Om de berekende afvoer te toetsen aan gemeten afvoeren zijn gegevens geïnventariseerd. Voor zowel de historische als de actuele situatie kunnen voor verschillende overschrijdingsfrequenties de gemiddelde gebiedsafvoer in mm/d voor het modelgebied worden bepaald. Er is echter geen meetpunt beschikbaar met een lange meetreeks die betrekking heeft op het gehele stroomgebied, waaraan zowel voor de historisch als de actuele situatie afvoeren kunnen worden ontleend horende bij verschillende overschrijdingsfrequenties. Er zijn echter wel meetreeksen die betrekking hebben op delen van het stoomgebied. Zo geeft Bon (1971) voor het meetpunt De Wiersse (7400 ha) een frequentieverdeling op basis van dagafvoeren. Uit deze grafiek zijn voor de wat extremere situaties de volgende punten afgelezen (Tabel B9.1):
Tabel B9.1 Afvoeren voor meetpunt De Wiersse naar Bon
Herhalingstijd
in jaren Overschrijdingsduur dagen/jaar jaar mm/d l/sec/ha
15 0.07 1960 8 0.93
5 0.2 1961 7.5 0.86
3 0.33 1965 7 0.81
De afvoermetingen kunnen worden beschouwd als benadering voor de historische situatie. Voor de actuele situatie is het meetpunt Loods Vorden in de Veengoot beschikbaar.
Figuur B9.1 Locatie meetpunt Loods Vorden in de Baaksche beek (bron: www.wrij.nl)
Voor dit meetpunt is een langere meetreeks met enkele hiaten beschikbaar via waterschap Rijn en IJssel. In tabel B9.2 zijn de jaren, het aantal dagwaarden, het gemiddelde en de maximale dagafvoer weergegeven.
124 Alterra-rapport 1466
Tabel B9.2 Enkele karakteristieken van de afvoer van meetpunt Loods Vorden in de Veengoot.
Afvoer
gemiddeld maximale dag jaar
Aantal
dagwaarden m3/sec m3/sec mm
1983 115 0.597 4.566 1984 366 1.651 13.834 8.46 1985 363 1.161 7.696 4.70 1986 357 1.179 12.401 7.58 1987 265 2.219 10.58 6.47 1988 366 1.735 9.501 5.81 1989 359 0.763 6.893 4.21 1990 360 0.723 7.033 4.30 1991 363 0.959 9.417 5.76 1992 232 0.863 7.781 1999 191 0.211 3.539 2000 84 2.049 6.17 2001 2002 230 1.9419 10.83 6.62 2003 233 1.191 15.907 9.72 2004 277 1.294 8.845 5.41 2005 365 0.882 6.788 4.15 2006 365 0.619 4.974 3.04 2007 23 3.219 10.957 Totaal/gem. 4914 1.292 8.76 5.86
Uit deze afvoergegevens is een maatgevende afvoer afgeleid van 5.86 mm/d. De hoogste afvoer is gemeten op 3 januari 2003.
Om de afvoer op deze dag te karakteriseren is gebruik gemaakt van k-daagse neerslagsommen op basis van een meteoreeks voor de Bilt over 157 jaar. Voor deze reeks zijn k-daagse (k=2 t/m 9) neerslagsommen bepaald. Vervolgens is per jaar de hoogste k-daagse neerslagsom genomen en is de kans van voorkomen afgeleid. Kijken we naar de neerslag voor de Bilt en Twenthe dan lijkt 3-1-2003 minder extreem dan de recente storm van 17/18 januari 2007. Bij nadere beschouwing blijkt dat de neerslag in de Acherhoek zoals Lievelde, Lichtenvoorde en Hengelo (Gld) op 3 januari 2003 resp 28.4, 26.1, 21.1 mm te bedragen terwijl ook 30 december 2002 31.1, 26.1 en 23.5 mm is gevallen. In tabel B9.3 zijn de k-daagse neerslagsommen voor de periode voorafgaande aan 3-1-2003 weergegeven evenals de bijbehorende overschrijdingsduur en voorkomen in jaren op basis van de meteoreeks van De Bilt.
Tabel B9.3 Overschrijdingsduur neerslag 3-1-2003
k Neerslag (mm) Overschrijdingsduur in %
Voorkomen in jaren
Lievelde Hengelo Lievelde Hengelo Lievelde Hengelo 2 40.3 35.4 54.4 74.0 1.8 1.4 3 40.3 35.4 72.8 90.5 1.4 1.1 4 47.2 41.4 72.1 87.3 1.4 1.1 5 78.3 64.9 12.03 34.8 8.3 2.9 6 79.9 65.5 15.8 42.6 6.3 2.3 7 85.5 74.4 17.1 36.7 5.8 2.7 8 92.9 93.6 13.9 17.9 7.2 5.6 9 93.3 95.1 18.3 15.8 5.5 6.3
Over een langere periode beschouwd is geschat dat deze neerslag een kans van voorkomen heeft van 1* per 5 jaar, en dat dit ook geldt voor de gemeten afvoer op dat moment.
Onlangs op 17/18 januari 2003 viel er in een stormachtige periode in korte tijd eveneens veel neerslag, waarbij zich op veel plaatsen plassen op het maaiveld vormden. In figuur B9.2 zijn de neerslagsommen weergegeven die op 17 en 18 januari zijn gemeten.
Figuur B9.2 Neerslag op 17 en 18 januari 2007 (bron: www.knmi.nl)
Op 18 januari 2006 viel gedurende 36 uur ruim 45-55 mm neerslag in het gebied van de Baaksche beek. Deze neerslag ging gepaard met een storm.
De afvoer was 11,0 m3/sec op 18-1-2007 voor meetpunt Loods Vorden bij 14136 ha overeenkomend met 6.7 mm/d. In figuur B9.3 is het verloop van de grondwaterstand en de afvoer weergegeven.
126 Alterra-rapport 1466
Figuur B9.3 Grondwaterstand en afvoer bij meetpunt Loods Vorden van waterschap Rijn en IJssel (bron: www.wrij.nl )
Figuur B9.3 geeft een sterke stijging van zowel de grondwaterstand als de afvoer te zien. Op dezelfde wijze als voor 3-januari-2003 is de kans van voorkomen geschat, waarbij als neerslagstation is gebruikt De Bilt en Twenthe vanwege het nog niet beschikbaar zijn van gegevens van locale stations. Ter vergelijking is dit ook gedaan voor 3-4 november 1998, dat was een dag met zeer grote afvoeren, helaas ontbreekt de afvoer voor meetpunt Loods Vorden op dat moment.
Tabel B9.3 Neerslag en overschrijdingsduur neerslag 3/4-11-1998 en 17/18-1-2007
Neerslag Overschrijdingsduur Voorkomen in jaren k De Bilt Twenthe De Bilt Twenthe De Bilt Twenthe
Gemid- deld 3/4- 11 1998 17/18-1-2007 17/18-1-2007 3/4- 11 1998 17/18-1-2007 17/18-1-2007 3-4- nov 1998 17/18-1-2007 17/18-1-2007 2 42.7 47 38.7 43.4 29.5 63.7 38.6 3.4 1.6 2.6 3 49.6 62.8 39.5 44.3 15 74.7 63.3 6.7 1.3 1.6 4 55.3 76.2 43.3 44.3 6.3 82.8 78,5 15.9 1.2 1.3 5 60.6 89.5 50.4 46.4 3.5 75.3 85,4 28.6 1.3 1.2 6 65 102 52.8 46.3 2 78.5 90,5 50.0 1.3 1.1 7 70 107.4 53.4 46.5 2 84.8 96,2 50.0 1.2 1.0 8 74.3 123.2 53.4 58.8 2 91.7 82.8 50.0 1.1 1.1 9 79.1 135.7 54.2 65.0 3.5 94.3 767.6 28.6 1.1 1.3
Figuur B9.4 Maaiveldsberging vanuit oppervlaktewater bij een sloot in de omgeving van de Aaltensche Slinge op 19-1-2007
Uit het voorgaande is een overschrijdingsduur afgeleid van 1 * per 1,25 jaar voor de afvoer op 18 januari 2007. Bij deze overschijdingskans komen al veel plassen voor op maaiveld en zien we ook stroming over maaiveld, dit is tijdens veldbezoek op 19-1- 2007 op verschillende plekken in Oost-Gelderland geconstateerd. Ook kunnen al situaties optreden waarbij maaiveldsberging wordt aangesproken vanuit de waterloop, zie figuur B9.4. De afvoer voor 3-4 november 1998 was nog extremer en heeft een voorkomen van 1* per 50 jaar.
128 Alterra-rapport 1466 Door het waterschap is een conceptkaart voor de maatgevende situatie beschikbaar gesteld. Op basis van deze kaart is de maatgevende afvoer te schatten voor het stroomgebied van de Baaksche beek;
80 % areaal 0,7 l/sec/ha 15% areaal 0,8 l/sec/ha 5% areaal 1,0 l/sec/ha
Gemiddeld komt dit overeen met 0,73 l/sec/ha oftewel 6,3 mm/d, deze waarde is iets lager dan de met SWAP berekende maatgevende afvoer van 6,4 mm/d voor de actuele situatie in tabel 5.7.
Verder is de afvoer op 3 januari 2003 1,65 * de maatgevende afvoer, 9.72 mm/d tov 5,9 mm/d uit de meetreeks (tabel B9.2) van het waterschap. Dit komt overeen met een overschrijdingskans van ca 0,02; oftewel 1 * per 50 jaar (Cultuurtechnisch Vademecum), echter op basis van de neerslagsommen komt de waarde overeen met 1* per 5 jaar. T.ov de door het waterschap gehanteerde kaart bedraagt de verhouding 1,5 (9,7 mm/d resp 6,4 mm/d).
Uitgaande van de berekeningen met SWAP (figuur 5.15) bedraagt de
maatgevende afvoer voor de drie deelstroomgebieden van de Baaksche Beek: • Stroomgebied Oosterwijksche Vloed 6036 ha is 6,6 mm/d is 0,761 l/sec/ha • Stroomgebied Veengoot 9070 ha is 6,2 mm/d is 0,72 l/sec/ha
• Stroomgebied Baaksche Beek 8132 ha 6,7 mm/d is 0,78 l/sec/ha
Deze waarden wijken slechts 3-5 % af van de gemiddelde waarde volgens het kaartje van het waterschap.
Vuistregels voor de overschrijdingsfrequentie van de afvoer is 1,5 maal de maatgevende afvoer komt 1 maal per 10 jaar en 2,0 maal de maatgevende afvoer komt 1 maal per 100 jaar voor. Waterschap Rijn en IJssel hanteert ook een factor 1,5 tussen de afvoer van 1* per 10 jaar en de maatgevende afvoer (mondelinge mededeling G. van Houten WRIJ).
Voor de actuele situatie zijn op basis van bovenstaande analyse de volgende waarden afgeleid:
Tabel B9.4 Afvoeren voor meetpunt Loods Vorden naar gegevens waterschap
Herhalingstijd
in jaren Overschrijdingsduur dagen/jaar jaar mm/d l/sec/ha
5 0.2 3-1-2003 9.7 1.12
1.25 0.8 18-1-2007 6.7 0.78
1 1 Maatgevend 5.9 0.68
Zowel de punten ontleend aan Bon (tabel B9.1), als op basis van metingen (tabel B9.4) zijn vergeleken met overschrijdingsfrequenties voor de berekende afvoeren met de modellen voor de huidige en historische situatie (figuur B9.5).
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0.01 0.1 1 10 100 1000 Overschrijdingsduur (dagen/jaar) A fvo e r (mm/ d ) 0 0.5 1 1.5 2 Af voe r (l/se c /ha ) Model-Historisch Model-Historisch Gumbel Model-Actueel Model-Actueel Gumbel Meting-Historisch (Bon) Meting-Actueel (Meetreeks) 3-jan-2003 17-jan-2007
Maatgevende situatie Waterschap
1960 1961
1965
Figuur B9.5 Vergelijking tussen de overschrijdingduur van de berekende en gemeten afvoer voor de historische en de huidige situatie.