Relatieve aanzanding en erosie

De maatregelen veroorzaken een initiële respons in de bodemligging veroorzaakt. We onderscheiden stabiele aanzandings- en erosiepatronen en zich verplaatsende sedimentatie- en erosiegolven. De belangrijkste kenmerken van de morfologische veranderingen zijn: • Ter plaatse van de bovenstroomse begrenzing van een maatregel (waar het water

vanuit zomerbed richting een aangelegde geul, het verruimde winterbed of de verruimde kribvaksectie stroomt) vindt sedimentatie in het zomerbed plaats.

• Ter plaatse van de benedenstroomse begrenzing van een maatregel (waar het water vanuit de aangelegde geul, het verruimde winterbed of de verruimde kribvaksectie richting het zomerbed stroomt) vindt erosie in het zomerbed plaats.

• Omdat de sedimentatie en erosie door de lokale geometrie worden veroorzaakt, zijn deze redelijk plaatsvast (dus sedimentatie over het algemeen direct na aanvang en erosie direct na einde van een maatregel).

• De grootte van de sedimentatie en de erosie bedraagt enkele decimeters ten opzichte van de bodemligging in de referentieberekening. De verandering komt dus bovenop de veranderingen die optreden zonder de RvdR-maatregelen (bijvoorbeeld bovenop de autonome bodemerosie).

• De initiële aanzandings- en erosiepatronen groeien bij de meeste maatregelen nog verder in de achtereenvolgende jaren.

• De aanzanding en erosie ontwikkelen zich als golven in stroomafwaartse richting met een gemiddelde snelheid van circa 1 km/jaar (zie bijvoorbeeld paragraaf 6.5.1).

Deze tendensen worden aan de hand van de resultaten van de simulaties nader toegelicht. • In de Bovenrijn is ter plaatse van de maatregel (nevengeul en kribverlaging) een sterke

aanzanding waar te nemen (rkm 865-867), zie figuren 5.1 en 5.2. Omdat de maatregel aan de rechteroever is uitgevoerd, treedt het grootste effect aan de rechterzijde van de rivier op. Benedenstrooms van de maatregel is een erosiegolf zichtbaar die zich richting Pannerdensche Kop ontwikkelt. Deze wordt veroorzaakt door een relatief tekort aan sediment, omdat een deel van het aangevoerde sediment achterblijft en bijdraagt aan de sedimentatie ter plaatse van de maatregel. Ook hier treedt de grootste erosie aan de rechterzijde op, wat leidt tot een (tijdelijke) verandering in de sedimentverdeling op de Pannerdensche Kop: omdat de erosiegolf aan de rechterzijde iets groter is dan aan de linkerzijde, zal het Pannerdensch Kanaal tijdelijk relatief minder sediment krijgen.

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

Figuur 5.1 Verschil in jaargemiddelde bodemligging RvdR minus Referentie, maatregel Rijnwaarden, voor 2016 (na eerste jaar)

Figuur 5.2 Verschil in jaargemiddelde bodemligging RvdR minus Referentie, maatregel Rijnwaarden, voor 2020 (na 5 jaar)

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

• In Figuur 5.3 is bij maatregel Lent aanzanding zichtbaar tussen rkm 882-883, waar de instroming plaatsvindt naar de hoogwatergeul. Omdat de geul, volgens de gebruikte schematisatie, alleen bij hoogwater functioneert, zal de aanzanding in het tussenliggende traject (boven de vaste laag) beperkt blijven. De figuur toont de jaargemiddelde bodemverschillen, waarbij de tijdelijke hoogwateraanzanding gering is. • In figuur 5.3 is na rkm 886 sprake van enige erosie: deze hangt samen met de

uitstroming van de geul tijdens hoogwatercondities.

• De resultaten tonen dat rond rkm 885 sprake is van een sterke reactie van de bodem aan de benedenstroomse begrenzing van de vaste laag bij Nijmegen. De invloed van de vaste laag kan hierbij een belangrijke rol spelen, en de resultaten moeten vanwege de modeleigenschappen met voorzichtigheid worden geïnterpreteerd.

Figuur 5.3 Verschil in jaargemiddelde bodemligging RvdR minus Referentie, maatregel Lent, voor 2016 (na eerste jaar)

Figuur 5.4 Verschil in jaargemiddelde bodemligging RvdR minus Referentie, maatregel Lent, voor 2016 (na eerste jaar)

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

• Bij de maatregel kribverlaging ontwikkelt zich een afwisselend patroon van aanzanding en erosie dat samenhangt met het variaties in de toename van het doorstroomprofiel, omdat de verlaagde kribben niet overal dezelfde lengte (van oever tot normaallijn) hebben en omdat er zijn zones zijn met gestrekte oevers, zie Figuur 5.5. Tijdens hoogwater (wanneer kribben overstroomd zijn) zal bij relatief lange verlaagde kribben plaatselijk, meer water over een krib stromen dan bij korte kribben, en ook meer dan in de situatie zonder verlaagde kribben. Het hogere debiet over een krib leidt tot een afname van de stroomsnelheid in het zomerbed, met een relatieve aanzanding in het zomerbed tot gevolg (relatief ten opzichte van de situatie zonder verlaagde kribben). Bij een sectie met kortere verlaagde kribben na een sectie met verlaagde lange kribben zal het water weer terugstromen, met hogere snelheden in het zomerbed (met erosie in het zomerbed tot gevolg, relatief ten opzichte van de situatie zonder verlaagde kribben).

Figuur 5.5 Verschil in jaargemiddelde bodemligging RvdR minus Referentie, maatregel kribverlaging Midden- Waal, voor 2016 (na eerste jaar)

Figuur 5.6 Verschil in jaargemiddelde bodemligging RvdR minus Referentie, maatregel kribverlaging Midden- Waal, voor 2016 (na 5 jaar)

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

Ter hoogte van de inlaat naar de langsdam bij Tiel (linkeroever) toont de jaargemiddelde bodem in Figuur 5.7 een relatieve aanzanding. Een meer gedetailleerde analyse van de resultaten toont dat de aanzanding optreedt gedurende de hoge afvoeren (als het water achter de langsdam stroomt) en de erosie plaats vindt bij lage afvoeren (als de langsdam niet overstroomt). De netto versmalling van het laagwaterbed door de aanleg van de langsdam leidt daarnaast effectief tot een hogere OLR, waardoor de resterende aanzanding beperkte consequenties heeft voor het baggeronderhoud (zie paragraaf 5.2). In de schematisatie zijn de langsdammen uitgevoerd als gesloten dammen in langsrichting (zonder zijdelingse openingen). De oevergeul stroomt dus pas noemenswaardig mee als de waterstand hoger is dan de kruin van de langsdam.

Figuur 5.7 Verschil in jaargemiddelde bodemligging RvdR minus Referentie, maatregel langsdam voor 2016 (na eerste jaar)

Figuur 5.8 Verschil in jaargemiddelde bodemligging RvdR minus Referentie, maatregel langsdam voor 2020 (na 5 jaar)

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

• Benedenstrooms van rkm 933 ter plaatse van de brug bij Zaltbommel (Figuur 5.10) treedt plaatselijk een versterkte erosie op. Door de brughoofden en de gestrekte niet verlaagde oevers op dit traject ontstaat hier een ‘flessenhals’, waarbij tijdens hoogwater een groot deel van de afvoer over de kribben en het winterbed plaatselijk terugstroomt naar de hoofdstroom. Juist bovenstrooms zijn voor RvdR de kribben verlaagd, en stroomt tijdens hoogwater veel meer water over de kribben (en minder door het zomerbed). Dit leidt enerzijds tot een forse aanzanding bovenstrooms van rkm 933, en anderzijds tot een forse erosie benedenstrooms door de abrupte overgang ter plaatse van de brug naar een versmalling zonder verlaagde kribben.

Figuur 5.9 Effect RvdR bij rkm 933, Zaltbommel (in meters)

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

• Op het traject tussen Zaltbommel en Avelingen (rkm 934 – 956) worden ook kribben verlaagd. In de eerste jaren is op dit traject nog sprake van een geringe sedimentatie ten opzichte van de referentiebodemligging. Echter, de onderbrekening van de kribverlaging tussen rkm 933-934 (bij de brug) zorgt voor een erosiegolf die al snel zorgt voor een relatieve bodemdaling. Dit kan worden afgeleid uit Figuur 5.11, waarbij voor iedere kilometerraai de ontwikkeling van het verschil in breedtegemiddelde bodemligging in de tijd is gepresenteerd.

Figuur 5.11 Staafdiagram voor het per kilometer gemiddeld verschil in bodemligging tussen RvdR en Referentie, in meter voor traject rkm 932 – 952 (nummers refereren naar RvdR locaties in Tabel 3.1).

• Ter hoogte van Avelingen, in de Boven Merwede, is sprake van een forse aanzanding in het eerste jaar. Uit eerdere simulaties met het DVR-instrumentarium (Sloff et al, 2013) voor dit traject bleek dat in dit Delft3D-domein (rekendomein Boven Merwede van rkm 952.95 to rkm 961.35) een relatief ‘instabiel’ gedrag van bankenpatronen in het zomerbed optreedt. De interactie met de omliggende bodem kan daardoor wat zijn overschat, waardoor de relatief grote veranderingen (zowel positive als negatieve verschillen met de referentiebodemligging) in werkelijkheid iets minder sterk kunnen zijn. Hierdoor kan geen uitsluitsel worden gegeven of de aanzanding in deze mate ook in werkelijkheid op zal treden.

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

Figuur 5.12 Verschil in jaargemiddelde bodemligging RvdR minus Referentie, maatregel Avelingen voor 2016 (na eerste jaar)

Figuur 5.13 Verschil in jaargemiddelde bodemligging RvdR minus Referentie, maatregel Avelingen voor 2016 (na 5 jaar)

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