Onzekerheden in de modellering

7.1.1. BretView

De waterstandbeweging op het Volkerak-Zoommeer is berekend met BretView. De keuze voor dit model was gebaseerd op het gewenste detailniveau, de beschikbare meetgegevens en de eenvoud van de invoer. Doordat de beschikbare meetgegevens voor het bepalen van de

overschrijdingsfrequentielijnen beperkt waren, had het geen zin een zeer nauwkeurig model te gebruiken. BretView berekent op basis van een simpel model de waterstand uit een combinatie van het meerpeil en windopzet. Uit de validatie van het model bleek dat BretView de windopzet en daarmee de waterstanden significant overschat bij hoger dan gemiddelde windsnelheden. Hier zijn twee belangrijke aannames in BretView voor verantwoordelijk. Ten eerste wordt in BretView uitgegaan van evenwicht situaties, terwijl de windsnelheid en richting zo variabel zijn in de tijd dat de waterstand nooit een evenwicht bereikt. Ten tweede gaat BretView uit van één bodemhoogte in het hele meer. Het Volkerak-Zoommeer heeft een zeer diverse bodemligging variërend van 1 m +NAP tot -24 m +NAP. Het kiezen van één representatieve bodemhoogte waarmee deze bodem kan worden benaderd introduceert een grote onzekerheid in de resultaten. Uit een vergelijking met een ander onderzoek naar de windinvloeden op het Volkerak-Zoommeer [20] is gebleken dat de overschatting van de waterstanden bij een windsnelheid van 25 m/s oploopt tot 20 cm. Bij hogere windsnelheden is de overschatting groter, maar de invloed van deze omstandigheden op de totale kans is klein, aangezien grotere windsnelheden met steeds kleinere frequenties voorkomen. De invloed van deze onzekerheid op de waterstanden in het benedenstroomse deel van het Mark-Vliet systeem is groot wanneer de waterstand bij de Dintelmonding windgedomineerd is. Op de locaties waar in dit onderzoek de toename van de kans op wateroverlast is bepaald, bovenstrooms van Oudenbosch, is de invloed van de onzekerheden op de maximale waterstanden sterk afgenomen. In BretView kan geen rekening gehouden worden met de invloed van stromingen door het doorvoeren van water door het Volkerak-Zoommeer. Deze stromingen beïnvloeden de

verhanglijnen in het Volkerak-Zoommeer, maar er is weinig bekend over hoe de verhanglijnen veroorzaakt door de wind en de verhanglijnen veroorzaakt door de stromingen optellen tot de waterstand. Er kan daarom geen uitspraak gedaan worden over de gevolgen van deze aanname.

Als gevolg van aanwijzing van het Volkerak-Zoommeer voor hoogwaterberging

7.1.2. Hydra-M

Met Hydra-M zijn overschrijdingsfrequentielijnen voor de waterstand op het Volkerak-Zoommeer ter hoogte van de mondingen van het Mark-Vliet systeem bepaald. Hydra-M is een programma dat is ontwikkeld voor het IJsselmeergebied. Uit dit onderzoek is gebleken dat het programma redelijk goed aan te passen is voor het Volkerak-Zoommeer. De overschrijdingsfrequentielijnen zijn bepaald op basis van de waterstandberekeningen met BretView, de overschatting van de waterstanden in deze modellering werkt door in de overschrijdingsfrequentielijnen van de Dintelmonding, aangezien de waterstanden op deze locatie in situaties zonder hoogwaterberging op het Volkerak-Zoommeer windgedomineerd zijn. Bij de Vlietmonding zijn de waterstanden meerpeilgedomineerd. De overschrijdingsfrequentielijnen van deze locatie zijn veel ongevoeliger voor de onzekerheden in BretView.

In de situatie met aanwijzing van het Volkerak-Zoommeer voor hoogwaterberging zijn de waterstanden in beide mondingen ongevoelig voor de onzekerheden in BretView bij herhalingstijden van 1430 jaar of groter, doordat de waterstand in die situatie

meerpeilgedomineerd is. Bij inzet van het Volkerak-Zoommeer is opwaaiing daarom niet van belang. In de overschrijdingsfrequentielijn van de waterstand bij de Dintelmonding van de situatie waarin het Volkerak-Zoommeer is aangewezen voor hoogwaterberging zijn dus alleen de

waterstanden met overschrijdingsfrequenties groter dan de inzetfrequentie beïnvloedt door opwaaiing.

Naast de fysieke randvoorwaarden zijn ook statistische randvoorwaarden ingevoerd in Hydra-M. Van het windklimaat boven het Volkerak-Zoommeer zijn weinig gegevens beschikbaar. Voor de windstatistiek is daarom uitgegaan van de windstatistiek van het IJsselmeergebied. Zware stormen zijn geen lokale gebeurtenissen [45] en de overheersende windrichting is in zowel het

IJsselmeergebied als in de Zeeuwse Delta zuidwest. Het gebruik van de IJsselmeer-windstatistiek benadert de statistiek van windcondities boven het Volkerak-Zoommeer voldoende om een goed beeld te geven van de overschrijdingskansen. De meerpeilstatistiek introduceert echter wel een significante onzekerheid in de uitkomsten van Hydra-M. Deze statistiek is wel gebaseerd op metingen op het Volkerak-Zoommeer, maar het Volkerak-Zoommeer bestaat nog maar 19 jaar in haar huidige vorm en in die periode zijn op slechts twee locaties continue waterstandmetingen gedaan. De meerpeilstatistiek is bepaald aan de hand van een middeling van de waterstanden op deze twee locaties. De bepaalde overschrijdingsfrequentielijnen en overschrijdingsduurlijnen van het meerpeil bevatten hierdoor een onzekerheid die moeilijk kwantificeerbaar is. Deze onzekerheid kan verholpen worden met een uitbreiding van de beschikbare waterstandmetingen van het

Volkerak-Zoommeer. De onzekerheden in de meerpeilstatistiek leiden ertoe dat de

overschrijdingsfrequentielijnen die van de waterstanden op het Volkerak-Zoommeer zijn berekend slechts als indicatie beschouwd kunnen worden. De vormen van de overschrijdingsfrequentielijnen geven wel een duidelijk beeld van de veranderingen die optreden door hoogwaterberging op het Volkerak-Zoommeer. Voor de berekeningen in de benedenstroomse takken van het Mark-Vliet systeem is het bovendien van belang dat de waterstanden met windinvloed beschouwd worden, aangezien de Dintelmonding windgedomineerd is en de Vlietmonding meerpeilgedomineerd. Door de andere benedenstroomse randvoorwaarde ontstaan in de Steenbergsche Vliet daardoor andere waterstanden dan in de Dintel.

Verandering van de kans op wateroverlast in het Mark-Vliet systeem

Bij het bepalen van de overschrijdingsfrequentielijnen is uitgegaan van onafhankelijkheid van de windsnelheid en het meerpeil. Door de complexe relatie tussen de twee variabelen, is het zeer lastig een correlatie te berekenen [47]. Deze aanname is overgenomen uit de aanpak voor het IJsselmeergebied.

7.1.3. Duflow

Met het 1D-programma Duflow zijn waterstanden in het Mark-Vliet systeem berekend. De Duflow-modellen van het Mark-Vliet systeem zijn rechtstreeks overgenomen uit voorgaand onderzoek. De modellen zijn geëxtrapoleerd uit een met metingen gekalibreerd en gevalideerd model [21]. Doordat het model rechtstreeks is overgenomen, is weinig bekend over de

betrouwbaarheid van het model, bijvoorbeeld over hoe accuraat de afvoergolven zijn die in het systeem als randvoorwaarden zijn gebruikt. De modellen zijn bovendien zeer complex en gedetailleerd, wat gezien het detailniveau van de rekenmethode onnodig is. Dit resulteert in ondoorzichtigheid, waardoor het moeilijk te bepalen is hoe de modellen werken. Aangezien het basismodel is gekalibreerd wordt aangenomen dat de modellen redelijk betrouwbaar zijn.

7.1.4. IJsseldelta methode

Het zou ideaal geweest zijn als het programma Hydra-VIJ gebruikt had kunnen worden om overschrijdingsfrequentielijnen van de waterstanden in het Mark-Vliet systeem te berekenen. Het aanpassen van dit programma voor het Mark-Vliet systeem was echter te veel werk om uit te voeren in dit afstudeeronderzoek. Bovendien heeft een nauwkeurige probabilistische

kansberekening geen zin als deze geschiedt op basis van gebrekkige statistiek door de beperkte beschikbaarheid van metingen. Als alternatief is de IJsseldelta methode gebruikt om

overschrijdingsfrequentielijnen van de waterstanden in het Mark-Vliet systeem te bepalen. Deze deterministische methode benadert de probabilistische kans. De methode baseert deze

probabilistische kans alleen op de twee meest dominerende belastingcombinaties in plaats van het hele spectrum aan combinaties, hiervoor is een veiligheid ingebouwd die een onderschatting ondervangt. Ondanks het feit dat de afvoer niet als stationair wordt beschouwd, is verondersteld dat de IJsseldelta methode nog altijd resulteert in een conservatieve benadering van de

waterstanden behorende bij een bepaalde herhalingstijd. Doordat de waterstanden op het Volkerak-Zoommeer stationair verhoogd zijn, valt de ‘waterstandtop’ namelijk samen met de afvoerpiek, wat tot veel hogere waterstanden leidt dan wanneer wordt uitgegaan van de verwachte tweedaagse waterstandverhoging na de afvoerpiek.

Met de huidige mogelijkheden op het gebied van modellering worden resultaten verkregen die een goede indicatie vormen van hoe de kans op wateroverlast maximaal verandert door inzet van het Volkerak-Zoommeer. Zeer nauwkeurige kwantificering van de overschrijdingskansen is alleen mogelijk met betere modellering van zowel het Volkerak-Zoommeer als het Mark-Vliet systeem en vooral het beschikbaar komen van meer meetgegevens, zodat de onzekerheid in de statistiek afneemt. Het beschikbaar komen van meer meetgegevens is op de korte termijn echter niet mogelijk. Het is bovendien maar de vraag of de resultaten van het ontwikkelen van betere modellering van het gebied opwegen tegen de tijd en financiële middelen die dit kost.

Als gevolg van aanwijzing van het Volkerak-Zoommeer voor hoogwaterberging