er bij de dimensionering van de keringen al enigsinds geancticipeerd op mogelijk hogere waterstanden. De kering is namelijk gedimensioneerd op basis van de waterstanden in de rivieras. Doordat aanvullend in het ontwerp de buitenteen van de bandijk wordt verzwaard met een kleidek van 1 m dikte wordt dit negatieve effect effectief bestreden zodat dit uiterwaard een afvoerende functie kan vervullen.

: - Definitief

ARCADIS

4


HOOFDSTUK

1.1

1

Inleiding

AANLEIDING Het kabinet heeft in 2000 een standpunt voor de aanpak van hoogwater ingenomen dat naar aanleiding van de klimatologische ontwikkelingen in 2001 is bijgesteld. Het doel is om de bescherming tegen overstromingen bij de maatgevende hoogwaterafvoer (MHW) uiterlijk in 2015 op het wettelijk vereiste niveau te brengen. Daarnaast heeft het kabinet een nevendoelstelling geformuleerd om met het maatregelenpakket ten behoeve van de veiligheid tevens de ruimtelijke kwaliteit in het rivierengebied te verbeteren. Om de rivierverruiming te realiseren is door het Rijk het programma “Ruimte voor de Rivier” opgesteld. In de Planologische Kernbeslissing Ruimte voor de Rivier (verder: PKB) zijn 39 maatregelen op de Rijntakken opgenomen die op korte termijn (2015) de bescherming tegen overstromingen op het vereiste niveau moeten brengen. Hierbij zorgt de combinatie van al die ingrepen voor een grotere afvoercapaciteit door de Rijntakken. Op het Pannerdens Kanaal zijn hiervoor enkele dijkverbeteringen en een uiterwaardvergraving in de Huissensche Waarden voorzien. Dit rapport gaat nader in op de rivierkundige effecten van dit laatste project.

1.2

ACHTERGROND De ontwikkeling in de richting van een voorkeursoplossing voor de Huissensche Waarden heeft een lang onderzoekstraject afgelegd. In dat traject is het ontwerp op vele fronten aangepast. De vele aanpassingen en rivierkundige toetsingen die in dat traject zijn uitgevoerd waaronder toetsingen op 18.000 m3/s geven een goed inzicht in de werking van dit gebied. Alle aanpassingen hebben geresulteerd in het eindontwerp. Van dit eindontwerp is een inrichtingsplan (inrichtingsschets20120420 20 april 2012) gemaakt met een daarbij behorend digitaal terreinhoogte model (CAD) en een beheerkaart. Beide zijn ontvangen in gecomprimeerd digitaal formaat (WeTransfer-ROD4RxLU.zip 21 april 2012). Met die data is getoetst in juni 2012. In juni 2012 bleek het grondverzet enkele moeilijkheden te veroorzaken met de depotscheidingen. Naar aanleiding daarvan is er nog een ontwerpwijziging doorgevoerd. Op 7 juli is daarop van HSRO het definitieve DTM ontvangen (We Transfer-BZkBEaEW.zip) en op 10 juli 2012 het bijbehorende vegetatiebeeld (mail J.van Mil 10 juli 10:00u). Deze gegevens vormen de basis waarop de hydraulische toets is gebaseerd. Dit rapport concentreert zich op deze laatste toets.

: - Definitief

ARCADIS

5


1.3

DOELSTELLING Het doel van deze rapportage is om het bevoegde gezagen voor de Waterwet inzicht te geven in: 1. rivierkundig belangrijke kenmerken van het ontwerp, 2. hydraulische en morfologische effecten van de beoogde ingrepen. De tweede doelstelling impliceert dat in de effectbepaling de maatregel zoveel als mogelijk moet worden beperkt tot de gebied waarin wordt ingegrepen. Dit houdt in dat effecten als gevolg van autonome veranderingen in het gebied ten opzichte van het referentiemodel (simona_rijn_pkb_3_2) worden vermeden.

1.4

LEESWIJZER Het rapport begint in hoofdstuk 2 met een beschrijving van het ontwerp. Het ontwerp bestaat uit de ingrepen die voor 2015 plaatsvinden en de ingrepen in de periode daarna tot 2040. Beide situaties worden kort beschreven. Hierbij komen de terreinhoogten en de kadehoogten aan de orde die belangrijk zijn voor de hydraulische werking van het systeem. Daarnaast wordt stilgestaan bij het beheer zoals dit tijdens de uitvoering en na oplevering zal worden gevoerd. In de hoofdstukken daarna volgen de effectbepalingen van de situatie 2015 (hoofdstuk 3, 4 en 5) en de eindsituatie (hoofdstuk 6, 7 en 8). Voor elk ontwerp worden eerst de effecten op veiligheid besproken. Hierbij gaat het om de maatgevende hoogwaterstanden en de afvoerverdeling. Daarna komen de aspecten van hinder en de sedimetatie en erosie aan de orde. Het rapport sluit af met de conclusies en suggesties voor verder onderzoek.

: - Definitief

ARCADIS

6


HOOFDSTUK

2.1

2

Beschrijving plan

INLEIDING In dit hoofdstuk worden de voor hydraulica en morfologie belangrijke kenmerken van het ontwerp beschreven. Dit valt uiteen in: 1. terrein en kadehoogten, 2. vegetatie en beheer, 3. constructies. Voorafgaand aan die drie onderdelen volgt eerst een toelichting op het gebied van ingrijpen.

2.2

GEBIED VAN INGRIJPEN In de volgende afbeelding is het gebied te zien waarin wordt ingegrepen.

Afbeelding 1 ingreepgebied

Ingreepgebied

: - Definitief

ARCADIS

7


TWEE situaties:

In het gebied vindt een deel van de ingrepen plaats vóór 2015. Dit deel van de ingrepen is

Situatie 2015 én

nodig om de taakstellint te halen bij rivierkundig overigens verder aanvaardbare effecten.

Eindsituatie

Deze ingrepen betreffen met name het gebied de inlaat en de nieuw aan te leggen kaden. Het andere deel van de ingrepen vindt daarna plaats. Dit deel is nodig om de gemaakte kosten van het eerste deel terug te verdienen. Tevens maakt deze doorontwikkeling bosontwikkeling op de oever mogelijk. Hierna volgt in de volgende tabel een genummerde lijst van ingrepen. In de afbeelding die daarna volgt is van elk nummer ruimtelijk weergegeven waar de ingrepen zijn gelokaliseerd.

: - Definitief

ARCADIS

8


2.3

LIJST VAN INGREPEN Binnen het gebied van ingrepen zijn de volgende ingrepen gepland.

Tabel 2 ingrepenlijst

Doel

Voor

Essentieel voor behalen taakstelling

1

Maken van een zomerkade vanaf Huissen tot aan Scherpekamp

Behoud lage inundatiefrequentie in westelijk deel

2015

nee

2

Maken drempel achter de inlaat Scherpekamp

Behoud lage inundatiefrequentie in westelijk deel, vermindering frequentie van doorstromen

2015

nee

3

Maken invaaropening

Delfstofwinning mogelijk maken

2015

nee

4

Maken zomerkade voor/op de Looveerdam

Behoud lage inundatiefrequentie Toegangsweg Looveerterrein

2015

nee

5

Ophogen oever tussen Scherpekamp en Looveerterrein

Vermindering afvoeruitwisseling met het zomerbed (i.v.m. vaarweg)

onbekend

nee

6

maken verlaging aan de rivieroever ter hoogte van rkm 876

Fourageer en rustgebied weidevogels

onbekend

nee

7

maken geleidekade ter hoogte van rkm 876

Vermindering afvoeruitwisseling met het zomerbed (i.v.m. vaarweg)

2015

nee

8

Verlagen terreinhoogten in centrale plas

Delfstofwinning en verbetering doorstroombaarheid

onbekend

nee, wel

Beoogde ingrepen

noodzakelijk i.g.v. beoogde bosontwikkeling

9

Maken keten van plassen in zuidelijke deel

Verbetering doorstroming

onbekend

nee, wel noodzakelijk i.g.v. beoogde rietontwikkeling

10

Maken instroomopening in de Dijk naar Scherpekamp

Afvoeren water

2015

ja

11

Terreinbeheer

agrarische productie, natuurontwikkeling, behoud van doorstroombaarheid en stevigheid grasmatten van i.h.b. kaden.

2015

ja

12

Ophogen zomerkade tot 12.60 m + NAP.

Vermindering inundatie frequentie

2015

nee

13

Het maken en verhogen naar NAP + 15,60 m van een kade om Terpweide. Het verbreden van de bandijk en het maken van 2 extra afritten.

Betere ontsluiting vor verkeer ven voorkomen van verhoogde MHW standen op deze locatie

onbekend

nee

In de volgende kaart zijn de hiervoor genoemde ingrepen afgebeeld.

: - Definitief

ARCADIS

9


Afbeelding 2 weergave lokatie ingrepen nummers komen overeen met voorgaande tabel

De schematisering van de ingrepen en de effectbepalingen die daarna zijn gedaan beogen inzicht te geven in deze ingrepen. Alvorens daarop in te gaan volgt een toelichting op de wijze van omgang met achterstallig beheer en autonome ontwikkelingen.

2.4

REFERENTIE VS ACHTERSTALLIG BEHEER EN AUTONOME ONTWIKKELING Voor de rivierkundige toetsing geldt hier de Simona_rijn_pkb_3_2 als referentie. Deze database vormt de basis voor het Kabinets besluit PKB3 uit 2003 maar is inmiddels wel wat verouderd. Modernere databases maken bijvoorbeeld gebruik van een andere vegetatiemodellering. Daarnaast is de huidige veldsituatie in sommige gebieden ook anders dan in de referentie. Dit is met name het geval bij: a. de noordzijde van het Looveerterrein; : - Definitief

ARCADIS

10


b. de omgeving van de bandijk bij Huissen tussen dijkpaal 80 en 90; c. de bandijk breedte bovenstrooms van Huissen; d. de vegetatie in het bijzonder benedenstrooms van het Looveer terrein. De effecten als gevolg van verschillen in de huidige veldsituatie met de referentiedatabase vallen binnen de verantwoordelijkheid van de rivierbeheerder en vallen buiten het bestek van het hier uitgevoerde onderzoek. Het uitgangspunt hier is dat de huidige veldsituatie gelijk is aan de Simona-rijn-pkb_3_2 database.

2.5

TERREIN EN KADEHOOGTEN EN INUNDATIE

2.5.1

VOORKEURSVARIANT EINDSITUATIE Als aparte bijlage is een A0 hoogtekaart opgenomen waarin de belangrijke maten kunnen worden afgelezen. Aan de hand van deze kaart worden hier de diverse hoogten van het terrein en van de kaden toegelicht. Voor deze beschrijving wordt het gebied van noord naar zuid doorlopen bij stijgende waterstanden. In de volgende afbeelding zijn de terreinhoogte met de belangrijkste hoogten afgebeeld met een karakterisering van het stroombeeld bij hoge afvoeren door het gebied. In de volgende tabel staan de waterstanden en frequenties met de diverse hoogten daarbij vermeld.

Tabel 3 Frequenties afgeleid uit RWS ws duurlijn 2001.1 bron: RWS ON J. Beer

Q Lobtih in m3/s rkm 871 rkm 872 inlaat Scherpekamp (drempel 13,75 NAP) rkm 873 Scherpekamp bebouwing rkm 874 Scherpekamp instroompunt rkm 875 invaaropening rkm 876 rkm 878 Splitspunt IJsselkop Gem onderschrijding in dagen per jaar

: - Definitief

7095 13.12 13.02 12.94 12.92 12.82 12.80 12.79 12.70 12.60 12.58 12.33 12.26 362

7960 10085 13.66 14.28 13.53 14.12 13.44 14.03 13.41 14.00 13.30 13.90 13.27 13.88 13.26 13.87 13.17 13.80 13.08 13.72 13.06 13.70 12.85 13.52 12.77 13.45 364 365

ARCADIS

11


Afbeelding 3 Kadehoogten

Uit tabel 1 blijkt dat bij een afvoer van 7960 m3/s een waterstand van 13,08 + NAP wordt verwacht bij de invaaropening. Deze waarde is nipt lager dan de Looveerdam (13,10 + NAP) waardoor deze op het punt staat te overstromen. Bij de uitlaat is de hoogte 12,80 m +NAP wat betekent dat deze als eerste is overstroomd bij afvoeren iets lager dan 7960 m3/s. Doorstroming vindt dan echter nog niet plaats. Doorstroming van het gebied vindt als eerste plaats bij afvoeren hoger zijn dan 8000 m3/s. Op dat moment wordt ook het instroompunt net benedenstrooms van de Scherpekamp overstroomd. Dit punt treedt op als een waterstand van ca 13,20 m +NAP bij het instroompunt wordt overschreden. Als de afvoer en waterstanden nog verder stijgen (ca 40 centimeter) dan vindt ook doorstroming plaats via de meest zuidelijke route. Bij een Bovenrijnafvoer van rond 10.000 m3/s raakt het gebied doorstroomd, eerst alleen via de Scherpekamp en over de Looveerdam, daarna ook via de instroomopening zuidelijk van de

: - Definitief

ARCADIS

12


Scherpekamp. Naarmate de afvoer stijgt verlegt het instroompunt zich dus in bovenstroomse richting. Door het gebied loopt van noordwest naar zuidoost een zomerkade met een hoogte van 12.60 tot 13.75 m +NAP (afbeelding 4). Deze kade zorgt ervoor dat het meest westelijke deel van het uiterwaard gevrijwaard is van water tot dat peil benedenstrooms wordt bereikt. Afbeelding 4 Deelgebieden Zomerkade gemarkeerd met een zwarte streeplijn

Naast de kaden die worden aangelegd wordt, met name in het oostelijke deel van het gebied, het terrein verlaagd.

2.5.2

HUIDIGE SITUATIE Tijdens het hoogwater van januari 2011 is het gebied ook geïnundeerd. Deze inundatie treedt eerst op vanuit benedenstroomse richting (rkm 880) en vult het gehele gebied. Bij stijgende waterstanden treedt vervolgens ook inundatie op via de oever ter hoogte van rivierkilometer 875,5 (ongeveer ter hoogte van de geplande invaaropening). Deze oever overstroomt bij een waterstand iets lager dan 13,00 +NAP lokaal. : - Definitief

ARCADIS

13


De kade tussen de Scherpekamp en de bandijk raakt in de huidige situatie niet overstroomd bij afvoeren tot en met 16.000 m3/s. In de huidige situatie inunderen de zuidelijke uiterwaarden wel van onderaf (bij afvoeren van ca 8.000 m3/s) maar doorstromen zij niet bij afvoeren tot en met 16.000 m3/s. De grootste impact van de ingrepen, en de meest effectieve ingreep vanuit het oogpunt van de afvoer van water, is dat de meest stroomopwaarts gelegen uiterwaarden bij afvoeren hoger dan 8.000 m3/s doorstroomd worden.

2.6

VEGETATIE EN BEHEER

2.6.1

VOORKEURSVARIANT EINDSITUATIE Na ingrijpen valt het gebied hydrologisch gezien uiteen in een (noord) oostelijk deel en een westelijk deel. In het oostelijke deel neemt de inundatiefrequentie in delen toe. In het westelijke deel blijft de inundatiefrequentie gelijk aan de huidige situatie. In het oostelijke deel wordt het agrarische graslandbeheer minder intensief omdat de landbouwkundige waarde ook afneemt. In het westelijke deel blijft het agrarische gebruik gelijk. In de volgende afbeelding is de vegetatiekaart van de eindsituatie afgebeeld.

: - Definitief

ARCADIS

14


Afbeelding 5 Vegetatieruwheden eindsituatie

: - Definitief

ARCADIS

15


Rond het Looveerterrein en de Scherpekamp zijn boszomen toegevoegd. Daarnaast is op de oever tussen de Scherpekamp en Looveer een groot aaneengesloten boscomplex gepland. In het zuidelijke deel van het gebied is een keten van plassen gepland. Rond deze plassen zijn brede rietzomen ingepland. Buiten de ingreepcontour (zwart) zijn geen veranderingen beoogd. Om versnippering van gebieden te voorkomen zijn buiten de ingreepcontour enkele percelen meegenomen tussen de ingreep en het zomerbed. Die gebieden hebben een wat hogere ruwheid gekregen (ruw_code wordt 212, was 21). Het voorgaande vegetatiebeeld zien we in het beheer terug als hoofdzakelijk hooilandbeheer varierend van frequent (productiegrasland) tot eenmaal per jaar (extensief hooilandbeheer). Daarnaast is extensief beheer voor de boscomplexen beoogd.

: - Definitief

ARCADIS

16


2.6.2

HUIDIGE SITUATIE In de volgende kaart is het vegetatiebeeld uit de referentie afgebeeld.

Afbeelding 6 Vegetatie referentie Simona_rijn_pkb_3_2

: - Definitief

ARCADIS

17


2.7

BIJZONDERHEDEN HYDRAULISCHE BEREKENINGEN

2.7.1

TERREINHOOGTE V.S. KADEHOOGTEN

Alvorens nader in te gaan op de schematisering van terreinhoogten en kaden volgt hier eerst een toelichting op het doel van deze informatie en de wijze waarop WAQUA deze interpreteert.

In WAQUA wordt onderscheid gemaakt in zogenaamde gridinformatie en subgrid informatie. Subgrid informatie betreft elementen die niet voldoende groot zijn om op de roosterresolutie tot uiting te komen. Dit betreft in de praktijk details in de vegetatieruwheden en kaden. Om de hydraulische impact van kaden in WAQUA tot uiting te laten komen worden zij apart geschematiseerd als lijnvormig weerstandselement. Per element geldt afhankelijk van de stromingscondities een bepaalde weerstand. Als kaden op deze wijze worden opgenomen behoren zij uit het terreinhoogtemodel te worden verwijderd.

Let op:

De hydraulische schematisering van de Huissense waarden is afgeleid van gedetailleerde CAD tekeningen welke door Meetbv zijn vervaardigd in opdracht van HSRO. In deze tekeningen zijn ook

BASELINE TIN ≠ ontwerp

alle kaden opgenomen. Voor de hydraulische toetsingen zijn de kaden zodanig uit het

terreinhoogte

terreinhoogtemodel verwijderd dat er een realistische hydraulische toetsing wordt gedaan.

Kortom, er is een wezenlijk verschil tussen de terreinhoogten in CAD tekeningen en terreinhoogten in Baseline ten behoeve van hydraulische toetsing.

De hydraulische en mechanische belastingen van de meeste constructies in het gebied zijn laag. Hierdoor kan op de meeste plaatsen worden volstaan met goed geconstrueerde zomerkaden. Twee objecten in het gebied worden echter zwaarder belast en vergen daarom meer aandacht, dit zijn de Looveerdam en de inlaat bij de Scherpekamp.

: - Definitief

ARCADIS

18


2.7.2

SCHEMATISERING LOOVEERDAM In de volgende afbeelding is een dwarsdoorsnede te zien van de Looveerdam van noord (links) naar zuid (rechts). De Stroomrichting is bij hoogwater van rechts naar links.

Afbeelding 7 Looveerdam

Het profiel is in Baseline geschematiseerd door breuklijnen, hoogteverschillijnen en een kadelijn op de kruin van de tuimelkade. De linkerhelft van het profiel is feitelijk gelijk aan de huidige situatie. De rechterhelft van het profiel is nieuw.

2.7.3

IN LAAT SCHERPEKAMP In de volgende figuur is de inlaat bij de Scherpekamp in detail getoond.

Afbeelding 8 Inlaat Scherpekamp bodemhoogte 11 m +NAP breedte 100 m

Bij het schematiseren van de inlaat is in de bestaande kade een opening gemaakt. Ten zuidwesten van deze lijn zijn een nieuw wegtrace en kade gelegd. Hierin wordt de op het

: - Definitief

ARCADIS

19


smalste trace de overspanning van 96 m gemaakt. In deze overspanning zijn vier pijlerparen gesitueerd. Elke pijler heeft een diameter van 120 cm. Hierbij wordt de bodemhoogte middels erasecontouren en hoogtepunten aangepast. De landhoofden aan weerszijden van de overspanning zijn op basis van de CAD-tekeningen opgenomen in de het Baseline DTM. Daarnaast zijn de bestaande kade en hoogteverschillijn doorgeknipt over een breedte van 96 meter. Het uitgangspunt dat hierbij hoort is dat de brugoverspanning de volgende kenmerken heeft: 1. een doorstroomprofiel van tenminste 96 meter breedte, 2. een bodemhoogte van 7,2 m +NAP, 3. onderzijde brugdek hoogte tenminste 15.50 m +NAP Na dat de Baseline gegevens op het WAQUA rooster zijn geprojecteerd en vertaald zijn naar WAQUA ontstaat in de overlaten een opening van 85 m breedte.

2.7.4

INVAAROPENING In de periode na 2015 wanneer de delfstofwinning plaatsvindt is er een opening beoogd zodat zand per schip kan worden afgevoerd. Op- en afvarend verkeer dient te worden geïnformeerd over deze gewijzigde situatie. Daarnaast dient de invaaropening stabiel te zijn in zijn ligging. Omdat door peilfluctuaties water en sediment in en uitstromen kunnen oevers beschadigd raken. De nieuwe geleidekade (ingreep 8 afbeelding 2) sluit aan op de kribwortel. Aan de andere oever wordt de oever opgehoogd zodat ook hier de kans op achterloopsheid van kribben wordt verkleind. In de volgende figuur is de geometrie van deze opening afgebeeld.

Afbeelding 9 Invaaropening

: - Definitief

ARCADIS

20


HOOFDSTUK

3.1

3

Veiligheid 2015

INLEIDING Het ontwerp komt niet opeens tot stand. In de eerste fase worden de belangrijkste maatregelen getroffen om maatgevende hoogwaters beter af te kunnen voeren. De ingrepen bestaan uit een invaaropening en startgat, zomerkaden en een inlaat met een brug. De situatie in 2015 is samengevat in de volgende figuur.

Afbeelding 10 Inrichting 2015

: - Definitief

ARCADIS

21


In de situatie 2015 zijn de inlaat en de zomerkade al wel gemaakt. Ook de kade op de Looveerdam is klaar en er is een invaaropening en een zogenaamd startgat. Het bos is nog niet tot ontwikkeling gekomen. In de eindsituatie worden hier aan toegevoegd een delfstofwinning waarmee de voorafgaande voorbereidingen mogelijk worden gemaakt, bosontwikkeling op de oeverwal en enkele plassen met brede rietzomen in het laagdynamische gebied. In dit hoofdstuk worden de hydraulische effecten van de situatie in 2015 besproken. In het volgende hoofdstuk de eindsituatie.

3.2

MHW STAND AS RIVIER In de volgende afbeelding is het waterstandseffect over de rivieras getoond.

Afbeelding 11

waterstandseffect in de rivieras situatie 2015

Het maximale effect wordt behaald bovenstrooms van het inlaatpunt (rkm 872,600) en bedraagt -9,75 centimeter bij het gebruik van een onttrekking en -9,7 cm bij het gebruik van barriers. In het taakstellingsvenster, dat van rivierkilometer 870,500 tot en met rivierkilometer 871,500 loopt, wordt het grootste effect gehaald aan de benedenrand. De maximale waarde bedraagt daar -8,55 centimeter bij het gebruik van een onttrekking en -8,58 cm bij het gebruik van barriers. De vereiste daling van tenminste 8,0 centimeter tussen rkm 870,5 en 871,5 wordt daarmee in beide gevallen gehaald met een marge van meer dan 5 mm.

: - Definitief

ARCADIS

22


Benedenstrooms van de inlaat treedt rond rivierkilometer 874,6 een waterstandsverhoging op +2,52 centimeter bij het gebruik van een onttrekking en +2,57 cm bij het gebruik van barriers. Deze verhoging treedt op tussen de Scherpekamp en het Looveerterrein náást het gebied van de verruiming. In het zomerbed wordt deze verhoging, vaak aangeduid als ‘benedenstroomse piek’, voornamelijk veroorzaakt door de afname van de stroomsnelheid door de verruiming (wet van Bernoulli). Om precies te zijn bedraagt dit deel op hectometer 874,6 in de as van de rivier :

. Dit gedeelte van de benedenstroomse

piek is onlosmakelijk van de verruiming. In het winterbed is de het gevolg van de tuimelkade op de Looveerdam. De functie van deze tuimelkade zal verderop worden toegelicht.

3.3

MHW-STAND BUITEN DE RIVIERAS In de volgende afbeelding zijn de waterstandsveranderingen in ruimtelijke zin afgebeeld. De figuur laat zien dat bovenstrooms van de Looveerdam en benedenstrooms van de inlaat de waterstanden in de uiterwaard toeneemt. Bovenstrooms van de inlaat en op

: - Definitief

ARCADIS

23


Afbeelding 12

Overzicht waterstands verschillen bij een maatgevende afvoer van 16.000 m3/s en een wetmatige verdeling

situatie 2015

Doordat in de huidige situatie het het zuidoostelijke deel van de uiterwaard niet meestroomt en dit gebied doorstroombaar wordt treed hier de grootste toename van waterstanden op. In de volgende afbeelding is deze verhoging meer in detail getoond. De grootste toename van de waterstand aan de bandijk bedraagt +17 centimeter, bevindt zich in de eerste 300 meter van de nieuwe inlaat (rkm 872,800) en dempt naar beneden toe uit tot +4 cm voor de Looveerdam.

: - Definitief

ARCADIS

24


Afbeelding 13

Detail waterstandsverandering bij de aanlanding van de Looveerdam bij de bandijk van Huissen

situatie 2015

Bij de kern van Huissen zijn door een geleidekade de waterstanden lager. In hoofdstuk 6 zal de eindsituatie worden getoond waarin de waterstanden in het gebied verder zijn gedaald.

3.4

AFVOERVERDELING MHW Om te bepalen wat de effecten op de afvoerverdeling zijn zijn berekeningen gedaan met een volledig vrije verdeling. Het resultaat is samengevat in de volgende tabel.

vrije verdeling situatie 2015

Q-Lobith

verschil

16j ref

MHW 16.000 afvoer

16j h60

Tabel 4

16000 16000 0

Q-Waal

9994 9959

-35

Q-Pankanaal

6006 6041

35

Q-Nederrijn

3423 3440

17

Q-Yssel

2589 2608

18

De conclusie is dat de maatregelen een merkbaar effect hebben op de afvoer op het Pannerdens kanaal. Deze afvoer neemt toe met 35 m3/s. Dit effect op de Pannerdense kop hangt nauw samen met het waterstandseffect dat de maatregel in het taakstellingsvenster realiseert. Dit surplus wordt ongeveer gelijkelijk verdeeld over de IJssel en Nederrijn. Bij een verdeling naar rato zou de verdeling zijn 20 en 15 m3/s voor respectievelijk Nederrijn en IJssel. De IJssel krijgt dus ongeveer 3 m3/s meer dan verwacht. Dit verdelingsgedrag is in het hoge bereik gebruikelijk op de IJsselkop. De conclusie is dat de ingreep bij deze afvoer geen noemenswaardig effect heeft op de verdeling bij de IJsselkop.

: - Definitief

ARCADIS

25


3.5

AFVOERVERDELING NORMAAL HOOGWATER

vrije verdeling IJsselkop situatie 2015

verschil

10.000 afvoer

10j h60

10j ref

Tabel 5

Q-Lobith

10000 10000 0

Q-Waal

6499

6506

7

Q-Pankanaal 3501

3494

-7

Q-Nederrijn

2074

2070

-3

Q-Yssel

1428

1424

-4

De conclusie is dat de maatregelen bij deze afvoer een klein effect hebben op de afvoer op het Pannerdens kanaal. Deze afvoer neemt af met ca 7 m3/s. Dit wordt veroorzaakt doordat via de oeverwal tussen de Scherpekamp en Looveer minder water wordt doorgelaten terwijl via de inlaat opening nog slechts een klein debiet stroomt wegens de hoge kade achter de inlaat. Het effect op de verdeling op de IJsselkop is te verwaarlozen. De conclusie is dat de ingreep bij deze afvoer geen noemenswaardig effect heeft op de afvoerverdelingen.

: - Definitief

ARCADIS

26


HOOFDSTUK

4.1

4

Hinder en schade 2015

WATERSTANDEN/INUNDATIEFREQUENTIE UITERWAARD De uiterwaarden lopen in de huidige situatie onder bij een waterstand van 12,10 m+NAP bij de IJsselkop (waarnemingen hoogwater 2011). Hierbij wordt het gebied van benedenaf over laagten in de kaden en doorlaatwerken gevuld met water. Het vollopen van het gebied wordt in eerste instantie bepaald door het inlaatbeleid. Als de waterstanden verder stijgen dan wordt uiteindelijk de zomerkade overstroomd bij waterstanden tussen 12,10 m en 12,40 +NAP ter hoogte rivierkilometer van de IJsselkop. Ook in de toekomst wordt de inundatie van het westelijke deel in eerste instantie bepaald door het inlaatbeleid. Omdat de zomerkade wordt opgehoogd naar 12,60 kan de inundatie worden uitgesteld totdat de waterstanden in de river 12,60 m+NAP zijn (ca 12,70 m+NAP de IJsselkop). Als de waterstanden verder stijgen dan wordt de kade over een grote lengte overstroomd. Nadat de waterstand bij de IJsselkop een stand van 12.80 m + NAP overschrijdt zal de nieuwe zomerkade langs de oostrand van het westelijke gebied over de gehele lengte overstromen.

Afbeelding 14

Samenvatting verandering inundatiefrequenties

Situatie 2015

: - Definitief

ARCADIS

27


4.2

STROOMBEELD UITERWAARD In de volgende figuur is het stroombeeld bij 10.000 m3/s en een wetmatige verdeling getoond.

Afbeelding 15

stroombeeld situatie 2015 10.000 m3/s wetmatige verdeling

4.3

STROOMBEELD BIJ DE AAN EN AFTAKKING VAN NEVENGEULEN Hoewel hier geen sprake is van een nevengeul is het wel noodzakelijk om inzicht te geven in de effecten op de dwarsstromen. De stroming door het gebied vangt aan bij afvoeren hoger dan 9000 m3/s .Voor de beoordeling zijn de dwarsstromen op de normaallijnen : - Definitief

ARCADIS

28


berekend voor een afvoer van 10.000 m3/s bij Lobith. Het resultaat is te zien in de volgende afbeelding. Afbeelding 16

dwarsstroming op de normaallijn in de situatie 2015 10.000 m3/s Rood referentie Blauw na ingreep

Bij 10.000 m3/s op de Bovenrijn laat de referentie dwarsstromen zien tussen de 0,10 en -0,2 m/s. De grootste dwarsstromen treden zowel voor als na ingrepen op benedenstrooms van de Scherpekamp (rkm 874 – 874,500). Als verandering, na ingrepen, zien we links in beeld rond tussen rivierkilometer 872,500 en 873,000 dwarsstromen optreden tot 0,11 m/s. Deze zijn het gevolg van uittreding vanuit het zomerbed naar de inlaat. In de volgende figuur is hetzelfde beeld getoond voor een iets lagere afvoer van 9.000 m 3/s op de Bovenrijn. Alle dwarsstromen worden nu iets kleiner. Afbeelding 17

dwarsstroming op de normaallijn in de situatie 2015 9.000 m3/s Rood referentie Blauw na ingreep

Bij tussen rivierkilometer 875 en 876 zien we veranderingen in de dwarsstromen. Over het algemeen nemen deze dwarsstromen iets af. Alleen bij rivierkilometer 875,700 is een dwarsstroom te zien. Dit betreft water dat naar de invaaropening en het startgat toestroomt. : - Definitief

ARCADIS

29


De hoogte van de tuimelkade op de Looveerdam bepaald in belangrijke mate de grootte van de dwarsstromen tussen rivierkilometer 874 en 877. De eindconclusie is dat zowel voor als na ingrepen de grootste dwarsstromen optreden benedenstrooms van de Scherpekamp. Hier wordt een grootte van 0,20 m/s bereikt en overschreden bij bovenrijn afvoeren van 10.000 m3/s. Daarnaast treden, bij een Bovenrijnafvoer van 10.000 m3/s, bij de invaaropening en de inlaat dwarsstromen op van respectievelijk 0,15 m/s en 0,11 m/s. Bij een afvoer van 9.000 m3/s zijn alle dwarsstromen kleiner.

4.4

AFVOERVERDELING NORMAAL HOOGWATER De afvoerverdeling bij Normaal hoogwater is in dit rapport onder het onderdeel veiligheid opgenomen in paragraaf 3.4.

4.5

AFVOERVERDELING BIJ LAGE AFVOEREN Het gebied doorstoomt bij lage afvoeren niet. Er is geen effect op de afvoerverdeling bij lage afvoeren.

: - Definitief

ARCADIS

30


HOOFDSTUK

2015 5.1

5

Sedimentatie en erosie

AANZANDING EN EROSIE VAN HET ZOMERBED Zoals bescheven in hoofdstuk 2 doorstroomt het gebied na ingrepen bij afvoeren hoger dan 8000 m3/s en daarboven. In het begin is de stroming nog erg gering. Dit geldt voor de huidige situatie en voor de situatie na ingrepen. De sedimentatie bij deze afvoer is te verwaarlozen. Naarmate de afvoeren neemt ook de doorstroming toe en worden ook de effecten van de ingrepen beter merkbaar. Om inzicht te geven in de sedimentatie die bij hoogwater kan optreden zijn met de programmatuur WAQMOR (Sieben 2009) inschattingen gemaakt van de gemiddelde en maximale aanzanding op basis van een afvoer van 10.000 m3/s op de Bovenrijn. In de volgende figuren is de berekende gemiddelde en maximale aanzanding afgebeeld. De minimale aanzanding is achterwege gelaten daar zij verwaarloosbaar is.

: - Definitief

ARCADIS

31


Afbeelding 18 Jaargemiddelde bodemverandering situatie 2015 op basis van 10.000 m3/s en een doorstroming bij 8.000 m3/s Lobith.

Bodemverandering in centimeters

De hoeveelheid aanzanding in de voorgaande figuur is gemiddeld niet meer dan enkele centimeters per jaar.

: - Definitief

ARCADIS

32


Afbeelding 19 Maximale sedimentatie situatie 2015 op basis van 10.000 m3/s en een doorstroming bij 8.000 m3/s Lobith.

Bodemverandering in centimeters

De hoeveelheid aanzanding in de voorgaande figuur is in de vaarweg maximaal 10 cm per jaar en in de vaarweg niet meer dan 5 cm per jaar. De erosie in de vaarweg is maximaal 15 centimeter (klasse 10-15 cm). In de volgende afbeelding is een indruk gegeven van de waterdiepte van de huidige vaarweg.

: - Definitief

ARCADIS

33


Afbeelding 20

Waterdiepte in de vaargeul Bij OLR

Afgeleid uit bewerkte gegevens RWS Waterdienst periode 2000-2007 J.A.F. van Essen

Het totale volume van de sedimentatie blijkt erg klein en vindt plaats op een traject waar de vaardiepte nu niet beperkend is. Op de linker binnenbocht bij rivierkilometer 875 kan na hoog hoogwater (T>20) sedimentatie op een relatief ondiep stuk plaatsvinden. Het is echter niet waarschijnlijk dat die morfologische effecten extra hinder zullen veroorzaken. Van rkm 878 tot 880 wordt bij deze afvoeren iets meer water door het zomerbed geleid. Dit leidt tot een bodemdaling tijdens hoogwater. Deze bodemdaling treedt op op een traject waar de vaardiepte nu beperkt is en is derhalve gunstig. : - Definitief

ARCADIS

34


De algehele conclusie is dat de ingrepen netto een positief effect hebben op de waterdiepten bij laagwater.

5.2

AANZANDING EN EROSIE VAN UITERWAARD EN NEVENGEULEN

5.2.1

SEDIMENTATIE WINTERBED In de uiterwaarden vindt momenteel nauwelijks sedimentatie van zand plaats. Het is de verwachting dat dat niet wezenlijk zal veranderen. Het is de verwachting dat de sedimentatiesnelheden in de uiterwaard, voornamelijk silt en klei, zich verhouden tot de frequentie van overstromen. Dit betekent dat de sedimentatiesnelheid van de uiterwaarden proportioneel met de verandering van de overstromingsfrequentie verandert. Omdat de doorstromingsfrequentie laag blijft neemt de sedimentatie nauwelijks toe. Verwacht wordt een sedimentatie van gemiddeld niet meer zal zijn dan enkele millimeters per jaar.

5.2.2

EROSIE WINTERBED Het stroombeeld bij 10.000 m3/s laat zien dat de grootste stroomsnelheden en grootste schuifspanningen zich concentreren op de kaden. De grote overstromingslengten en de flauwe taluds van de kaden in het ontwerp bevorderen de stabiliteit. De ervaring leert dat kaden met een goed doorworteld grasdek, stroomsnelheden van meerdere meters per seconden weerstaan. Als het oppervlak en de grasmat op de hydraulisch meest zwaar belaste kaden zorgvuldig wordt uitgevoerd dan zijn stabiliteitsproblemen onwaarschijnlijk.

: - Definitief

ARCADIS

35


HOOFDSTUK

6.1

6

Veiligheid eindsituatie

INLEIDING In dit hoofdstuk worden de effecten voor de eindsituatie getoond. In de eindsituatie wordt aan het ontwerp voor 2015 de zandwinning toegevoegd waaruit de investeringskosten worden teruggewonnen. Voor de terreinhoogtekaart en de vegetatiekaart wordt verwezen naar de kaartbijlagen.

6.2

MHW-STAND RIVIERAS

In de volgende afbeelding is het waterstandseffect over de rivieras getoond. Afbeelding 21 waterstandseffect in de rivieras alleen op de hele kilometers

Het maximale effect wordt gehaald net bovenstrooms van het inlaatpunt en bedraagt -11,44 centimeter bij het gebruik van een onttrekking en -11,41 cm bij het gebruik van barriers. Binnen het taakstellingsvenster, dat van rivierkilometer 870,500 tot en met rivierkilometer 871,500 loopt, wordt het grootste effect gehaald aan de benedenrand. De maximale waarde bedraagt -10,06 centimeter bij het gebruik van een onttrekking en -10,26 cm bij het gebruik van barriers.

: - Definitief

ARCADIS

36


Benedenstrooms zijn waterstandsverhogingen zichtbaar tussen rivierkilometer 874 en 879 deze bedragen maximaal 1,0 cm. Bij het gebruik van barriers lopen deze effecten iets verder door wat wordt veroorzzakt door de barriers.

6.3

MHW-STAND BUITEN DE RIVIERAS De waterstandsdaling die door de rivierverruiming wordt gerealiseerd vindt voornamelijk bovenstrooms van de ingrepen plaats. Naast en benedenstrooms van het gebied verhogen rivierverruimingen vaak de waterstand en daarom maken de grote rivierverruimingen ook deel uit van een pakket. In de volgende afbeelding zijn de waterstandeffecten ruimtelijk te zien. De figuur laat zien dat de waterstanden bovenstrooms van de inlaat en in het gebied zelf lager zijn dat in de huidige situatie. Voor de Looveerdam en benedenstrooms van de inlaat bij de Scherpekamp zijn verhogingen waarneembaar.

Afbeelding 22

Overzicht waterstandsverschillen bij een maatgevende afvoer van 16.000 m3/s en een wetmatige verdeling (d.m.v. onttrekking op de Waal)

: - Definitief

ARCADIS

37


De verhoging van de waterstanden achter de inlaat loopt op tot ruim 14 centimeter, daarmee is zij ca 3 centimeter kleiner dan de verhoging in de situatie 2015. In de volgende afbeelding is de opstuwing aan de bij Looveer de Huissensche bandijk in meer detail getoond. Afbeelding 23

Detail waterstandsverandering bij de aanlanding van de Looveerdam bij de bandijk van Huissen

Bij de bandijk bovenstrooms is de verhoging van waterstanden berekend van 6 centimeter. De omgeving van de buitendijkse camping/woonwagenterrein is omkaad waardoor zij eventueel gevrijwaard kan worden van extra water. Als de openingen niet worden gesloten stroomt zij wel vol maar zijn de MHW standen tot 10 centimeter lager dan de huidige situatie.

: - Definitief

ARCADIS

38


6.4

AFVOERVERDELING MHW Om te bepalen wat de effecten op de afvoerverdeling berekeningen gedaan met een vrije afvoerverdeling. De berekende afvoeren zijn samengevat in de volgende tabel1.

vrije verdeling

Q-Lobith

16j b5

16j ref

MHW 16.000 afvoer

verschil

Tabel 6

16000 16000 0

Q-Waal

9994 9952

-42

Q-Pankanaal

6006 6048

42

Q-Nederrijn

3423 3444

21

Q-Yssel

2589 2610

21

De conclusie is dat de maatregelen een merkbaar effect hebben op de afvoer op het Pannerdens Kanaal. Deze afvoer neemt toe met ca 42 m3/s. Dit surplus wordt gelijk verdeeld over de takken Nederrijn en IJssel. Als de verdeling op de IJsselkop zou plaatsvinden naar rato van de absolute afvoer dan was de verdeling 24 m3/s naar de Nederrijn en 18 m3/s naar de IJssel. Ten opzichte van die verdeling is hier een afwijking van 3 m3/s. Dit verdelingsgedrag is in het hoge bereik niet ongebruikelijk voor de IJsselkop. De maatregelen in de Huissense waarden hebben een zeer kleine invloed op de verdeling bij de IJsselkop.

6.5

AFVOERVERDELING NORMAAL HOOGWATER

10j b5

10j ref

10.000 afvoer vrije verdeling IJsselkop

verschil

Tabel 7

Q-Lobith

10000 10000 0

Q-Waal

6499

6507

8

Q-Pankanaal 3501

3493

-8

Q-Nederrijn

2074

2070

-4

Q-Yssel

1428

1423

-5

In de situatie voor 2015 hebben de ingrepen bij normaal hoogwater een klein effect op de verdeling bij de Pannerdense kop.

1

In eerdere onderzoeken zijn ook varianten doorgerekend met een wetmatige verdeling op de

Pannerdense kop en een vrije verdeling op de IJssel. Ten opzichte van een volledig vrije verdeling leverden deze geen nieuwe inzichten op daarom zijn die varianten hier achterwege gelaten. : - Definitief

ARCADIS

39


De conclusie is dat de ingreep bij deze afvoer een klein effect heeft op de Pannerdense kop. Het effect op de verdeling bij de IJsselkop is verwaarloosbaar.

: - Definitief

ARCADIS

40


HOOFDSTUK

7

Hinder en schade

eindsituatie 7.1

WATERSTANDEN/INUNDATIEFREQUENTIE UITERWAARD De uiterwaarden lopen in de huidige situatie onder bij een waterstand van 12,10 m+NAP bij de IJsselkop (waarnemingen hoogwater 2011). Hierbij wordt het gebied van benedenaf over laagten in de kaden en doorlaatwerken gevuld met water. Het vollopen van het gebied wordt in eerste instantie bepaald door het inlaatbeleid. Als de waterstanden verder stijgen dan wordt uiteindelijk de zomerkade overstroomd bij waterstanden tussen 12,10 m en 12,40 +NAP ter hoogte rivierkilometer van de IJsselkop. Ook in de toekomst wordt de inundatie van het westelijke deel in eerste instantie bepaald door het inlaatbeleid. Omdat de zomerkade wordt opgehoogd naar 12,60 kan de inundatie worden uitgesteld totdat de waterstanden in de river 12,60 m+NAP zijn (ca 12,70 m+NAP de IJsselkop). Als de waterstanden verder stijgen dan wordt de kade over een grote lengte overstroomd. Nadat de waterstand bij de IJsselkop een stand van 12.80 m + NAP overschrijdt zal de nieuwe zomerkade langs de oostrand van het westelijke gebied over de gehele lengte overstromen.

Afbeelding 24

Samenvatting verandering inundatiefrequenties

: - Definitief

ARCADIS

41


7.2

STROOMBEELD UITERWAARD In de volgende figuur is het stroombeeld bij 10.000 m3/s en een wetmatige verdeling getoond.

Afbeelding 25 stroombeeld eindsituatie 10.000 m3/s wetmatige verdeling

: - Definitief

ARCADIS

42


7.3

STROOMBEELD BIJ DE AAN EN AFTAKKNING VAN NEVENGEULEN De stroming door het gebied vangt aan bij afvoeren hoger dan 7960 m3/s voor de beoordeling zijn de dwarsstromen op de normaallijnen bepaald voor de afvoeren 10.000 en 9.000 m3/s. De resultaten zijn te zien in de volgende twee afbeeldingen.

Afbeelding 26

dwarsstroming op de normaallijn in de eindsituatie

10.000 m3/s

Rood referentie Blauw na ingreep

Afbeelding 27 dwarsstroming op de normaallijn in de eindsituatie

9.000 m3/s

Rood referentie Blauw na ingreep

De figuren laten zien dat er aanzienlijke dwarsstromen optreden zowel voor al na ingrepen. Bij 10.000 m3/s zijn de effecten over de hele linie groter dan bij 9.000 m/s. Bij 10.000 m3/s op de Bovenrijn laat de referentie dwarsstromen zien tussen de +0,16 en -0,23 m/s. Na ingreep liggen de waarden tussen +0,16 en -0,21 m/s. Tussen 874 en 874,500 neemt de toestroom naar de uiterwaard overwegend af. Bij de inlaat en bij de invaaropening nemen de dwarsstromen toe. De grootte van de dwarsstroom is bij de inlaat 0,12 m/s bij de invaaropening is zij 0,18 m/s. Het debiet dat bij deze afvoer via de invaaropening stroomt is is 50 m3/s groot. In de volgende figuur is van deze laatste locatie het ruimtelijke beeld uit de berekening afgebeeld. Zolang de bossen niet vol ontwikkeld zijn treedt er meer water eerder binnen is de dwarsstroom minder geconcentreerd zoals dit ook voor de situatie 2015 het geval was.

: - Definitief

ARCADIS

43


Tegen de tijd dat de bossen ontwikkeld zijn verdient het aanbeveling om het oeverbeheer tussen rkm 875,500 en 876,500 wat te extensiveren zodat de concentratie van de dwarsstroom wordt tegen gegaan. Afbeelding 28 Stroombeeld eindsituatie en 10.000 m/s. (som b5)

De conclusie is dat ingrepen een bij 10.000 m3/s een dwarsstroom veroorzaken bij de invaaropening. Die dwarstroom bij op rivierkilometer 875,700 bedraagt 0,18 m/s en is dus 0,03 m/s boven de norm. Hier staat tegenover dat de ingrepen een grote dwarsstroom na de Scherpekamp verminderd afneemt van 0,23 naar 0,20 m/s. Bij lagere afvoeren zijn de dwarsstromen en de uitgewisselde debieten kleiner2.

7.4

AFVOERVERDELING NORMAAL HOOGWATER De afvoerverdeling bij Normaal hoogwater is in dit rapport onder het onderdeel veiligheid opgenomen in paragraaf 6.4.

7.5

AFVOERVERDELING BIJ LAGE AFVOEREN Het gebied doorstoomt bij lage afvoren niet. Er is geen effect op de afvoerverdeling bij lage afvoeren.

2

Het gedrag is ook onderzocht bij een afvoer van 8.000 m3/s op d e Bovenrijn. Alle dwarsstromen

nemen af bij een afnemende afvoer. Ten behoeve van de overzichtelijkheid zijn deze resultaten in de rapportage achterwege gelaten. : - Definitief

ARCADIS

44


HOOFDSTUK

8.1

8

Sedimentatie en erosie

AANZANDING EN EROSIE VAN HET ZOMERBED Zoals bescheven in hoofdstuk 2 doorstoomt het gebied na ingrepen bij afvoeren boven 8.000 m3/s bij Lobith. Met de programmatuur WAQMOR (Sieben 2009) is een inschatting gemaakt van de te verwachten aanzanding. Hiervoor is het stroombeeld van 10.000 m3/s bij een wetmatige verdeling gebruikt voor en na ingrepen. In de volgende figuren zijn de berekende gemiddelde, maximale aanzanding afgebeeld.

Afbeelding 29 Gemiddelde sedimentatie eindsituatie

: - Definitief

ARCADIS

45


Afbeelding 30 Maximale sedimentatie eindsituatie

Net als voor de situatie in 2015 is de aanzanding in de vaarweg gemiddeld en maximaal minder dan 5 cm en daarmee erg klein. Overigens is buiten de de vaarweg wel enige sedimentatie te verwachten maar ook dat is niet erg veel en bovendien niet bezwaarlijk op de plaatsen waar zij wordt gevonden (afbeelding 31).

: - Definitief

ARCADIS

46


Afbeelding 31

Waterdiepte in de vaargeul Bij OLR

Afgeleid uit bewerkte gegevens RWS Waterdienst periode 2000-2007 J.A.F. van Essen

Met behulp van deze waterdieptekaart (afbeelding 31) en de berekende erosie en sedimentatie (afbeelding 29) is over een lang traject het baggerbezwaar (raster 2,5x 2,5 m) berekend. In de volgende tabel is een overzicht opgenomen van de bevindingen voor een traject van rivierkilometer 870 tm 887 (=17 km).

: - Definitief

ARCADIS

47


Tabel 8

Situatie

Sedimentvolumen in de

Ondieper dan tussen rkm 870 en 887

vaarweg tussen rkm 887 en 870 in m3.

Volume in de vaarweg in m3

Huidige situatie

280 cm aanwezig

29.789

Huidige situatie

400 cm aanwezig

513.770

Eindsituatie

Totaal sedimentatie

2.120

gem/jr Eindsituatie

Totaal erosie gem/jr

-5.940

Eindsituatie sedimenatie

280 cm gem/jr

0


400 cm gem/jr

1.541


280 cm gem/jr

-545


400 cm gem/jr

-3.498

Eindsituatie netto

280 cm gem/jr

-545

Eindsituatie netto

400 cm gem/jr

-1.957

Het totale volume in de vaarweg dat momenteel hinder kan veroorzaken bedraagt 513.770 m3. Waarvan 29.789 m3 zeker hinderlijk is. Dit volume ligt benedenstroomse helft van het riviertraject. Het totale volume aan sedimentatie in de vaarweg bedraagt jaargemiddeld 2.120 m3. De erosie bedraagt -5.940 m3. Van de sedimentatie bezinkt 1.541 m3 op diepten kleiner dan 4 meter. Er erodeert 3.498 m3 van diepten kleiner dan 4 meter. Netto verminderd hierdoor het baggervolume boven 4 meter met 1.957 m3. De algehele conclusie is dat de ingrepen een positief effect hebben op de waterdiepten bij laagwater.

: - Definitief

ARCADIS

48


8.2

AANZANDING EN EROSIE VAN UITERWAARD EN NEVENGEULEN

8.2.1

SEDIMENTATIE WINTERBED In de uiterwaarden vindt momenteel nauwelijks sedimentatie van zand plaats. Het is de verwachting dat niet wezenlijk zal veranderen. Het is de verwachting dat de sedimentatiesnelheden in de uiterwaard, voornamelijk silt en klei, zich verhouden tot de frequentie van overstromen. Dit betekent dat de sedimentatie snelheid veranderd proportioneel met de verandering van de overstromingsfrequentie. Dit betekent dat de sedimentatie het snelst zal verlopen in plas en voor de inlaat. In de volgende tabel wordt hiervan een ruwe inschatting gegeven.

Tabel 9 Sedimentatie in de plas Concentratie in aangevoerde water frequentie doorstroming valsnelheid bezinking dichtheid onder water snelheid

eenheid

hoeveelheid

hoeveelheid

mg/l dag/j m/s kg/j kg/m3 m/j

25 1.00 0.0010 2.16 300.00 0.007

100 1.00 0.0010 8.64 300.00 0.03

Gezien de lage frequentie van doorstromen is het de verwachting dat de sedimentatie in de plas niet sneller zal verlopen dan 0,03 m per jaar.

8.2.2

EROSIE WINTERBED Het stroombeeld bij 10.000 m3/s laat zien dat de grootste stroomsnelheden en grootste schuifspanningen zich concentreren op de kaden en de invaaropening. Bij een goede constructie van de kaden met een goed grasdek dan moeten deze stroomsnelheden tot enkele meters per seconden kunnen weerstaan. Aandachtspunt vormt de zomerkade tussen 874,000 en 874,500. Deze zomerkade heeft de neiging te eroderen. Door de tuimelkade op de Looveerdam is het risico dat deze verder erodeerd klein. Het verdient aanbeveling om het beheer en onderhoud van deze kade goed te regelen.

: - Definitief

ARCADIS

49


HOOFDSTUK

9

robuustheid &

veerkracht

Het begrip robuustheid kan op meer manieren worden geïnterpreteerd. Wij onderscheiden hier robuustheid en veerkracht als volgt: Robuustheid De mate waarin het gebied geschikt is om een eventueel grotere hoeveelheid extra water af te voeren. Hieronder wordt ook beschouwd of er maatregelen zijn getroffen die een eventueel latere vergroting van de afvoercapaciteit bemoeilijken. Veerkracht De mate waarin het gebied ook onder veranderlijke interne en externe omstandigheden zijn afvoerende functie kan vervullen. Hieronder wordt ook beschouwd of het gebied bij achterstallig uiterwaarden beheer blijf zijn afvoerende capaciteit behoud. Robuustheid De afvoercapaciteit door het gebied wordt in de huidige situatie beperkt door de hoge zomerkade tussen de Scherpekamp en verder bepaald door het uiterwaardenbeheer als hoofdzakelijk agrarisch grasland. Als belangrijkste wijzigingen hierin worden: 1. een invaaropening gemaakt, 2. een tuimelkade op de Looveerdam gemaakt, 3. een zomerkade gemaakt, 4. open water gemaakt, 5. de bandijkteen verzwaard om kans op piping te verminderen, 6. de kade bij de inlaat doorlatend gemaakt. Deze wijzigingen worden als volgt beoordeeld: Tabel 10 Effect op mogelijkheden vergroting afvoercapaciteit 2015

Effect op mogelijkheden vergroting afvoercapaciteit Eindsituatie

Negatief

Negatief

Licht negatief

Licht negatief

Zomerkade

Neutraal

Neutraal

Open water

n.v.t.

Positief

Verzwaring teen bandijk

Positief

Positief

Inlaat

Positief

Positief

Beoordeling effect ingrepen op robuustheid voor waterafvoer

Invaaropening Tuimelkade op de Looveerdam

: - Definitief

ARCADIS

50


Als men de afvoercapaciteit van het gebied met het oog op 18.000 verder wil vergroten dan zijn is de combinatie van een extra inlaat bij de Scherpekamp effectief en een regelbare doorlaat in de Looveerdam het meest effectief. Door deze ingrepen kan het effect van de maatregelen worden verdubbeld 3. Ook is een extra inlaat in combinatie met een gewijzigde overstort bij de Looveerdam een optie. De maatregel beperken tot een extra doorlaat van de Looveerdam wordt afgeraden daar zij tot hinderlijke dwarsstromen en concentratie van de stroming op de zomerkade tussen rkm 874 en 874,500 zal leiden. Dit geld ook voor de huidige situatie. Al met al zijn de getroffen maatregelen van de eindsituatie eerder kostenverlagend als kostenhogend als men meer verregaand wil verruimen. De maatregel wordt daarom op robuustheid beoordeeld als neutraal voor de stituatie 2015 en positief in de eindsituatie. Veerkracht De huidige uiterwaarden zijn voor hun afvoercapaciteit afhankelijk van argrarisch beheer. Bij een terugval van het economische draagvlak onder het agraisch gebruik is dit een risico. Anderzijds is er geen reden ter veronderstellen dat dit economische draagvlak afneemt. Door de herinrichting wordt de afhankelijkheid iets minder eenzijdig van agrarisch gebruik doordat de boscomplexen, rietkragen en het open water ook bij achterstallig beheer voldoen aan het vereiste doorlaatvermogen. Netto wordt geoordeeld dat er na ingrepen een iets betere spreiding is van de risico’s in het beheer en dat de veerkracht daardoor licht toeneemt. Al met al wordt de maatregel op veerkracht beoordeeld als neutraal voor de stituatie 2015 tot positief in de eindsituatie.

3

Dit is in eerdere berekeningen gebleken. : - Definitief

ARCADIS

51


HOOFDSTUK

10

Conclusies en

aanbevelingen 10.1

CONCLUSIES In de volgende tabel zijn naast elkaar voor de situatie 2015 en de eindsituatie de bevindingen op een rij gezet.

Tabel 11

Overzicht bevindingen

Onderwerp

Bevinding situatie 2015

Bevinding eindsituatie

MHW-stand in de as van de rivier

ws daling -8,5 cm ter hoogte van rkm 871,500, benedenstroomse piek in de as ca +2,6 cm thv 875-876

ws daling 10,1 cm ter hoogte van rkm 871,500 benedenstroomse piek in de as ca +1,0 cm thv 876-877

MHW-stand buiten de as van de rivier

+17 cm aan de bandijk achter de inlaat bij Scherpekamp. Geen verhoging t.o.v. HR in de rivieras.

+14 cm bij de bandijk achter de inlaat bij de Scherpekamp. Geen verhoging t.o.v. HR in de rivieras.

Afvoerverdeling MHW

Pannerdens kanaal toename +35 m3/s

Pannerderns kanaal toename +42 m3/s

Afvoerverdeling NHW



-7 m3/s

-8 m3/s

Inundatiefrequenties



Stroombeeld in de uiterwaard



Stroombeeld aantakkingen en dwarsstromen

Geen toename hinder

Geen toename hinder

Afvoerverdeling Laagwater

geen effect

geen effect

Sedimentatie en Erosie in de vaarweg



Positief effect

Positief effect

Sedimentatie en Erosie in de uiterwaard



Robuustheid en veerkracht

Neutraal

Positief

Geconcludeerd wordt dat een aanzienlijk effect op de afvoer van water mogelijk is zonder noemenswaardig nadelige effecten op: 1. afvoerverdeling MHW, NHW, en laagwater, 2. sedimentatie in de vaarweg, 3. dwarstromen. Tegelijkertijd echter springen forse waterstandsverhogingen aan de bandijk achter de inlaat in het oog. Bij een beschouwing van dit effect dient men zich echter te realiseren dat dit effect wordt verklaard door de huidige terreinsituatie waarbij de uiterwaarden slechts niet geheel doorstromen. Het weer bij een stromende rivier betrekken van deze uiterwaard leidt : - Definitief

ARCADIS

52


hier in de uiterwaard tot hogere waterstanden. Daarnaast is van belang te weten dat de waterkeringen zijn gedimensioneerd op basis van waterstanden in de rivieras die hier ongeveer 40 cm hoger zijn. Waar een verhoging wordt gezien aan de bandijk is dit hier daardoor niet per definitie een probleem. Op verzoek van het bevoegde gezag voor wat betreft de waterkering is het ontwerp aangepast met een extra kleidek aan de buitenzijde van de dijk en in de uiterwaard. Dit extra kleidek met een dikte van 1 meter en een breedte van tenminste 100 m voor de bandijk zorgt ervoor dat bodemweerstand voor intredend grondwater fors toeneemt (de huidige bodem heeft ook een kleidek). Hierdoor is de kans op piping op dit traject erg klein geworden.

10.2

AANBEVELING Het verdient aanbeveling om, ook met het oog op de wat langere termijn, de Huissense en Angerense waarden als volwaardig uiterwaard bij de rivier te betrekken. Dit betekent dat hydraulische gezien een relatie tussen het zomerbed van de rivier en de uiterwaard moet worden gelegd. Aanbevolen wordt om deze relatie over de volle lengte tot stand te brengen (te herstellen) teneinde negatieve effecten van rivierverruiming op de vaarweg in termen van sedimentatie en dwarsstromen zoveel mogelijk te kunnen vermijden. Aanbevolen wordt om nader te onderzoeken in hoeverre de primaire keringen langs de Huissense waarden een extra belasting kunnen verdragen. Als blijkt dat deze keringen onvoldoende zijn dan wordt, vooruitlopend op te verwachten grotere belastingen, dijkversterking aanbevolen. In geval van een keuze voor dijkversterking verdient het aanbeveling om deze uit te voeren in samenhang met werken in de uiterwaard. Niet alleen kan op deze wijze materiaal dichtbij worden gewonnen ook kan indien nodig compensatieruimte worden meegenomen bij een uitbreiding van de kering naar de rivierzijde toe. Tot slot wordt aanbevolen om een actualisatie uit te voeren van de referentiedatabase voor dit gebied. De huidige toestand van: a. de noordelijke helft van het Looveer terrein, b. de zuidzijde van de Terpweide en c. de bandijk wijkt af van de verstrekte referentiedatabase.

: - Definitief

ARCADIS

53


HOOFDSTUK

11

Literatuur

Brink, N.G.M. van den, Hydraulica inrichtingsplan Huissensche waarden, 2e concept, juni 2010 Brink, N.G.M. van den, M. Zuiderwijk, H. Nieuwland, Rivierkundige effecten herinrichting Huissensche waarden, 7e concept, (toets op 18.000 m3/s) juni 2010 DVD met Simona_rijn_pkb_3_2 database en WAQUA invoer en randvoorwaarden aangeleverd, 2008, Projectdirectie Ruimte Voor de Rivier, Claudia Michels Essen, J.A.F. van, Laagwaterdiepte kaarten Pannerdens kanaal 2000-2007, RWS Waterdienst, november 2010, Heijkant, N. HSRO, CAD 2010 DTM, 2 mei 2011 Simona, WAQUA in Simona + documentatie, versie 2006.01 Simona, WAQVIEW + documentatie, versie 2010 Taal, M. Rivierkundige beoordeling Huissensche waarden, 2e concept, Memo 22 april 2010 Taal, M. Rivierkundige beoordeling Huissensche waarden, 7e concept, Memo 24 augustus 2010 Thonon, I.Deposition of sediment and associated heavy metals of floodplains, Utrcht 2006, Netherlands Geographic Studies 337 Technisch rapport ontwerpbelastingen voor het rivierengebied, maatgevende afvoeren lange termijn, Leidraad rivieren, Ministerie van verkeer en waterstaat, Den Haag juli 2007 Planologische Kernbeslissing Ruimte voor de Rivier Kabinetsstandpunt Nota van Toelichting Deel 3, Februari 2006, Projectorganisatie Ruimte voor de Rivier, Ministerie Verkeer en Waterstaat, Ministerie van Volkshuisvesting, Ruimtelijke ordening en Milieubeheer, Ministerie van Landbouw, Natuur en Voedselkwaliteit, WAQMORF, programmatuur + toelichting, aangeleverd door A. Sieben, 2009 Waterstandsduurlijn 2001.1, RWS Oost Nederland, digitaal bestand aangeleverd door J. Beer

: - Definitief

ARCADIS

54


W.M. Zuiderwijk, S. Ouwerkerk, N.G.M. van den Brink, Rivierkundige toetsing Huissensche waarden, september 2010

: - Definitief

ARCADIS

55


BIJLAGE

1

Overzicht simulaties

Tabel 12 Naam

Betreft

Referentie

Situatie 2015

Eindsituatie

Simona_rijn_PKB_3_2

pkb32h52nn

pkb32h49n

16i

Q 16.000 m3/s Lobith wetmatige verdeling

ja

ja

Ja

16j

Q 16.000 m3/s Lobith vrije verdeling

ja

ja

Ja

10i

Q 10.000 m3/s Lobith wetmatige verdeling

ja

ja

Ja

10j


ja

ja

Ja

08j

Q 8.000 m3/s Lobith vrije

ja

ja

Ja

ja

ja

Ja

ja

ja

Ja

n.v.t.

ja

Ja

handmatige effectbepaling

handmatige effectbepaling

verdeling 09j


06j

Q 6.000 m3/s Lobith vrije verdeling WAQMORF mbv xyz 10.000 m3/s en bepalende frequentie Sedimentatie winterbed

: - Definitief

ARCADIS

56


BIJLAGE

2

Kaartbijlagen terreinhoogte en ruwheid

: - Definitief

ARCADIS

57

RIVIERKUNDIGE TOETSING RIVIERVERRUIMING HUISSENSCHE WAARDEN

Recommend Documents