Effect variabiliteit in hydrograaf

6.5.1 Morfologische respons

Figuur 6.24 Effect variabiliteit in afvoerhydrograaf op bodemligging als gevolg van RvdR (T01d-T01b).

Figuur 6.24 laat de bodemverschillen zien tussen de som met de standaardhydrograaf en de som met de alternatieve hydrograaf, met op de verticale as de tijd in jaren. Hieruit blijkt dat er lokaal kleine verschillen (orde van grootte plus of min 10 cm) optreden als gevolg van de variabiliteit in de afvoerhydrograaf. Alleen stroomafwaarts van rkm 950 in de Boven Merwede, zijn groter verschillen te zien.

De lijnen in deze figuur volgen sedimentgolven die als patronen zichtbaar zijn, en die met een snelheid van circa 1 km/jaar door het systeem lopen. De lijnen worden geleidelijk steiler in de benedenloop: dit hangt samen met een afname van transportcapaciteit op die trajecten, en daarmee een afname van voortplantingssnelheid van de golven.

6.5.2 Baggeren en storten

De effecten van afvoervariabiliteit op baggerbezwaar zijn getoond in Figuur 6.25. De figuur toont een zeer kleine toename van het over alle jaren gemiddelde baggerbezwaar op de Bovenrijn vanwege de variabiliteit in de afvoer (140 m3/jaar). Er is op de Bovenrijn geen duidelijke trend te ontdekken voor het effect van natte dan wel droge jaren op de beunvolumes in dat specifieke jaar. De jaarlijkse verschillen zijn zeer gering, maximaal 13.000 m3/jaar.

1208454-000-ZWS-0003, 24 november 2014, definitief

1208454-000-ZWS-0003, 24 november 2014, definitief

1208454-000-ZWS-0003, 24 november 2014, definitief

Figuur 6.26 laat een kleine toename zien van het over alle jaren gemiddelde baggerbezwaar op de Waal vanwege variabiliteit in de afvoerhydrograaf (200 m3/jaar). In tegenstelling tot de resultaten op de Bovenrijn is duidelijk een trend te herkennen dat in natte jaren meer gebaggerd moet worden en in droge jaren juist minder. Het verschil tussen een nat en droog jaar is gering, maximaal 25.000 m3/jaar.

De resultaten laten een geringe toename zien van het effect van RvdR op de beunvolumes gemiddeld over alle jaren vanwege een toegenomen variabiliteit in de afvoerhydrograaf. In natte jaren is op de Waal een toename van de beunvolumes ten gevolge van RvdR van ongeveer 5% tot 10% te zien, dat wil zeggen circa 5 à 10∙103

m3/jaar tot maximaal 15∙103 m3/jaar.

6.5.3 Locaties voor incidenteel baggeren

Locaties waar structureel veel gebaggerd moet worden zijn geschikt voor maatregelen om het baggerwerk te verminderen, bijvoorbeeld de aanleg van langsdammen of andere reguleringswerken (aangepaste kribben, vaste lagen, bodemschermen, etc.). Locaties die incidenteel gebaggerd moeten worden lenen zich meer voor lokaal baggeronderhoud (Van Adrichem, 2013), mogelijk ook anticiperend op een hoogwater om ervoor te zorgen dat de scheepvaart minder hinder ondervindt van de baggerwerkzaamheden.

Figuur 6.27 laat de locaties zien waar na uitvoering van de RvdR-maatregelen meer dan 1000 m3/jaar gebaggerd moet worden. Uit Figuur 6.27 blijkt dat er geen locaties zijn die alleen incidenteel baggerwerk vereisen. Dit betekent dat voor de door ons gekozen hydrografen bij locaties waar veel gebaggerd wordt juist meer of minder gebaggerd moet worden, maar niet op andere plaatsen. Dit modelresultaat is niet vergeleken met praktijkwaarnemingen.

1208454-000-ZWS-0003, 24 november 2014, definitief

Figuur 6.27 Effect variabiliteit in afvoerhydrograaf op de beunvolumes voor de simulaties met RvdR. 6.6 Effecten op riviersplitsingen

6.6.1 Merwede kop

Figuur 6.29 laat zien dat er iets meer water de Nieuwe Merwede instroomt als gevolg van de benedenstroomse maatregel (Noordwaard). De berekende toename (zie Figuur 6.29) in de afvoer van circa 1% zorgt ook voor een toename van de snelheden en daarmee ook van de sediment transport capaciteit. Tegelijkertijd verandert het aanbod van het sediment naar de Nieuwe Merwede op de Merwedekop. De bodemreactie in de Nieuwe Merwede is een aanpassing aan de nieuwe afvoeromstandigheden en het veranderde aanbod van sediment. In de simulatie heeft deze combinatie van aanpassingen in stroming en sedimenttransport niet geleid tot instabiel gedrag.

1208454-000-ZWS-0003, 24 november 2014, definitief

Figuur 6.28 Deel van de afvoer dat de Nieuwe Merwede instroomt.

Figuur 6.29 Relatieve toename van afvoer in de Nieuwe Merwede als gevolg van RvdR (absoluut, (boven), procentueel (midden) en lopende afvoerhydrograaf (onder).

1208454-000-ZWS-0003, 24 november 2014, definitief

6.6.2 Pannerdensche Kop

Op het splitsingspunt is de afvoerverhouding vastgelegd door het definiëren van een benedenstroomse afvoerrand op het Pannerdensch Kanaal. Bij het Pannerdensch Kanaal zorgt het bovenstrooms gelegen project Rijnwaarden voor een erosiegolf die zich richting Pannerdensche Kop ontwikkelt (zie Figuur 5.1 en daarbij behorende beschrijving). Het morfologische gedrag wordt dus vooral bepaald door wat er net bovenstrooms gebeurt.

1208454-000-ZWS-0003, 24 november 2014, definitief

7 Discussie

In deze studie is gebruik gemaakt van het morfologische RMD-instrumentarium. Het instrumentarium is ontwikkeld om tijdsafhankelijke en ruimtelijk variërende morfologische effecten van maatregelen te berekenen. De uitkomsten van de berekeningen zijn een benadering van de werkelijkheid en geen exacte weergave. De resultaten zijn bedoeld om inzicht te verschaffen in de te verwachten ontwikkelingen en trends. De onzekerheden in de resultaten zijn het gevolg van de natuurlijke (onvoorspelbare) variabiliteit, zoals afvoervariaties, en van beperkingen van modelconcepten, middelingen, en de wijze van schematiseren van de rivier en de RvdR-maatregelen. Het is belangrijk om bij de analyses zoals gepresenteerd in deze studie en het gebruik van de gepresenteerde resultaten, zich te realiseren dat er sprake is van diverse onzekerheden.

De voorgaande hoofdstukken tonen jaargemiddelde en trajectgemiddelde morfologische resultaten. Deze geven een beeld van de plaatsvaste en stroomafwaarts bewegende patronen van sedimentatie en erosie, en van de langjarige ontwikkelingen in de bodemligging. Het is echter niet mogelijk alle details van de dynamiek die optreedt onder invloed van afvoervariaties met deze figuren goed in beeld te brengen. De hoogwateraanzandingen, die ontstaan omdat de maatregelen voornamelijk bij hoogwater meestromen, zullen bij het daaropvolgende laagwater als zandgolven stroomafwaarts migreren (paragraaf 3.2). Deze effecten zijn deels zichtbaar in de resultaten gepresenteerd in Bijlage F.4 voor de situatie direct na de hoogwaterperiode. Hier is te zien hoe ter plaatse van RvdR-maatregelen, direct na hoogwater, door deze aanzandingen de bodem lokaal hoger ligt dan in de referentiesituatie. Daarnaast zijn de gepresenteerde baggerhoeveelheden en de veranderingen daarin een directe maat voor de dynamiek. Immers, het ontstaan van lokale ondieptes na hoogwater is een belangrijke bron van onderhoudsbaggerwerk (zoals onder andere volgt uit deze studie). De RvdR-maatregelen zijn vooral werkzaam tijdens hoogwater en hebben dus direct invloed op het baggerwerk.

De modelresultaten zijn vooral bedoeld voor de morfologische effecten in het alluviale deel van het zomerbed, en meer specifiek voor de vaargeul. In de Delft3D-simulaties is enkel de strook tussen de normaallijnen alluviaal, met een zone van één niet-alluviale roostercel langs kribkoppen en gestrekte oevers (en langsdammen). Sediment kan vanuit dit alluviale zomerbed naar andere plaatsen, zoals in de uiterwaard of in een kribvak, worden getransporteerd (en vice versa). Van de Ruimte-voor-de-Rivier-maatregel kribverlaging wordt verwacht dat er in de eerste jaren na aanleg ook sediment vanuit de kribvakken in de rivier terechtkomt. Omdat in de Delft3D-berekeningen initieel geen sediment in de kribvakken aanwezig is, is deze sedimentaanvoer naar het zomerbed, cq. de vaargeul, niet in de baggerhoeveelheden aanwezig.

1208454-000-ZWS-0003, 24 november 2014, definitief

De analyses in dit rapport zijn hoofdzakelijk uitgevoerd op basis van de simulaties aangedreven met een repeterende afvoerhydrograaf voor een gemiddeld jaar. Grootschalige en langjarige trends zijn met deze hydrograaf goed te bestuderen. De keuze voor deze hydrograaf is echter geen vast gegeven en vele alternatieven zijn mogelijk. Om enigszins de respons van een variabiliteit van de hydrograaf in beeld te brengen zijn de simulaties tevens met een alternatieve hydrograaf doorgerekend. Deze hydrograaf legt een eenvoudige maar verschillende verdeling op tussen de duur van het seizoen waarin de kribben en uiterwaarden overstroomd worden (hoogwaterseizoen) en het seizoen waarin de rivier enkel tussen de kribkoppen stroomt (laagwaterseizoen). Zoals verwacht verschillen de bodem- en duinontwikkelingen in de typisch droge jaren van die in de typisch natte jaren. Als gevolg hiervan is de benodigde baggerinspanning ook anders. Zoals aangegeven zijn de baggerresultaten indicatief.

Uit de berekeningen met verschilllende hydrografen blijkt dat er locaties zijn waarin onder alle hydrologische omstandigheden gebaggerd moet worden en locaties waarin enkel bij een hydrologisch nat jaar gebaggerd wordt.

Stroomafwaarts van rkm 934 (Zaltbommel) mag op de Waal tot aan de beheergrens van RWS Oost-Nederland (rkm 952,5) zand worden gewonnen tot een maximum van 90.000 m3 per jaar op het Waal. Deze zandwinning is in de simulaties meegenomen, waarbij er elk jaar 90.000 m3 wordt onttrokken aan het traject vanaf 925 tijdens de berekening. De verschillen tussen beide trajecten hebben een verwaarloosbaar effect op de resultaten en conclusies in het rapport. Deze baggeractie heeft voorrang op het normale baggeronderhoud zoals dit in het model wordt gesimuleerd. In de schematisatie wordt het quotum altijd gehaald, omdat het als onttrekking is opgelegd. De rivier blijft in de modellen in dit traject voldoende op diepte zonder extra bagger- en stortwerk, zowel in de schematisatie met als zonder maatregelen. Een uitzondering is de ondiepte bij Zaltbommel ter hoogte van rkm 934 waar wel extra baggerwerk in de situatie met RvdR wordt berekend. Los hiervan kan worden geconstateerd dat de zandwinning in dit traject voldoende is, c.q. in evenwicht is met de aanzanding.

In het model is ook de schematisatie van de Noordwaard meegenomen in de simulaties. Tijdens de morfologische berekeningen is echter gebruik gemaakt van een variant van de schematisatie waarbij alleen een zuidelijke instroming plaatsvindt, in plaats van een instroming vlak na de splitsing bij Werkendam. Uit aanvullende berekeningen bleek dat een aanpassing van de schematisatie leidt tot een iets sterkere invloed op de waterstanden bij de Merwedekop en stroomopwaarts in de Boven Merwede. Maar deze effecten zijn gering en zullen geen noemenswaardige gevolgen hebben voor de gepresenteerde resultaten voor morfologische veranderingen op het traject.

1208454-000-ZWS-0003, 24 november 2014, definitief