Rivierkundig onderzoek WaalSamen - Rijkswaterstaat
Rivierkundig onderzoek WaalSamen - Rijkswaterstaat
Rivierkundig onderzoek WaalSamen - Rijkswaterstaat
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
PR2096.10<br />
Opdrachtgever:<br />
<strong>Rijkswaterstaat</strong> Oost-Nederland<br />
<strong>Rivierkundig</strong> <strong>onderzoek</strong> <strong>WaalSamen</strong><br />
Auteurs: Fredrik Huthoff<br />
Andries Paarlberg<br />
Hermjan Barneveld<br />
Maarten van der Wal (Deltares)<br />
Pilotstudie Langsdammen
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Inhoud<br />
Lijst van tabellen ...........................................................................................................................v<br />
Lijst van figuren........................................................................................................................... vii<br />
1 Inleiding ................................................................................................1-1<br />
1.1 Aanleiding tot het project ..............................................................................................1-1<br />
1.2 Doelstelling..................................................................................................................1-2<br />
1.3 Onderzoeksvragen........................................................................................................1-2<br />
1.4 Fasering van project .....................................................................................................1-3<br />
1.5 Betrokkenheid van Deltares ...........................................................................................1-3<br />
2 Aanpak voor modellering en beoordeling van varianten ........................2-1<br />
2.1 Modelleeraanpak ..........................................................................................................2-1<br />
2.1.1 Schematisatie van langsdam-varianten ...............................................................2-1<br />
2.1.2 WAQUA...........................................................................................................2-6<br />
2.1.3 Delft3D ...........................................................................................................2-8<br />
2.2 Aspecten voor beoordeling van varianten ...................................................................... 2-10<br />
2.2.1 Hydraulische effectbeoordeling ........................................................................ 2-11<br />
2.2.2 Morfologische effectbeoordeling ....................................................................... 2-12<br />
2.2.3 Hinder ijsgang ............................................................................................... 2-13<br />
3 Langsdam ontwerpen ter verkenning van maximale rivierkundige<br />
effecten .................................................................................................3-1<br />
3.1 Inleiding......................................................................................................................3-1<br />
3.2 Vier hoekpuntvarianten .................................................................................................3-1<br />
3.3 <strong>Rivierkundig</strong>e effecten...................................................................................................3-4<br />
3.3.1 Waterstanddaling bij MHW ................................................................................3-4<br />
3.3.2 Stroombeelden en afvoerverdeling .....................................................................3-6<br />
3.3.3 Bodemveranderingen........................................................................................3-8<br />
3.3.4 Sedimenttransport ......................................................................................... 3-10<br />
3.4 Effecten op beheer: Bagger- en terugstorthoeveelheden ................................................. 3-12<br />
3.5 Ontwerpgrenzen voor een tussenvariant........................................................................ 3-15<br />
3.5.1 Samenvatting resultaten van hoekpuntvarianten................................................ 3-15<br />
3.5.2 Aanbeveling voor een nieuwe tussenvariant ...................................................... 3-17<br />
4 <strong>Rivierkundig</strong>e effecten bij een tussenvariant.........................................4-1<br />
4.1 Beschrijving van de tussenvariant ..................................................................................4-1<br />
4.2 <strong>Rivierkundig</strong>e effecten bij de tussenvariant ......................................................................4-2<br />
4.2.1 Waterstanddaling bij MHW ................................................................................4-2<br />
4.2.2 Stroombeelden en afvoerverdeling .....................................................................4-4<br />
4.2.3 Bodemveranderingen........................................................................................4-8<br />
4.2.4 Sedimenttransport ......................................................................................... 4-12<br />
4.2.5 Effecten op OLR vlak ...................................................................................... 4-14<br />
4.3 Baggerhoeveelheden................................................................................................... 4-18<br />
4.3.1 Vergelijking van referentiemodellen.................................................................. 4-18<br />
4.3.2 Vergelijking tussenvariant met Kribverlaging ..................................................... 4-22<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 iii
Pilot Langsdammen juni 2011<br />
4.3.3 Bevaarbaarheid ............................................................................................. 4-27<br />
4.3.4 Analyse knelpunten ........................................................................................ 4-31<br />
4.4 Beoordeling van rivierkundige effecten.......................................................................... 4-36<br />
5 Samenvatting van resultaten, conclusies en aanbevelingen .................. 5-1<br />
5.1 Conclusies ................................................................................................................... 5-1<br />
5.2 Beantwoording van <strong>onderzoek</strong>svragen ............................................................................ 5-1<br />
5.3 Betrouwbaarheid van resultaten..................................................................................... 5-2<br />
5.4 Aanbevelingen ............................................................................................................. 5-3<br />
6 Referenties ............................................................................................ 6-1<br />
Bijlage A Belangrijkste instellingen Delft3D modellen ........................A-1<br />
Bijlage B Afvoer door de oevergeul achter de langsdammen .............. B-1<br />
Bijlage C Verschil specifieke afvoer .................................................... C-1<br />
Bijlage D Bevaarbaarheid....................................................................D-1<br />
Bijlage E MHW effect bij aangepaste tussenvariant............................ E-1<br />
Bijlage F Invloed van langsdammen op ijshinder ............................... F-1<br />
iv PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Lijst van tabellen<br />
Tabel 2-1: Overzicht van het aangestroomde oppervlak van de langsdam op 5 verschillende<br />
locaties (zie Figuur 2-10) in Baseline en in WAQUA. ......................................................2-8<br />
Tabel 2-2: Beoordelingscriteria bij te beoordelen aspecten voor ingrepen in de Rijntakken (bron:<br />
versie 2.01, 1 juli 2009, RWS–Waterdienst, 2009), onderdeel hydraulica. ...................... 2-11<br />
Tabel 2-3: Beoordelingscriteria bij te beoordelen aspecten voor ingrepen in de Rijntakken (bron:<br />
versie 2.01, 1 juli 2009, RWS–Waterdienst, 2009), onderdeel morfologie en<br />
scheepvaart. .......................................................................................................... 2-13<br />
Tabel 3-1: Overzicht van rivierkundige effecten bij de vier hoekpuntvarianten. .............................. 3-16<br />
Tabel 4-1: Overzicht van toename (oranje) of afname (blauw) in specifieke afvoeren in het<br />
zomerbed in het langsdammentraject bij verschillende afvoerniveau’s. QBR staat voor<br />
Boven-Rijnafvoer. .....................................................................................................4-8<br />
Tabel A-1: Randvoorwaarden berekeningen. ................................................................................A-4<br />
Tabel A-2: Morfologische versnellingsfactor..................................................................................A-7<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 v
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Lijst van figuren<br />
Figuur 2-1: Ingreepgebied op de Waal voor Pilot Langsdammen. .....................................................2-1<br />
Figuur 2-2: Zijaanzicht van een krib met indicatie van afgravingniveau. ...........................................2-2<br />
Figuur 2-3: Bovenaanzicht van afgravinggrenzen van een te verwijderen krib. ..................................2-2<br />
Figuur 2-4: Overzicht van ingrepen ten behoeve van Pilot Langsdammen (stippellijn is uitvergroot<br />
in Figuur 2-5). ..........................................................................................................2-3<br />
Figuur 2-5: Detail van ingreepgebied op de Waal voor Pilot Langsdammen (zie stippellijn in Figuur<br />
2-4). .......................................................................................................................2-3<br />
Figuur 2-6: Gedeelte van het studiegebied voor Pilot Langsdammen. Figuur 2-7 toont het<br />
dwarsprofiel bij kmr 917,8. ........................................................................................2-5<br />
Figuur 2-7: Dwarsprofiel bij kmr 917,8 met en zonder langsdam (brede langsdam met<br />
kruinbreedte van 2 m en een dwarstalud van 1:3). .......................................................2-5<br />
Figuur 2-8: Waterstand referentiesituatie met bovenstroomse rekenroosterbegrenzing. .....................2-6<br />
Figuur 2-9: Overlaten in WAQUA (groen lijnen) vertaald vanuit Baseline...........................................2-7<br />
Figuur 2-10: Schematisatie van de langsdam in Baseline (variant ‘dicht-breed’, zie hoofdstuk 3),<br />
met indicatie van 5 locaties waarbij het aangestroomde oppervlak van de langsdam<br />
beschouwd is............................................................................................................2-8<br />
Figuur 2-11: Bodemligging rondom de overgang van grof naar fijn rekenrooster (paarse lijn). ..............2-9<br />
Figuur 2-12: Stroomsnelheden bij overgang van grof naar fijn rooster (Q = 3180 m3/s). ................... 2-10<br />
Figuur 2-13: De taakstelling voor ‘Pilotstudie langsdammen’: de waterstandverlaging bij MHW ten<br />
gevolge van kribverlaging op de Waal (deeltrajecten W2, W3 en W4). Pilot<br />
Langsdammen is voorzien op het traject van kmr 911 tot kmr 922................................ 2-12<br />
Figuur 3-1: Schematisatie van de bodemligging en van overlaat-elementen voor langsdam-variant<br />
‘dicht-breed’ in WAQUA..............................................................................................3-2<br />
Figuur 3-2: Detail van de bodemligging in Delft3D in de huidige situatie (bovenste figuur) en bij de<br />
vier hoekpuntvarianten (overige figuren). De zwarte lijn in het voor figuur voor de<br />
huidige situatie is ter illustratie van de ligging van de langsdam; er ligt hier in<br />
werkelijkheid geen dam. ............................................................................................3-3<br />
Figuur 3-3: Waterstandverlagend effect bij de verschillende hoekpuntvarianten als onderdeel van<br />
kribverlaging. ...........................................................................................................3-5<br />
Figuur 3-4: Waterstandverlagend effect bij de verschillende hoekpuntvarianten ten opzichte van<br />
kribverlaging (RO: dam op rechteroever, LO: dam op linkeroever). .................................3-5<br />
Figuur 3-5: Stroombanen bij hoekpuntvarianten dicht-breed en open-breed bij een Boven-<br />
Rijnafvoer van 10.000 m 3 /s........................................................................................3-6<br />
Figuur 3-6: Afvoerpercentage door een gekozen deel van de hoofdgeul bij een Boven-Rijnafvoer<br />
van 1.800 m 3 /s.........................................................................................................3-7<br />
Figuur 3-7: Afvoerpercentage door een gekozen deel van de hoofdgeul bij een Boven-Rijnafvoer<br />
van 3.180 m 3 /s.........................................................................................................3-7<br />
Figuur 3-8: Bodemveranderingen, ten opzichte van de referentie, in de as van de rivier bij<br />
hoekpuntvariant ‘dicht-breed’. ....................................................................................3-8<br />
Figuur 3-9: Bodemveranderingen, ten opzichte van de referentie, in de as van de rivier bij de<br />
hoekpuntvariant ‘open-breed’. ....................................................................................3-9<br />
Figuur 3-10: Bodemveranderingen, ten opzichte van de referentie, in de as van de rivier bij<br />
hoekpuntvariant ‘dicht-slank’......................................................................................3-9<br />
Figuur 3-11: Bodemveranderingen, ten opzichte van de referentie, in de as van de rivier bij<br />
hoekpuntvariant ‘open-slank’.................................................................................... 3-10<br />
Figuur 3-12: Sedimenttransport in de hoofdgeul in de referentiesituatie. .......................................... 3-11<br />
Figuur 3-13: Sedimenttransport in de hoofdgeul bij hoekpuntvariant ‘open-slank’.............................. 3-11<br />
Figuur 3-14: Sedimenttransport in de hoofdgeul bij hoekpuntvariant ‘dicht-breed’. ............................ 3-12<br />
Figuur 3-15: Bagger- en terugstorthoeveelheden in de referentiesituatie. De langsdammen<br />
bevinden zich tussen kmr 911-922............................................................................ 3-13<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 vii
Pilot Langsdammen juni 2011<br />
Figuur 3-16: Baggervolumes bij hoekpuntvariant ‘dicht-breed’. ....................................................... 3-14<br />
Figuur 3-17: Baggervolumes bij hoekpuntvariant ‘open-slank’. ....................................................... 3-14<br />
Figuur 3-18: Totale verandering in baggervolume per jaar op traject kmr 900-930 gedurende 10<br />
jaar (t.o.v. de referentiesituatie)............................................................................... 3-15<br />
Figuur 3-19: Jaargemiddelde baggervolume over 5 km in de eerste 10 jaar. ‘930’ op de x-as<br />
representeert de baggervakken tussen kmr 925 en 930 (etc)....................................... 3-15<br />
Figuur 4-1: Waterstandeffect bij MHW bij meerdere langsdamvarianten en bij kribverlaging. .............. 4-2<br />
Figuur 4-2: Net als in Figuur 4-1 maar dan ingezoomd op het pilotgebied voor langsdammen. ............ 4-3<br />
Figuur 4-3: Waterstanddaling bij MHW ten opzichte van kribverlaging bij drie langsdam varianten<br />
(inclusief de tussenvariant). ....................................................................................... 4-3<br />
Figuur 4-4: Stroombanen bij een Boven-Rijnafvoer van 10.000 m 3 /s in het bovenstroomse deel<br />
van het langsdamtraject bij de tussenvariant............................................................. 4-4<br />
Figuur 4-5: Relatieve afvoer door de oevergeul (dus geul achter de langsdam) bij de tussenvariant<br />
en twee hoekpuntvarianten bij een Boven-Rijnafvoer van 2.266 m 3 /s. Verticale<br />
stippellijnen geven locaties van openingen in de langsdammen weer. Vanwege het<br />
stromingspatroon bij in– en uitstroomopeningen van de oevergeul kan de berekende<br />
afvoer enigszins onrealistisch lijken............................................................................. 4-5<br />
Figuur 4-6: Relatieve afvoer door de oeverzone bij de tussenvariant en twee hoekpunt varianten<br />
bij een Boven-Rijnafvoer van 3.052 m 3 /s. .................................................................... 4-5<br />
Figuur 4-7: Relatieve afvoer door de oeverzone bij de tussenvariant en twee hoekpuntvarianten bij<br />
een Boven-Rijnafvoer van 4.710 m 3 /s. ........................................................................ 4-6<br />
Figuur 4-8: Verschil in specifieke afvoer bij de tussenvariant ten opzichte van de referentiesituatie<br />
door het bovenstroomse deel van het langsdamtraject (bij een Boven-Rijnafvoer van<br />
2.266 m 3 /s). ............................................................................................................ 4-7<br />
Figuur 4-9: Verschil in specifieke afvoer bij de tussenvariant ten opzichte van de referentiesituatie<br />
door het bovenstroomse deel van het langsdamtraject (bij een Boven-Rijnafvoer van<br />
4.710 m 3 /s). ............................................................................................................ 4-7<br />
Figuur 4-10: Bodemveranderingen, ten opzichte van de referentie, in de as van de rivier bij de<br />
tussenvariant (traject kmr 900-930)......................................................................... 4-9<br />
Figuur 4-11: Bodemveranderingen, ten opzichte van de referentie, in de as van de rivier bij<br />
kribverlaging. ........................................................................................................... 4-9<br />
Figuur 4-12: Bodemveranderingen, ten opzichte van de referentie, na 1 jaar bij de tussenvariant. ... 4-10<br />
Figuur 4-13: Bodemveranderingen, ten opzichte van de referentie, na 10 jaar bij de<br />
tussenvariant....................................................................................................... 4-10<br />
Figuur 4-14: Bodemveranderingen na 40 jaar bij de tussenvariant................................................ 4-11<br />
Figuur 4-15: Bodemveranderingen op de as van de rivier bij kribverlaging (tussen kmr 860 3n<br />
960)...................................................................................................................... 4-11<br />
Figuur 4-16: Sedimenttransport op de Waal in traject kmr 900-930 in 40 jaar morfologische<br />
ontwikkeling in de huidige situatie. ........................................................................ 4-12<br />
Figuur 4-17: Sedimenttransport op de Waal in traject kmr 860-960 in 40 jaar morfologische<br />
ontwikkeling in de huidige situatie. ........................................................................ 4-13<br />
Figuur 4-18: Sedimenttransport op de Waal in traject kmr 900-930 in 40 jaar morfologische<br />
ontwikkeling bij kribverlaging. ............................................................................... 4-13<br />
Figuur 4-19: Sedimenttransport op de Waal in traject kmr 900-930 in 40 jaar morfologische<br />
ontwikkeling bij de tussenvariant. .......................................................................... 4-14<br />
Figuur 4-20: OLR referentie vlak in de berekening voor de tussenvariant. ...................................... 4-15<br />
Figuur 4-21: Verschil in OLR referentie vlak tussen de tussenvariant en de huidige situatie. .......... 4-16<br />
Figuur 4-22: Verschil in OLR referentie vlak tussen de kribverlaging en de huidige situatie............ 4-17<br />
Figuur 4-23: Verschil in OLR referentie vlak tussen de tussenvariant en kribverlaging................... 4-18<br />
Figuur 4-24: Overzicht gerapporteerd beunvolume uit vaarttracks baggerprestatie-contract (RWS<br />
Waterdienst, d.d. 04-03-2011). ................................................................................ 4-19<br />
viii PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Figuur 4-25: Totale baggerhoeveelheden per jaar in de twee referentiesituaties op traject kmr 900-<br />
930 (‘REF’ = Aanpak 1 gebruikt bij de hoekpuntvarianten, ‘REF new’ = Aanpak 2<br />
gebruikt bij de tussenvariant)................................................................................... 4-20<br />
Figuur 4-26: Bagger- en terugstorthoeveelheden bij de oorspronkelijke hydrograaf en<br />
terugstortstrategie volgens aanpak 1 (hoekpunt-studie). ............................................. 4-20<br />
Figuur 4-27: Bagger- en terugstorthoeveelheden bij DHV hydrograaf en terugstortstrategie volgens<br />
aanpak 2 (tussenvariant). ........................................................................................ 4-21<br />
Figuur 4-28: Jaargemiddelde baggervolumes (in de beun) gedurende de eerste 10 jaar op traject<br />
kmr 860-960 voor de referentie en kribverlaging (uit de Kribverlagingstudie,<br />
DHV2011). ............................................................................................................. 4-21<br />
Figuur 4-29: Baggervolumes (in de beun) op traject kmr 900-960 bij kribverlaging (boven) en het<br />
verschil met de huidige situatie (onder). ................................................................. 4-22<br />
Figuur 4-30: Jaargemiddelde baggervolumes (in de beun) in de eerste 10 jaar op traject kmr 860-<br />
960 voor kribverlaging ten opzichte van de referentie (uit de Kribverlagingstudie,<br />
DHV2011). ............................................................................................................. 4-23<br />
Figuur 4-31: Baggervolumes (in de beun) op traject kmr 900-960 voor de tussenvariant (boven)<br />
en het verschil met de huidige situatie (onder). ....................................................... 4-23<br />
Figuur 4-32: Baggervolumes (in de beun) op traject kmr 900-960 voor de tussenvariant (boven)<br />
en het verschil met de kribverlaging (onder)............................................................ 4-24<br />
Figuur 4-33: Totaal baggervolume per jaar op traject kmr 900-930 (voor ‘nieuwe’ hydrograaf en<br />
‘nieuwe’ terugstortstrategie) op deeltrajecten van 5 km na 10 jaar. Boven: absoluut<br />
beun volume, onder: ten opzichte van huidige situatie................................................. 4-25<br />
Figuur 4-34: Totaal baggervolume per jaar op traject kmr 900-930 (voor ‘nieuwe’ hydrograaf en<br />
‘nieuwe’ terugstortstrategie) op deeltrajecten van 5 km na 40 jaar. Boven: absoluut<br />
beun volume, onder: ten opzichte van huidige situatie................................................. 4-26<br />
Figuur 4-35: Verschil in baggervolume per jaar op traject kmr 900-930 (tov van de huidige<br />
situatie). ................................................................................................................ 4-27<br />
Figuur 4-36: Vergelijking bevaarbaarheid in het tiende jaar na hoogwater (i.e. na het 10 e<br />
afvoerniveau in het jaarlijkse afvoerverloop (Qbovenrijn=3.052 m 3 /s), dus net voor<br />
gebaggerd gaat worden). Boven: minimale diepte in de vaargeul; onder: gemiddelde<br />
diepte over de breedte van de vaargeul. .................................................................... 4-28<br />
Figuur 4-37: Vergelijking bevaarbaarheid in het tiende jaar na laagwater (i.e. na het 14 e en laatste<br />
afvoerniveau in het jaarlijkse afvoerverloop (Qbovenrijn=1.186 m 3 /s), dus net na<br />
baggeren). Boven: minimale diepte in de vaargeul; onder: gemiddelde diepte over de<br />
breedte van de vaargeul. ......................................................................................... 4-29<br />
Figuur 4-38: Dwarsstromen in het langsdamtraject........................................................................ 4-30<br />
Figuur 4-39: Dwarsstromen in het langsdamtraject bij kmr 911. ..................................................... 4-31<br />
Figuur 4-40: Verschil in baggervolume met huidige situatie voor de tussenvariant op locaties die in<br />
de huidige situatie een knelpunt zijn voor de scheepvaart. ........................................... 4-32<br />
Figuur 4-41: Relatieve aanzanding bij tussenvariant t.o.v. huidige situatie na hoogwater in het<br />
tiende jaar op traject km911-912.............................................................................. 4-33<br />
Figuur 4-42: Verschil in specifieke afvoer tussenvariant en huidige situatie op traject km911-912<br />
(initiële situatie). .................................................................................................... 4-33<br />
Figuur 4-43: Relatieve aanzanding bij tussenvariant t.o.v. huidige situatie na hoogwater in het<br />
tiende jaar op traject km913-914.............................................................................. 4-34<br />
Figuur 4-44: Verschil in specifieke afvoer tussenvariant en huidige situatie op traject km913-914<br />
(initiële situatie). .................................................................................................... 4-34<br />
Figuur 4-45: Relatieve aanzanding bij tussenvariant t.o.v. huidige situatie na hoogwater in het<br />
tiende jaar op traject km917-918.............................................................................. 4-35<br />
Figuur 4-46: Verschil in specifieke afvoer tussenvariant en huidige situatie op traject km917-918<br />
(initiële situatie). .................................................................................................... 4-35<br />
Figuur A-1: Overzicht rekengrids (in interesse gebied)....................................................................A-1<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 ix
Pilot Langsdammen juni 2011<br />
Figuur A-2: Detailfiguren van stroombeelden bij Q = 3180 en 3870 m3/s rondom kribben in het<br />
fijne rooster (linker kolom) en bij de overgang tussen grof en fijn rooster (rechter<br />
kolom). ................................................................................................................... A-2<br />
Figuur A-3: Vorticiteit bij (Q = 1800 m3/s) bij de overgang van fijn naar grof rooster. ....................... A-2<br />
Figuur A-4: Convergentie van hydraulische Delft3D berekening. ...................................................... A-3<br />
Figuur A-5: Jaarlijks afvoerverloop opgelegd op de modelbovenrand. ............................................... A-4<br />
Figuur A-6: Initiële bodemligging langs de Waal in de as van de rivier.............................................. A-5<br />
Figuur A-7: Mediane korreldiameter langs de Waal in de as van de rivier. ......................................... A-6<br />
Figuur A-8: Ontwikkeling van het baggerreferentievlak in de tijd voor de referentieberekening. Te<br />
zien zijn: initieel (jaar 0), na 1 jaar (conform DHV instellingen) en vervolgens iedere 5<br />
jaar. VLH is de locatie van de vaste laag bij St. Andries, en DR1, DL1/2 geven de<br />
locatie van de langsdammen weer. ............................................................................. A-9<br />
Figuur D-1: Bevaarbaarheid voor de huidige situatie na hoogwater (eind van afvoer 3052 m 3 /s<br />
Boven-Rijnafvoer, dus voor baggeren).........................................................................D-1<br />
Figuur D-2: Bevaarbaarheid voor de huidige situatie na laagwater (einde van het jaar, dus na<br />
baggeren)................................................................................................................D-2<br />
Figuur D-3: Bevaarbaarheid voor de kribverlaging na hoogwater (eind van afvoer 3052 m 3 /s<br />
Boven-Rijnafvoer, dus voor baggeren).........................................................................D-3<br />
Figuur D-4: Bevaarbaarheid voor de kribverlaging na laagwater (einde van het jaar, dus na<br />
baggeren)................................................................................................................D-4<br />
Figuur D-5: Bevaarbaarheid voor de tussenvariant na hoogwater (eind van afvoer 3052 m 3 /s<br />
Boven-Rijnafvoer, dus voor baggeren).........................................................................D-5<br />
Figuur D-6: Bevaarbaarheid voor de tussenvariant na laagwater (einde van het jaar, dus na<br />
baggeren)................................................................................................................D-6<br />
Figuur E-1: Principeschets van de verruiming in de oeverzone achter de langsdam op de<br />
rechteroever. ........................................................................................................... E-1<br />
Figuur E-2: Principeschets van de afgravingbeperking ter plaatse van de gasleiding bij kmr 914<br />
(rode lijn = ligging van gasleiding).............................................................................. E-1<br />
Figuur E-3: Principeschets van de afgravingbeperking ter plaatse van de gasleiding bij kmr 919,26<br />
(rode lijn = ligging van gasleiding).............................................................................. E-2<br />
Figuur E-4: Principeschets van de overdekking van de gasleiding (het 1:7 talud ligt in<br />
benedenstroomse richting)......................................................................................... E-2<br />
Figuur E-5: Waterstanddaling bij MHW ten opzichte van de huidige situatie bij kribverlaging, bij de<br />
tussenvariant en bij de aangepaste tussenvariant (tussenvariant2). ................................ E-2<br />
Figuur E-6: Waterstanddaling bij MHW ten opzichte van kribverlaging bij de tussenvariant en bij<br />
de aangepaste tussenvariant (tussenvariant2).............................................................. E-3<br />
Figuur E-7: Stroombanen bij tussenvariant 2 bij Boven-Rijnafvoeren van 10.000 en 16.000 m 3 /s.<br />
Stroombanen liggen op onderlinge afstanden van 300 m 3 /s. .......................................... E-4<br />
x PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
1 Inleiding<br />
1.1 Aanleiding tot het project<br />
Als onderdeel van het programma Ruimte voor de Rivier is het project ‘Kribverlaging’ in het<br />
leven geroepen met als doel om via verlaagde kribkruinen de afvoercapaciteit in de rivieren te<br />
vergroten. Als alternatief voor grootschalige kribverlaging wordt nu echter ook aanleg van<br />
langsdammen overwogen. Zowel kribben alsook langsdammen zorgen er voor dat, bij lage<br />
rivierafvoeren, de stroming in de hoofdgeul van de rivier geconcentreerd wordt, zodat de<br />
vaargeul zo veel mogelijk diepte behoudt. Bij hoge rivierafvoeren kunnen kribben echter een<br />
belangrijke obstructie voor de stroming vormen, terwijl bij langsdammen extra<br />
doorstroomoppervlak achter de strekdammen ingezet kan worden ter bevordering van de<br />
afvoercapaciteit van de rivier. Ter vergroting van de veiligheid van het riviersysteem zijn<br />
langsdammen dus wellicht een effectievere oplossing dan het verlagen van kribben. Het<br />
voorliggende rapport beschrijft een rivierkundige modelstudie naar de rivierkundige effecten van<br />
een Pilot Langsdammen op een traject van de Waal (kmr 911,5-922,0). Deze Pilot richt zich<br />
onder andere op de vraag hoe deze effecten zich verhouden tot de effecten, die optreden bij<br />
een ontwerp met verlaagde kribben. De resultaten van de studie dienen als ondersteuning voor<br />
een adviesnota gericht op een SNIP-3 besluit voor aanleg van een Pilot Langsdammen op de<br />
Waal. Met deze Pilot Langsdammen wordt, na eventuele aanleg, onder andere onderzocht of de<br />
voorspelde morfologische effecten en de verminderde baggerinspanningen voor het<br />
vaargeulonderhoud in kwantitatieve zin ook werkelijk gaan optreden. Daarnaast worden met<br />
deze pilot ook andere rivierkundige effecten alsmede effecten voor natuur, scheepvaart,<br />
waterhuishouding en belevingswaarden onderzocht.<br />
In een eerdere verkennende modelstudie naar de rivierkundige aspecten van een langsdam op<br />
de Boven-Rijn is gebleken dat een langsdam in combinatie met kribverwijdering meerdere cm<br />
waterstanddaling bij MHW-condities kan bereiken (Huthoff et al. 2010). Ook liet de studie zien<br />
dat met een langsdamontwerp lokaal de scheepvaarteisen eenvoudig gehandhaafd konden<br />
worden en dat, bij een aantal detailaanpassingen van de langsdam, de bevaarbaarheid zelfs<br />
verbeterde. Er traden echter ook ongewenste (tijdelijke) effecten op als gevolg van de<br />
langsdam. Deze ongewenste (tijdelijke) effecten hingen vooral samen met de sedimentverdeling<br />
bij een benedenstrooms gelegen splitsingspunt in combinatie met de overgang naar het nieuwe<br />
morfologische evenwicht in het zomerbed. Een bijkomend voordeel van de oeverinrichting met<br />
een langsdam bleek echter de flexibiliteit in het ontwerp. Met relatief kleine aanpassingen in het<br />
langsdamontwerp, met name de flexibel instelbare instroomopeningen, kunnen ongewenste<br />
rivierkundige aspecten bijgestuurd worden. Door middel van correcties van de in- en eventuele<br />
uitstroomopeningen in de langsdam of door het plaatsen van een drempel achter de langsdam<br />
kan de afvoer door de oeverzone (met nieuwe oevergeul) worden gereguleerd.<br />
Langsdammen geven een robuust ontwerp met flexibel instelbare instroomopeningen waarmee<br />
zowel de veiligheid alsook de bevaarbaarheid in het riviersysteem verbeterd kan worden. Ter<br />
ondersteuning van een referentiestudie voor de aanleg van een pilotproject met langsdammen<br />
is het nu gewenst inzicht te krijgen in de rivierkundige gevolgen van langsdammen op een<br />
traject van 11 km op de Waal.<br />
In de voorliggende studie worden rivierkundige aspecten onderzocht van de pilot Langsdammen<br />
en wordt bekeken wat het maximale regelbereik is van een langsdamontwerp. In deze<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 1-1
Pilot Langsdammen juni 2011<br />
modelstudie worden de hoekpunten van het regelbereik bepaald door de geplande openingen<br />
geheel te openen en geheel te sluiten. Op grond van deze resultaten kan vervolgens een<br />
adviesnota voor aanleg van de pilot Langsdammen opgesteld worden.<br />
1.2 Doelstelling<br />
Het doel van het rivierkundig <strong>onderzoek</strong> in dit project is het bepalen van de uiterste<br />
rivierkundige effecten bij geheel geopende en geheel gesloten instroomopeningen. Tevens dient<br />
dit rivierkundig <strong>onderzoek</strong> ter bepaling en inzicht van bijstuurmogelijkheden als op de Waal op<br />
traject kmr 911-922 langsdammen worden aangelegd.<br />
De studie richt zich niet op het bepalen van een definitief of optimaal ontwerp, maar op het<br />
bepalen van ontwerpgrenzen van een flexibel ontwerp voor de Pilot Langsdammen, waarbinnen<br />
na aanleg voldoende bijgestuurd kan worden om te voldoen aan de eisen van het rivierkundig<br />
beoordelingskader. Dit bijsturen zal geschieden op basis van empirie door veld<strong>onderzoek</strong> te<br />
combineren met rivierkundige analyse en het bijregelen van de flexibele openingen op basis van<br />
deze analyse. Op deze wijze wordt er gewerkt aan een optimale instelling van de<br />
Langsdammen. Tevens kunnen toekomstige wijzigingen in de rivierconfiguratie eenvoudig<br />
worden opgevangen mits deze passen binnen het robuuste regelbereik van de beschouwde<br />
Langsdammen.<br />
De uitkomsten van de studie dienen als ondersteuning voor het opstellen van een adviesnota<br />
voor een SNIP3 besluit over de aanleg van een Pilot Langsdammen. Opgemerkt dient te worden<br />
dat deze pilot Langsdammen mede wordt opgezet om de berekende rivierkundige effecten in<br />
het veld te toetsen. Dit onder andere ter verhoging van de betrouwbaarheid van de<br />
rekenmethodieken. In vergelijking met normale aanlegprojecten wordt in een pilot, ter opvulling<br />
van kennisleemtes, bewust enig afbreukrisico toegelaten.<br />
1.3 Onderzoeksvragen<br />
In de studie komen de volgende <strong>onderzoek</strong>svragen aan bod (Q1 t/m Q5, volgens<br />
vraagspecificatie RWS-DON):<br />
Q1. Wordt met het gegeven rivierkundig ontwerp (<strong>Rivierkundig</strong>e Lay-out), gelet op de<br />
ontwerpuitersten (open en gesloten instroomopeningen) van de beoogde<br />
rivierwaterbouwkundige werken, voldaan aan de minimale hydraulische taakstelling die<br />
in het traject geldt voor kribverlaging?<br />
Q2. Welke morfologische effecten (bodemligging, jaarlijkse sedimentvracht,<br />
sedimenttransport, potenties stoppen bodemdaling) worden er verwacht met het<br />
gegeven rivierkundig ontwerp (<strong>Rivierkundig</strong>e Lay-out), gelet op de ontwerpuitersten van<br />
de beoogde rivierwaterbouwkundige werken. Dit voor de uiterste situaties: A) met<br />
geheel gesloten (flexibel in te regelen) openingen en B) met geheel geopende (flexibel<br />
in te regelen) openingen (leidend tot maximaal debiet in de oevergeul).<br />
Q3. Kan het vaargeulonderhoud (baggerwerk) in het beschouwde traject minimaal worden<br />
gehalveerd met het gegeven rivierkundig ontwerp (<strong>Rivierkundig</strong>e Lay-out), gelet op de<br />
ontwerpuitersten van de beoogde rivierwaterbouwkundige werken en welk maximale<br />
percentage debietonttrekking (vanuit de vaargeul naar de oevergeul) behoren hierbij?<br />
1-2 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Q4. Is het gegeven rivierkundig ontwerp (<strong>Rivierkundig</strong>e Lay-out), gelet op het <strong>Rivierkundig</strong><br />
beoordelingskader en de ontwerpuitersten van de beoogde rivierwaterbouwkundige<br />
werken, vergunbaar op basis van de berekende en beschouwde effecten?<br />
Q5. Wordt met het gegeven rivierkundig ontwerp (<strong>Rivierkundig</strong>e Lay-out), gelet op de<br />
ontwerpuitersten van de beoogde rivierwaterbouwkundige werken, voldaan aan een<br />
veilige afvoer van ijs?<br />
1.4 Fasering van project<br />
De studie naar de rivierkundige effecten van de Pilot Langsdammen is opgebouwd uit vier<br />
fasen:<br />
• Fase 1: aanpak voor modellering en beoordeling van varianten;<br />
• Fase 2: eerste aanzet voor een langsdam ontwerp (4 hoekpuntvarianten);<br />
• Fase 3: <strong>onderzoek</strong> naar rivierkundige effecten van hoekpuntvarianten en bepaling<br />
ontwerpgrenzen voor een tussenvariant;<br />
• Fase 4: effectbepaling van een (verbeterde) tussenvariant.<br />
Hoofdstukken 2 tot en met 4 beschrijven de werkzaamheden en resultaten van bovengenoemde<br />
projectfasen. Daarbij zijn Fase 2 en Fase 3 verenigd in hoofdstuk 3. In hoofdstukken 5 en<br />
5.4volgen de conclusies en de aanbevelingen.<br />
1.5 Betrokkenheid van Deltares<br />
Deltares heeft in dit project een adviserende en ondersteunende rol gehad. Kees Sloff en<br />
Mohamed Yossef hebben ondersteuning geboden bij het opzetten van de Delft3D schematisatie,<br />
de toepassing van het DVR instrumentarium en het uitvoeren van de Delft3D berekeningen.<br />
Tevens hebben zij geadviseerd bij het schematiseren van de langsdammen in zowel WAQUA als<br />
Delft3D (ontwerpkeuzes). De invloed van langsdammen op ijshinder is onderzocht door Maarten<br />
van der Wal (Bijlage F). Kees Sloff heeft het rapport gereviewed.<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 1-3
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
2 Aanpak voor modellering en beoordeling<br />
van varianten<br />
2.1 Modelleeraanpak<br />
2.1.1 Schematisatie van langsdam-varianten<br />
Langsdammen als onderdeel van project kribverlaging<br />
Het ingreepgebied voor de pilot Langsdammen maakt onderdeel uit van het gebied op de Waal<br />
waarvoor project Kribverlaging is voorzien. Op de Waal is kribverlaging voorzien in drie<br />
deeltrajecten w2, w3 en w4 die aaneengesloten liggen tussen rivierkilometers 887 en 953. De<br />
hier beschouwde referentiestudie voor Pilot Langsdammen ligt tussen 911 en 922 (zie Figuur<br />
2-1 voor een overzicht van het ingreepgebied). In de studie naar rivierkundige aspecten van de<br />
Pilot Langsdammen zal de aanleg van langsdammen als onderdeel van kribverlaging beschouwd<br />
worden. Kribverlaging blijft dus in de voorliggende studie op het gehele traject gehandhaafd<br />
(w2 [kmr 886,8-914,7], w3 [kmr 914,7-934,2] en w4 [kmr 934,2-953,0]), behalve tussen kmr<br />
911,545 en 922,000 waar kribverlaging vervangen wordt door aanleg van langsdammen.<br />
Figuur 2-1: Ingreepgebied op de Waal voor Pilot Langsdammen.<br />
Kribverwijdering en aanleg van een langsdam<br />
Aanleg van een langsdam gaat samen met de verwijdering van kribben ter plaatse van de<br />
langsdam en eventueel ook met aanleg van een oevergeul langs de dam ter bevordering van de<br />
gewenste doorstroom door de oeverzone. Hier wordt beschreven hoe kribverwijdering achter de<br />
langsdam in de modelstudies is meegenomen (zie ook Figuur 2-4).<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 2-1
Pilot Langsdammen juni 2011<br />
Bodemniveau<br />
Het bodemniveau na kribverwijdering belandt op een constante verlaging van 5.5 m onder de<br />
voormalige kribkruin. Hiermee wordt de volledige kribconstructie met kraagstukken onttakeld.<br />
In Figuur 2-2 komt dat overeen met de blauwe stippellijn voor de nieuwe bodemligging.<br />
Figuur 2-2: Zijaanzicht van een krib met indicatie van afgravingniveau.<br />
Dwarstalud<br />
Het dwarstalud van de krib is 1:3. Als tot 5.5m onder de kribkruin wordt afgegraven dan<br />
betekent dit dat afgraving plaatsvindt binnen een afstand van 3*5.5=16.5 m van de krib. Een<br />
insteeklijn wordt geplaatst op een afstand van 10m (zie Figuur 2-3).<br />
Figuur 2-3: Bovenaanzicht van afgravinggrenzen van een te verwijderen krib.<br />
2-2 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Langsdammen<br />
Figuur 2-4: Overzicht van ingrepen ten behoeve van Pilot Langsdammen (stippellijn is uitvergroot in<br />
Figuur 2-5).<br />
Afgegraven oever<br />
Afgegraven kribben<br />
Afgegraven kribben<br />
Afgegraven oever<br />
Extra<br />
energieverlies<br />
Figuur 2-5: Detail van ingreepgebied op de Waal voor Pilot Langsdammen (zie stippellijn in Figuur 2-4).<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 2-3
Pilot Langsdammen juni 2011<br />
Invloed van kribkuilen op stroming<br />
De insteeklijnen van de afgegraven kuilen (per krib) zijn geschematiseerd met<br />
hoogteverschillijnen. Deze hoogteverschillijnen leveren energieverliezen op in de uiteindelijke<br />
stromingsberekeningen als het talud naar de bodem van de afgegraven kuil steiler is dan 1:7.<br />
Bij een flauwer talud treden bij de hoogteverschillijn verwaarloosbare energieverliezen op. Het<br />
aandeel van de hoogteverschillijn dat belangrijke energieverliezen oplevert verschilt van kuil tot<br />
kuil maar globaal kan gesteld worden dat halverwege tussen oever en langsdam de<br />
hoogteverschillijnen energieverlies veroorzaken (in Figuur 2-5 met geel gemarkeerd).<br />
Afgegraven oever<br />
Op twee locaties in het ingreepgebied zijn gestrekte oevers afgegraven met als gevolg een ca.<br />
90 m brede geul achter de langsdam. Het bodemniveau van deze geul is voorlopig vastgelegd<br />
op 0m+NAP (later gewijzigd)<br />
Het talud van de nieuwe oever (90m verwijderd van de langsdam) naar de bodem van de geul<br />
is 1:5. Bij een dergelijk steil talud moet rekening gehouden worden met extra energieverlies in<br />
de stromingsberekeningen. De insteeklijn in de oever is dus geschematiseerd via een<br />
hoogteverschillijn (gemarkeerd in oranje).<br />
Aanleg van een langsdam<br />
Voor de schematisatie van de Langsdammen is in eerste instantie uitgegaan van een<br />
kruinhoogte die overeenkomt met een afvoer op de Boven-Rijn van 3004 m 3 /s (waterstand 10,6<br />
m+NAP bij Lobith). Dit betekent dat voor de langsdam bij Wamel op de linkeroever van de Waal<br />
de kruinhoogte lineair afneemt van 6,1 m+NAP naar 5,1 m+NAP tussen kmr 911,55 en 918,25.<br />
Op de rechteroever van de Waal bij Ophemert neemt de kruinhoogte van de langsdam af van<br />
5,2 m+NAP naar 4,7 m+NAP tussen kmr 918,23 en 921,59. Later is de kruinhoogte met een<br />
halve meter verlaagd.<br />
De Langsdammen kunnen geschematiseerd worden als een verticale damwand of met een<br />
dwarstalud, waardoor de langsdam meer volume gaat innemen. In de voorliggende studie<br />
worden beide mogelijkheden onderzocht. Bij de volumehoudende variant wordt uitgegaan van<br />
een kruinbreedte van 2 m met aan weerszijden een aflopend talud van 1:3. Later gewijzigd tot<br />
1:2,5. Het volume van de langsdam wordt in Baseline geschematiseerd via een ophoging in de<br />
bodem. In Figuur 2-6 en in Figuur 2-7 is te zien hoe een volumehoudende langsdam in de<br />
bodemligging is opgenomen.<br />
2-4 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Figuur 2-6: Gedeelte van het studiegebied voor Pilot Langsdammen. Figuur 2-7 toont het dwarsprofiel bij<br />
kmr 917,8.<br />
m+NAP<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0<br />
-2<br />
-4<br />
kmr 917,8<br />
kmr 917,8<br />
0 100 200 300 400 500 600<br />
dwarscoordinaat (m)<br />
Figuur 2-7: Dwarsprofiel bij kmr 917,8 met en zonder langsdam (brede langsdam met kruinbreedte van 2<br />
m en een dwarstalud van 1:3).<br />
Er worden flexibel instelbare openingen in de langsdam aangebracht om de afvoer naar de<br />
oeverzone te reguleren. Bij de toelichting van de verschillende onderzochte varianten in<br />
hoofdstuk 3 wordt hier verder op ingegaan.<br />
Ruwheden<br />
Bij de aanleg van langsdammen in de modelschematisatie zijn op sommige locaties de<br />
bodemruwheden aangepast. Voor de ruwheid van de (volumehoudende) langsdam is uitgegaan<br />
van stortsteen met een effectieve wandruwheid met k-waarde 0,625 m. Op trajecten waar de<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 2-5
Pilot Langsdammen juni 2011<br />
oeverzone achter de langsdam is afgegraven is de ruwheid van een standaard nevengeul<br />
gehanteerd met effectieve k-waarde van 0,2 m.<br />
Overzicht Baseline maatregelen<br />
De schematisatie van de kribverlaging en de aanleg van de langsdammen is verwerkt via<br />
Baseline. De volgorde van toepassing van maatregelen is daarbij als volgt:<br />
1. Kribverlaging op trajecten W2, W3 en W4 (tussen kmr 886,78 en 953,0);<br />
2. Verwijdering van kribben en afgraven van kribvakken in langsdam traject (tussen kmr<br />
911 en 922);<br />
3. Aanleg van de langsdam (tussen kmr 911 en 922).<br />
2.1.2 WAQUA<br />
<strong>Rivierkundig</strong>e effecten bij verschillende langsdam ontwerpen worden onderzocht met het<br />
modelinstrumentarium WAQUA. Het gebruikte basismodel van de Rijntakken is<br />
“simona_rijn_pkb_3_4”. Typische roostercelgrootte van het model is 10 à 25 m in dwarsrichting<br />
van de gemiddelde stroming en ongeveer 40 m in langsrichting.<br />
Om rekentijd te beperken en om te voorkomen dat verschillende varianten invloed hebben op<br />
de afvoerverdeling bij de Pannerdensche Kop is het Rijntakken model gereduceerd tot alleen de<br />
Waal-tak. De rekenroosterbegrenzing is gelegd bij kmr 869 (zie Figuur 2-8). Daarbij is een<br />
denkbeeldige scheidingslijn getrokken tussen de Waal en het Pannerdensch kanaal, waar in het<br />
Rijntakkenmodel nagenoeg geen uitwisseling meer plaats vindt tussen de Waal en het<br />
Pannerdensch kanaal. Dit is gedaan om zo dicht mogelijk bij het splitsingspunt te beginnen en<br />
daarmee zoveel mogelijk ruimte voor het ingreepgebied te creëren om tot een evenwicht<br />
situatie te komen op dat punt. Op de nieuwe bovenstroomse rand is ter bepaling van<br />
waterstand bij MHW het afvoerniveau opgelegd dat bij het complete model naar de Waaltak<br />
stroomt (10.165 m 3 /s naar de Waal bij een Boven-Rijnafvoer van 16.000 m 3 /s).<br />
Figuur 2-8: Waterstand referentiesituatie met bovenstroomse rekenroosterbegrenzing.<br />
2-6 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
In het WAQUA model leveren drempels, kades en andere abrupte veranderingen in<br />
bodemligging energieverliezen op in de stroming. Modelmatig wordt hiermee rekening gehouden<br />
door op de betreffende locaties overlaatelementen op te leggen. De groene lijnen in Figuur 2-9<br />
zijn de overlaten zoals Baseline die uit de kribben, kaden en hoogteverschillijnen heeft afgeleid.<br />
Ook over de kruin van de langsdam liggen overlaatelementen. Er is te zien dat in de overlaat<br />
over de langsdam een aantal dwarssprongen optreden. Dit komt doordat de ligging van de<br />
langsdam niet precies het rekenrooster volgt. De dwarssprongen zijn handmatig aangepast in<br />
WAQUA naar schuine overlaten, zodat de stroming beter langs de langsdam geleid wordt zoals<br />
in het prototype ook het geval zal zijn.<br />
Dwarssprongen<br />
in langsdam<br />
Figuur 2-9: Overlaten in WAQUA (groen lijnen) vertaald vanuit Baseline.<br />
De bodemligging is met BASELINE op het WAQUA-rekenrooster geprojecteerd. In hoeverre de<br />
langsdam volumebehoudend wordt weergegeven is onder meer afhankelijk van de resolutie van<br />
het rekenrooster. Hierdoor kan een volumefout in aangestroomd oppervlak optreden op locaties<br />
waar de bodem plaatselijk sterk verandert. Dit is ter plaatse van de volumehoudende langsdam<br />
het geval (zie Figuur 2-7) en daarom wordt hier nog apart onderzocht of de vertaling van<br />
Baseline naar WAQUA een betrouwbaar hoogtemodel oplevert. In Figuur 2-10 is bij vijf locaties<br />
een dwarsprofiel getrokken waarvoor in Tabel 2-1 de aangestroomde oppervlakken van de<br />
langsdam in Baseline en in WAQUA zijn gegeven. Het blijkt dat de gemaakte fout in<br />
aangestroomd oppervlak orde grootte 10 m 2 is, dit is ongeveer 10% van het totale<br />
aangestroomde oppervlak van de langsdam. Bij een verandering in doorstroomoppervlak van 10<br />
m 2 op het beschouwde traject in de Waal verandert de waterstand bij maatgevend hoogwater<br />
met minder dan een cm. Omdat de fout in aangestroomd oppervlak zowel in positieve als in<br />
negatieve richting werkt, is over het gehele traject de fout in aangestroomd oppervlak effectief<br />
kleiner dan 10 m 2 . De uitwerking van de fout in aangestroomd oppervlak zal op de waterstand<br />
bij MHW slechts enkele mm bedragen.<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 2-7
Pilot Langsdammen juni 2011<br />
Figuur 2-10: Schematisatie van de langsdam in Baseline (variant ‘dicht-breed’, zie hoofdstuk 3), met<br />
indicatie van 5 locaties waarbij het aangestroomde oppervlak van de langsdam beschouwd is.<br />
Locatie Aangestroomd<br />
Aangestroomd<br />
Verschil in % error<br />
oppervlak in Baseline oppervlak in WAQUA aangestroomd<br />
(AB) (AW) oppervlak (AW- AB) 1 150,9 m 2 150,9 m 2 0 m 2 0%<br />
2 132,7 m 2 119,6 m 2 -13,1 m 2 -9,9%<br />
3 126,6 m 2 128,7 m 2 2,1 m 2 1,7%<br />
4 111,0 m 2 100,5 m 2 -10,5 m 2 -9,5%<br />
5 96,2 m 2 106,8 m 2 10,6 m 2 11,0%<br />
Tabel 2-1: Overzicht van het aangestroomde oppervlak van de langsdam op 5 verschillende locaties (zie<br />
Figuur 2-10) in Baseline en in WAQUA.<br />
2.1.3 Delft3D<br />
Het Delft3D model dat is toegepast in dit <strong>onderzoek</strong> is het bestaande DVR model (zie<br />
bijvoorbeeld Van Vuren et al. 2006 en Sloff et al. 2009). Het model is gereduceerd tot een<br />
model voor alleen de Waal, zie Bijlage A voor details. De wijzigingen voor kribverlaging en de<br />
langsdammen zijn in de model-schematisatie verwerkt met behulp van Baseline. In Bijlage A<br />
zijn de belangrijkste instellingen van het Delft3D model besproken, te weten:<br />
• De gebruikte Baseline database;<br />
• Gebruikte Delft3D versie;<br />
• Gehanteerde randvoorwaarden bij de berekeningen;<br />
• Roostereigenschappen;<br />
• Instellingen voor sedimenttransport;<br />
• Afvoerscenario’s (verschillend voor hoekpuntvarianten en tussenvariant);<br />
• Instellingen voor de bagger– en de terugstortmodule (verschillend voor<br />
hoekpuntvarianten en tussenvariant).<br />
2-8 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Een belangrijke eigenschap van de Delft3D berekeningen in deze studie is dat op het deeltraject<br />
voor de Pilot Langsdammen, via domeindecompositie, het rekenrooster is verfijnd om de<br />
geometrie van de langsdam zo goed mogelijk te kunnen weergeven. Figuur 2-11 toont de<br />
bodemligging rondom de overgang van het grove naar het fijne rekenrooster. Het rooster is<br />
zowel in breedte als in stroomrichting met een factor 3 verfijnd. Voor de bodemligging in het<br />
fijne rooster is uitgegaan van multibeampeilingen 1999. In de stromingsberekeningen is<br />
vervolgens de tijdstap gehalveerd van 0,4 naar 0,2 minuten.<br />
Figuur 2-11: Bodemligging rondom de overgang van grof naar fijn rekenrooster (paarse lijn).<br />
Er is een aantal testberekeningen uitgevoerd om te controleren dat bij de overgang van<br />
roostergrootte geen onrealistische effecten optreden. In Figuur 2-12 zijn de stroomsnelheden<br />
van de overgang van grof naar fijn rooster weergegeven. Het is te zien dat de stroomsnelheden<br />
netjes aansluiten en dat door de roosterverandering geen abrupte veranderingen in de<br />
stromingscondities optreden. In Bijlage A is nog een aantal extra resultaten van de<br />
testberekeningen mee opgenomen die allen duiden op een goede aansluiting tussen het fijne en<br />
de grove rekenroosters (boven– en benedenstrooms van het verfijnde rooster).<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 2-9
Pilot Langsdammen juni 2011<br />
Figuur 2-12: Stroomsnelheden bij overgang van grof naar fijn rooster (Q = 3180 m3/s).<br />
2.2 Aspecten voor beoordeling van varianten<br />
Als leidraad voor de effectbeoordeling is het <strong>Rivierkundig</strong> beoordelingskader voor ingrepen in de<br />
Grote Rivieren (RWS–Waterdienst, versie 2.01, 1 juli 2009) gebruikt. Het rivierkundig<br />
beoordelingskader geeft een overzicht van de beoordelingsaspecten en de beoordelingscriteria.<br />
Deze paragraaf geeft een overzicht van de aanpak, eisen en uitgangspunten die in deze studie<br />
voortvloeien uit het beoordelingskader. Voor een aantal beoordelingsaspecten zijn aanvullende<br />
afspraken gemaakt.<br />
2-10 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
2.2.1 Hydraulische effectbeoordeling<br />
Het <strong>Rivierkundig</strong> beoordelingskader maakt voor de hydraulische effectbeoordeling een<br />
uitsplitsing naar “hydraulische effecten” en “hinder of schade”, zie Tabel 2-2. Voor de<br />
hydraulische effecten richten we ons in de huidige studie enkel op de MHW stand in de as van<br />
de rivier en zijn twee taakstellingen gehanteerd. De eerste taakstelling is de waterstanddaling<br />
die uit project Kribverlaging voortvloeit 1 . Figuur 2-13 toont de waterstanddaling ten gevolge van<br />
Kribverlaging op deeltrajecten W2, W3 en W4 en deze fungeert in deze Pilot als leidende<br />
taakstelling. Daarnaast is ook gekeken naar de werktaakstelling, zoals bepaald in de notitie van<br />
<strong>Rijkswaterstaat</strong> van 29 september 2008 2 . De hierbij horende eisen zijn:<br />
• 7 cm waterstanddaling te behalen op de Waal tussen kmr 866,5 en 867,5.<br />
• 12 cm waterstanddaling te behalen op de Waal tussen kmr 887 en 888.<br />
• 9 cm waterstanddaling te behalen op de Waal tussen kmr 915,5 en 916,5.<br />
• 7 cm waterstanddaling te behalen op de Waal tussen kmr 933,5 en 934,5.<br />
Tabel 2-2: Beoordelingscriteria bij te beoordelen aspecten voor ingrepen in de Rijntakken (bron: versie<br />
2.01, 1 juli 2009, RWS–Waterdienst, 2009), onderdeel hydraulica.<br />
1 Morfologische analyse maatregelen Waal, 2011, DHV rapport LW-AF20110071/RK<br />
2 Werktaakstelling PKB maatregel Kribverlaging Waalbochten, Kribverlaging Midden-Waal, Kribverlaging Fort St Andries en<br />
Kribverlaging Beneden Waal, 2008, <strong>Rijkswaterstaat</strong>, kenmerk RvdR/2008/1125<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 2-11
Pilot Langsdammen juni 2011<br />
waterstandsverschil (m)<br />
0.04<br />
0.02<br />
0<br />
-0.02<br />
-0.04<br />
-0.06<br />
-0.08<br />
-0.1<br />
-0.12<br />
-0.14<br />
-0.16<br />
965<br />
960<br />
955<br />
950<br />
945<br />
Waterstandsverschil Waal<br />
Figuur 2-13: De taakstelling voor ‘Pilotstudie langsdammen’: de waterstandverlaging bij MHW ten gevolge<br />
van kribverlaging op de Waal (deeltrajecten W2, W3 en W4). Pilot Langsdammen is voorzien<br />
op het traject van kmr 911 tot kmr 922.<br />
Overige hinder is kwalitatief beoordeeld op grond van stroombeelden bij afvoerniveau’s van<br />
10.000 en 16.000 m 3 /s op de Boven-Rijn.<br />
2.2.2 Morfologische effectbeoordeling<br />
940<br />
935<br />
930<br />
925<br />
920 915 910<br />
rivierkilometer<br />
Het <strong>Rivierkundig</strong> beoordelingskader maakt voor de morfologische effectbeoordeling onderscheid<br />
in “effect in het zomerbed” en “effect in de uiterwaarden en nevengeulen”, zie Tabel 2-3. In de<br />
huidige studie richten wij ons alleen op morfologische effecten in het zomerbed (hoofdgeul),<br />
omdat in de huidige studie nog geen optimaal ontwerp aan detail-beoordeling onderhevig is. Het<br />
betreft hier het bepalen van ontwerpgrenzen, waarbinnen een langsdamontwerp voor de<br />
uitvoering van een Pilot Langsdammen acceptabel is. Naast de in Tabel 2-3 genoemde aspecten<br />
voor het zomerbed is met name ook gekeken naar de effecten die optreden bij project<br />
Kribverlaging en of een langsdamontwerp de situatie verbeterd of verslechterd. Speciaal<br />
aandachtspunt is hierbij de jaarlijkse baggerinspanning die nodig is om veilige doorgang voor<br />
scheepvaart te garanderen. Ook voor de baggerinspanning geldt dat hoekpunten worden<br />
verkend en nog een optimale eindsituatie. Dit laatste zal, na aanleg, empirisch met<br />
veld<strong>onderzoek</strong> en nadere analyse tot een meest optimale instelling met een minimum<br />
baggerinspanning leiden.<br />
2-12 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER<br />
905<br />
900<br />
895<br />
890<br />
885<br />
kribvlg tov ref<br />
880<br />
875<br />
870<br />
865
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Tabel 2-3: Beoordelingscriteria bij te beoordelen aspecten voor ingrepen in de Rijntakken (bron: versie<br />
2.01, 1 juli 2009, RWS–Waterdienst, 2009), onderdeel morfologie en scheepvaart.<br />
2.2.3 Hinder ijsgang<br />
De potentiële hinder die een rivieringreep veroorzaakt voor ijsgang is nog een vrij onderbelicht<br />
aspect in rivierkundige effectbeoordeling. In de huidige studie is beoordeeld of de ingreep de<br />
aanwezigheid van versnellingen en vertragingen in het stroomveld vergroot, omdat dit kritieke<br />
locaties kunnen zijn voor ophoping van ijsschotsen en vorming van ijsdammen.<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 2-13
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
3 Langsdam ontwerpen ter verkenning van<br />
maximale rivierkundige effecten<br />
3.1 Inleiding<br />
In dit hoofdstuk worden vier eerste hoekpuntvarianten voor de Pilot Langsdammen<br />
geïntroduceerd en beoordeeld op rivierkundige effecten. Doel van de studie met de<br />
hoekpuntvarianten is om inzicht te krijgen in de uiterste rivierkundige effecten (ofwel het<br />
maximale regelbereik) die kunnen optreden na aanleg van langsdammen. Hierbij is gekeken<br />
naar de hydraulische en morfologische effecten bij verschillen in langsdamvolume en verschillen<br />
in openingen (geheel open of dicht) in de langsdam. Op basis van de rivierkundige effecten die<br />
optreden bij de hoekpuntvarianten is in hoofdstuk 4 een tussenvariant bepaald waarvan de<br />
rivierkundige effecten nader zijn vergeleken met project Kribverlaging. Er dient opgemerkt te<br />
worden dat de hoekpuntvarianten (en later de tussenvariant in hoofdstuk 4) niet bedoeld zijn<br />
als ontwerp voor de uiteindelijke realisatie, maar dat deze varianten de potentie van het<br />
regelbereik en ontwerprichting moeten aangeven voor een geschikt realiseerbaar ontwerp met<br />
voorlopig optimaal geachte instelling van de inlaatopeningen.<br />
De Delft3D analyses in dit hoofdstuk zijn uitgevoerd aan de hand van 10-jarige morfologische<br />
berekeningen. Bij de beoordeling van de tussenvariant in hoofdstuk 4 zijn de morfologische<br />
berekeningen, ter vergelijking met kribverlaging, doorgezet tot 40 jaar. Hierbij is geen rekening<br />
gehouden met tussentijdse wijziging van de instelling van de instroomopeningen.<br />
3.2 Vier hoekpuntvarianten<br />
De vier hoekpuntvarianten zijn gekozen om enerzijds de invloed van volume in de langsdam op<br />
rivierkundige effecten te isoleren en anderzijds om het effect van openingen in de langsdam te<br />
<strong>onderzoek</strong>en. Dit geeft de volgende vier varianten:<br />
1. Variant met een dichte slanke langsdam (geen openingen in dam, geen volume in dam).<br />
Afkorting: “disl”<br />
2. Variant met een open slanke langsdam (maximale openingen in dam, geen volume in<br />
dam). Afkorting: “opsl”<br />
3. Variant met een dichte brede langsdam (geen openingen in dam, volume in dam).<br />
Afkorting: “dibr”<br />
4. Variant met een open brede langsdam (maximale openingen in dam, volume in dam).<br />
Afkorting: “opbr”<br />
Figuur 3-1 toont de bodemligging van variant dicht-breed (dibr) zoals vertaald naar WAQUA. In<br />
Figuur 3-2 is van het meest bovenstroomse deel van het ingreepgebied de bodemschematisatie<br />
in Delft3D weergegeven voor de huidige situatie (“ref”) en voor alle vier de hoekpuntvarianten.<br />
Hierin is duidelijk het effect van de afgraving van kribben te zien en, in twee van de<br />
hoekpuntvarianten, de ophoging van de bodem ten behoeve van een brede langsdam.<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 3-1
Pilot Langsdammen juni 2011<br />
Figuur 3-1: Schematisatie van de bodemligging en van overlaat-elementen voor langsdam-variant ‘dichtbreed’<br />
in WAQUA.<br />
3-2 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Figuur 3-2: Detail van de bodemligging in Delft3D in de huidige situatie (bovenste figuur) en bij de vier<br />
hoekpuntvarianten (overige figuren). De zwarte lijn in het voor figuur voor de huidige situatie<br />
is ter illustratie van de ligging van de langsdam; er ligt hier in werkelijkheid geen dam.<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 3-3
Pilot Langsdammen juni 2011<br />
3.3 <strong>Rivierkundig</strong>e effecten<br />
In de hier volgende analyses zijn de rivierkundige effecten bij de hoekpuntvarianten beschouwd<br />
ten opzichte van de huidige situatie (referentie situatie). Vervolgens zijn de resultaten<br />
vergeleken met de effecten die optreden bij Kribverlaging. Voor de vergelijking met<br />
Kribverlaging zijn aparte berekeningen uitgevoerd, waarbij in het geval van de Delft3D sommen<br />
ook een roosterverfijning is toegepast om de vergelijking met de hoekpuntvarianten zo integer<br />
mogelijk te laten zijn. Achtereenvolgens zijn beoordeeld: de waterstandsdaling bij MHW<br />
(§ 3.3.1), stroombeelden en afvoerverdeling tussen de hoofdgeul en de gecreëerde ruimte<br />
achter de langsdam (§ 3.3.2), bodemveranderingen ten gevolge van de aanleg van de ingrepen<br />
(§ 3.3.3) en variaties in sediment transport (§ 3.3.4).<br />
3.3.1 Waterstanddaling bij MHW<br />
In Figuur 3-3 zijn de waterstandverschillen te zien bij MHW voor de vier hoekpuntvarianten en<br />
voor Kribverlaging. Het blijkt dat met de slanke langsdammen een vergelijkbare<br />
waterstanddaling bereikt wordt als bij Kribverlaging (varianten opsl en disl). In het geval van de<br />
brede langsdammen wordt in vergelijking met Kribverlaging 5 tot 6 cm minder waterstanddaling<br />
bereikt in het ingreepgebied (varianten opbr en dibr). Het effect van aanbrengen van openingen<br />
in de brede langsdam (opbr) is ongeveer 1 cm op de waterstand. Bij de dichte brede langsdam<br />
is ook nog een aparte berekening uitgevoerd met een minder ruw dam-oppervlak, om de<br />
gevoeligheid van de waterstandsdaling voor de ruwheid te <strong>onderzoek</strong>en. De ruwheid is<br />
aangepast van k-waarde 0.625 naar 0,2 m (overeenkomstig ruwheid van de oevergeul).<br />
Hiermee wordt tot 3 cm extra waterstanddaling bereikt (Figuur 3-3).<br />
In Figuur 3-4 zijn de waterstandeffecten, berekend met WAQUA (dus zonder rekening te houden<br />
met eventuele morfologische veranderingen na uitvoering van de rivieringrepen), van de vier<br />
hoekpuntenvarianten weergegeven ten opzichte van de waterstanddaling bij Kribverlaging.<br />
3-4 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
waterstandsverschil (m)<br />
0<br />
-0.02<br />
-0.04<br />
-0.06<br />
-0.08<br />
-0.1<br />
-0.12<br />
-0.14<br />
-0.16<br />
-0.18<br />
-0.2<br />
Waterstandsverschil Waal tov referentie<br />
kribvlg tov ref<br />
damopbr tov ref<br />
damdibr tov ref<br />
damdibr k370=0.2 tov ref<br />
damopsl tov ref<br />
damdisl tov ref<br />
openingen in dam<br />
960 955 950 945 940 935 930 925 920 915 910 905 900 895 890 885 880 875 870 865<br />
rivierkilometer<br />
Figuur 3-3: Waterstandverlagend effect bij de verschillende hoekpuntvarianten als onderdeel van<br />
kribverlaging.<br />
waterstandsverschil (m)<br />
0.08<br />
0.06<br />
0.04<br />
0.02<br />
0<br />
-0.02<br />
-0.04<br />
-0.06<br />
925<br />
Waterstandsverschil Waal tov kribverlaging<br />
920<br />
RO<br />
915<br />
910<br />
rivierkilometer<br />
damdibr tov kribvlg<br />
damopbr tov kribvlg<br />
damopsl tov kribvlg<br />
damdisl tov kribvlg<br />
openingen in dam<br />
Figuur 3-4: Waterstandverlagend effect bij de verschillende hoekpuntvarianten ten opzichte van<br />
kribverlaging (RO: dam op rechteroever, LO: dam op linkeroever).<br />
LO<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 3-5<br />
905<br />
900
Pilot Langsdammen juni 2011<br />
3.3.2 Stroombeelden en afvoerverdeling<br />
In Figuur 3-5 zijn stroombanen weergegeven in een deel van het ingreepgebied voor Pilot<br />
Langsdammen bij de hoekpuntvarianten ‘dicht-breed’ en ‘open-breed’. Het verschil tussen de<br />
twee varianten in stroombanen is klein.<br />
Variant ‘dicht breed’ Variant ‘open breed’<br />
Figuur 3-5: Stroombanen bij hoekpuntvarianten dicht-breed en open-breed bij een Boven-Rijnafvoer van<br />
10.000 m 3 /s.<br />
Een belangrijke ontwerpvariabele in het langsdamontwerp zijn de openingen tussen (of in) de<br />
langsdammen, omdat deze sterk de afvoer door de oevergeul (“geul achter de dam langs”)<br />
bepalen. Voor de hoekpuntvarianten verschilt de geometrie van de oevergeul tussen de<br />
varianten. Daarom is in de volgende analyse geanalyseerd welk deel van de afvoer door een<br />
vast deel van de hoofdgeul stroomt. Dit is dan een indicator voor de afvoer door de oevergeul.<br />
Figuur 3-6 en Figuur 3-7 geven het afvoerpercentage van de totale Waalafvoer door een<br />
gekozen deel van de hoofdgeul (bij Boven-Rijnafvoeren van 1800 m 3 /s en 3180 m 3 /s). De<br />
figuren volgen uit hydraulische berekeningen met Delft3D, zonder bodemveranderingen. Het<br />
gekozen deel van de hoofdgeul heeft betrekking op dat deel tussen de normaallijnen, waarbij in<br />
geen van de vier hoekpuntvarianten wijzigingen in de bodem zijn aangebracht. Het beschikbare<br />
doorstroomoppervlak is daarmee bij de verschillende varianten in deze beschouwing gelijk. De<br />
verschillen in afvoer in Figuur 3-6 en Figuur 3-7 zijn dus het gevolg van afvoeronttrekking naar<br />
de oeverzone of stroomvernauwing door aanwezigheid van de langsdam.<br />
In de figuren is te zien dat bij lage rivierafvoer (1800 m 3 /s, Figuur 3-6) alleen bij de variant<br />
‘open-slank’ effectief minder afvoer door de hoofdgeul stroomt dan in de referentiesituatie en<br />
dat er dus sprake is van verruiming door het langsdam ontwerp. Bij variant ‘open-breed’<br />
stroomt ten opzichte van de referentiesituatie ongeveer 4% meer door de hoofdgeul. Dit komt<br />
overeen met een afvoerverschil van ongeveer 50 m 3 /s. Ook bij een hogere Boven-RijnBoven-<br />
Rijnafvoer van 3180 m 3 /s is wederom alleen bij variant ‘open-slank’ sprake van verruiming. Bij<br />
variant ‘open-breed’ stroomt hier ten opzichte van de referentiesituatie ongeveer 1% meer door<br />
de hoofdgeul (ongeveer 25 m 3 /s).<br />
Verder blijkt dat bij Boven-Rijnafvoer 1800 m 3 /s de afvoer door de hoofdgeul bij varianten ‘disl’<br />
en ‘opbr’ nagenoeg gelijk is. De openingen in de brede dam en het beschikbare<br />
3-6 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
doorstroomoppervlak in de oeverzone compenseren hier dus effectief de vernauwing ten<br />
gevolge van het langsdam-volume.<br />
Figuur 3-6: Afvoerpercentage door een gekozen deel van de hoofdgeul bij een Boven-Rijnafvoer van<br />
1.800 m 3 /s.<br />
Figuur 3-7: Afvoerpercentage door een gekozen deel van de hoofdgeul bij een Boven-Rijnafvoer van<br />
3.180 m 3 /s.<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 3-7
Pilot Langsdammen juni 2011<br />
3.3.3 Bodemveranderingen<br />
In Figuur 3-8 t/m Figuur 3-11 geven de bodemveranderingen, ten opzichte van de huidige<br />
situatie (referentie), in de as van de rivier bij de vier hoekpuntvarianten. In alle gevallen betreft<br />
het het bodemverschil aan het einde van het jaarlijks afvoerverloop (Figuur A-5). Figuur 3-8 en<br />
Figuur 3-9 tonen de resultaten bij de brede langsdammen. In beide gevallen blijkt op het<br />
langsdamtraject met name erosie op te treden. Na 10 jaar geeft dit bij variant ‘open-breed’<br />
rond de 0,3 m bodemdaling en bij variant ‘dicht-breed’ rond de 0,7 m bodemdaling. Verder valt<br />
op dat bij variant ‘dicht-breed’ tussen jaar 5 en jaar 10 nog geen stabiele bodemligging is<br />
bereikt.<br />
Figuur 3-10 toont de bodemveranderingen bij de dichte-slanke variant. Zoals al te zien was in<br />
Figuur 3-6 en Figuur 3-7 veroorzaakt ook deze variant effectief vernauwing waardoor er erosie<br />
ontstaat in de hoofdgeul in het ingreepgebied. Na 10 jaar is in het bovenstroomse deel van het<br />
ingreepgebied (kmr 911-915) de bodem gezakt met ongeveer 0,2 m, in het benedenstroomse<br />
deel (kmr 915-922) is de bodemdaling ongeveer 0,4 m. Benedenstrooms van kmr 921,<br />
aansluitend aan het door de langsdammen vernauwde en eroderende traject, zal een tijdelijke<br />
aanzanding optreden. Dit is als het ware een zandgolf opgewekt door het geerodeerde volume<br />
ter plaatse van de langsdammen. Dit effect is na circa 10 jaar uit het model gemigreerd. In<br />
Figuur 3-11 is de bodemverandering bij de open-slanke variant te zien en het blijkt dat de<br />
erosie in het ingreepgebied nu is omgeslagen naar aanzanding.<br />
Figuur 3-8: Bodemveranderingen, ten opzichte van de referentie, in de as van de rivier bij<br />
hoekpuntvariant ‘dicht-breed’.<br />
3-8 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Figuur 3-9: Bodemveranderingen, ten opzichte van de referentie, in de as van de rivier bij de<br />
hoekpuntvariant ‘open-breed’.<br />
Figuur 3-10: Bodemveranderingen, ten opzichte van de referentie, in de as van de rivier bij<br />
hoekpuntvariant ‘dicht-slank’.<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 3-9
Pilot Langsdammen juni 2011<br />
Figuur 3-11: Bodemveranderingen, ten opzichte van de referentie, in de as van de rivier bij<br />
hoekpuntvariant ‘open-slank’.<br />
3.3.4 Sedimenttransport<br />
Figuur 3-12 toont de veranderingen in sedimenttransport voor de referentiesituatie gedurende<br />
10 jaar morfologische ontwikkeling. Hier is te zien dat door de jaren heen er lokaal<br />
veranderingen in transporten optreden maar dat globaal gezien het sedimenttransport in het<br />
ingreepgebied rond 550.000 m 3 /jaar bedraagt. In Figuur 3-13 is het sedimenttransport voor<br />
hoekpuntvariant ‘open-slank’ te zien. Met name in de eerste jaren is de<br />
sedimenttransportcapaciteit in het langsdammentraject verlaagd, waardoor daar aanzanding<br />
optreedt. Figuur 3-14 toont de situatie voor hoekpuntvariant ‘dicht-breed’. Hierbij is een zeer<br />
sterke verhoging in sedimenttransport te zien in het ingreepgebied van de langsdammen. Vanaf<br />
jaar 1 zwakt de morfologische respons geleidelijk af en verplaatst zich naar benedenstrooms<br />
totdat in jaar 10 het sedimenttransport uit de referentiesituatie weer grotendeels is hersteld.<br />
Bovenstrooms van het langsdamtraject blijft het sedimenttransport ook na 10 jaar wel ongeveer<br />
10% lager dan in de referentiesituatie. Dit duidt er op dat het systeem na 10 jaar nog niet zijn<br />
nieuwe evenwichtssituatie heeft bereikt.<br />
3-10 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Figuur 3-12: Sedimenttransport in de hoofdgeul in de referentiesituatie.<br />
Figuur 3-13: Sedimenttransport in de hoofdgeul bij hoekpuntvariant ‘open-slank’.<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 3-11
Pilot Langsdammen juni 2011<br />
Figuur 3-14: Sedimenttransport in de hoofdgeul bij hoekpuntvariant ‘dicht-breed’.<br />
3.4 Effecten op beheer: Bagger- en<br />
terugstorthoeveelheden<br />
In de morfologische berekeningen met Delft3D is gebruik gemaakt van de automatische<br />
bagger– en terugstortmodule van het DVR instrumentarium. Met deze module worden ondieptes<br />
automatisch weggebaggerd (volgens bepaalde criteria) en het gebaggerde sediment wordt<br />
elders in het systeem teruggestort. De instellingen van de bagger– en terugstortmodule is<br />
beschreven in Bijlage A. De gebruikte strategie verschilt tussen de hoekpuntenstudie (fase 1 en<br />
2) en de tussenvarianten (fase 3 en 4), zie ook paragraaf 4.3. Verder dient opgemerkt te<br />
worden dat de resultaten van deze module erg onzeker zijn, en slechts een indicatie geven van<br />
het te verwachten beheer. Het is echter wel zinvol, in deze fase, deze resultaten te gebruiken<br />
om de verschillende varianten te onderscheiden.<br />
Figuur 3-15 toont bagger– en terugstort hoeveelheden in de huidige situatie (referentie<br />
berekening) tussen kmr 900 en 960. Figuur 3-16 en Figuur 3-17 tonen de baggerhoeveelheden<br />
voor respectievelijk de hoekpuntvariant ‘dicht-breed’ en ‘open-slank’. Uit de figuren is op te<br />
maken dat de baggerinspanning in het langsdammentraject, en benedenstrooms daarvan,<br />
toeneemt ten opzichte van de huidige situatie.<br />
3-12 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
langsdammen<br />
langsdammen<br />
Figuur 3-15: Bagger- en terugstorthoeveelheden in de referentiesituatie. De langsdammen bevinden zich<br />
tussen kmr 911-922.<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 3-13
Pilot Langsdammen juni 2011<br />
Figuur 3-16: Baggervolumes bij hoekpuntvariant ‘dicht-breed’.<br />
Figuur 3-17: Baggervolumes bij hoekpuntvariant ‘open-slank’.<br />
langsdammen<br />
langsdammen<br />
In Figuur 3-18 zijn de totale jaarlijkse baggerhoeveelheden ten opzichte van de<br />
referentiesituatie te zien, gesommeerd over traject kmr 900-930. Het blijkt dat hoekpuntvariant<br />
‘open-slank’ niet veel van de referentiesituatie afwijkt. Dit beeld kwam ook al naar voren in de<br />
eerdere beschouwingen van sedimenttransporten en bodemveranderingen. Bij de overige<br />
varianten blijkt de baggerinspanning met name tussen jaar 4 en jaar 6 flink toe te nemen. De<br />
resultaten in Figuur 3-19 laten zien dat dit het gevolg is van sedimentophoping benedenstrooms<br />
van het ingreepgebied. In deze figuur is de totale baggerinspanning gesommeerd over 10 jaar<br />
voor deeltrajecten van telkens 5 km. Bij hoekpuntvarianten ‘dicht-breed’, ‘open-breed’ en<br />
‘dicht-slank’ blijkt de baggerinspanning tussen kmr 925 en 930 telkens groter dan de totale<br />
inspanning tussen kmr 900 en 925. Dit komt doordat het eroderende materiaal in het traject<br />
van de langsdammen benedenstrooms neerslaat en daar (deels) wordt weggebaggerd.<br />
3-14 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Baggervolume (m3)<br />
60000<br />
50000<br />
40000<br />
30000<br />
20000<br />
10000<br />
0<br />
-10000<br />
-20000<br />
DAMDISL<br />
DAMOPSL<br />
DAMDIBR<br />
DAMOPBR<br />
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10<br />
Figuur 3-18: Totale verandering in baggervolume per jaar op traject kmr 900-930 gedurende 10 jaar<br />
(t.o.v. de referentiesituatie).<br />
930<br />
925<br />
920<br />
kmr<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 3-15<br />
jaar<br />
915<br />
910<br />
DAMDISL<br />
DAMOPSL<br />
DAMDIBR<br />
DAMOPBR<br />
905<br />
250000<br />
200000<br />
150000<br />
100000<br />
50000<br />
0<br />
-50000<br />
Figuur 3-19: Jaargemiddelde baggervolume over 5 km in de eerste 10 jaar. ‘930’ op de x-as representeert<br />
de baggervakken tussen kmr 925 en 930 (etc).<br />
3.5 Ontwerpgrenzen voor een tussenvariant<br />
3.5.1 Samenvatting resultaten van hoekpuntvarianten<br />
Tabel 3-1 geeft een overzicht van de rivierkundige effecten van de hoekpuntvarianten. Een<br />
belangrijk doel van de Pilot Langsdammen is om aan te tonen dat met langsdammen op zijn<br />
minst evenveel waterstandsdaling gehaald kan worden als met Kribverlaging. In de<br />
onderstaande beschouwing is de voorgestelde Kribverlaging dan ook de referentie (uit WAQUA<br />
analyse):<br />
• Alleen bij de slanke langsdammen wordt voldoende waterstandverlaging bereikt;<br />
• Bij de brede langsdam is 4 cm extra verlaging nodig;<br />
baggervolume (m3)
Pilot Langsdammen juni 2011<br />
• Dit komt overeen met vergroting afvoercapaciteit van ~100 m 3 /s (Waalafvoer) bij MHW;<br />
• Openingen in de langsdam vergroten de waterstandverlaging bij MHW met maximaal 1<br />
cm;<br />
• De kuilen die ontstaan door kribverwijdering veroorzaken belangrijke overlaatwerking<br />
(en dus hogere waterstanden).<br />
<strong>Rivierkundig</strong> aspect<br />
Waterstandsdaling bij MHW tov<br />
ref Kmr 911-922<br />
Gemiddelde bodemverandering<br />
tov referentie Kmr 911-922<br />
Verschil in Baggervolume tov<br />
referentie Kmr 900-930<br />
opsl disl<br />
variant<br />
opbr dibr<br />
-10,0 cm -9,6 cm -6,3 cm -5,8 cm<br />
+10 cm -20 cm -30 cm -60 cm<br />
+60 % +111 % + 30 % + 251 %<br />
Tabel 3-1: Overzicht van rivierkundige effecten bij de vier hoekpuntvarianten.<br />
Mogelijke aanpassingen om meer waterstanddaling te bereiken zijn:<br />
• verminderen ruwheid van langsdam (1,5 cm);<br />
• verwijderen van overlaten achter de langsdam (kuilen weg);<br />
• extra doorstroomoppervlak creëren (smallere langsdam, afgraven oevergeul). Hiervoor<br />
is 70-100 m 2 extra doorstroomoppervlak nodig (afhankelijk van waar verruimd wordt).<br />
Observaties bij de morfologische resultaten zijn als volgt:<br />
• Lokale fluctuaties in bodemveranderingen vinden op vergelijkbare manier plaats in<br />
referentie- en hoekpuntvarianten.<br />
• De verschillen in morfologische effecten tussen de varianten komen met name voort uit<br />
verschillen in stroombeelden bij de “lagere afvoeren” (Boven-Rijnafvoer < 3.200 m 3 /s).<br />
• De langsdam veroorzaakt bij de lage afvoeren vernauwing van de hoofdgeul met als<br />
gevolg erosie (bij brede en smalle langsdam).<br />
• Openingen in de langsdam zijn zeer effectief om de erosie te verminderen. De openslanke<br />
langsdam geeft zelfs aanzanding).<br />
• Bij de brede-open langsdam is bij lage afvoeren (Boven-Rijnafvoer < 3.200 m 3 /s)<br />
slechts een kleine hoeveelheid extra afvoeronttrekking nodig om in de hoofdgeul<br />
morfologische neutraliteit te bereiken (dQ~40 m 3 /s van de Waalafvoer). (Dit kan bereikt<br />
worden door extra doorstroomoppervlak te creëren van 25-40 m 2 ).<br />
• De huidige smalle langsdam laat het toe om via regulering van openingen in de<br />
langsdam morfologische neutraliteit in de hoofdgeul te behouden.<br />
• De grootste baggerinspanning vindt plaats als door erosie op het langsdamtraject er<br />
verder benedenstrooms een sedimentatiebult ontstaat (op vaste laag bij kmr 928)<br />
• Baggervolumes nemen toe in de eerste 5 jaar, hierna herstelt zich het morfologisch<br />
evenwicht.<br />
• Toepassing van langsdammen kan ook een middel zijn om lokaal de scheepvaardiepte<br />
te vergroten, omdat er trajecten zijn waar erosie optreedt.<br />
• Er is nog niet gerekend met een optimale instelling van de openingen in de<br />
langsdammen. In dit <strong>onderzoek</strong> zijn uitsluitend de hoekpunten verkend om het<br />
regelbereik van de ingreep te verkennen. Dit betekent dat de morfolgische resultaten<br />
nog verder kunnen worden verbeterd.<br />
3-16 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
3.5.2 Aanbeveling voor een nieuwe tussenvariant<br />
Een brede langsdam verdient in principe de voorkeur boven een verticale damwand omdat de<br />
brede langsdam een aantrekkelijkere landschappelijke inpassing toelaat. Ook dient dit de<br />
veiligheid voor de scheepvaart (bij hoogwater zijn damwanden onder water niet zichtbaar en bij<br />
aanvaring kan worden lekgevaren) Om bij een brede langsdamvariant meer waterstanddaling<br />
bij MHW te bereiken en om de morfologische respons in het ingreepgebied te beperken, is in het<br />
langsdamtraject meer verruiming nodig.<br />
Het wordt aanbevolen om bij de brede-open langsdam 70 à 100 m 2 extra doorstroomoppervlak<br />
in de oevergeul te creëren via de volgende richtlijnen:<br />
• 40 m 2 extra doorstroomoppervlak in laaggelegen gebieden (bij Boven-Rijnafvoeren<br />
3.200 m 3 /s)<br />
• Verwijderen van obstakels in de oeverzone.<br />
In het volgende hoofdstuk is een tussenvariant, die is ontworpen met bovenstaande richtlijnen<br />
in ogenschouw genomen, rivierkundig beoordeeld.<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 3-17
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
4 <strong>Rivierkundig</strong>e effecten bij een<br />
tussenvariant<br />
In dit hoofdstuk worden eigenschappen en rivierkundige resultaten besproken bij een nieuwe<br />
tussenvariant voor Pilot Langsdammen. De resultaten worden ook vergeleken met de resultaten<br />
die volgen uit project kribverlaging. Voor de vergelijking met kribverlaging zijn aparte<br />
berekeningen uitgevoerd, gebruikmakend van dezelfde roosterverfijning als bij de langsdamberekeningen,<br />
maar waarbij nu wel een afvoerhydrograaf en de baggerstrategie wordt<br />
gehanteerd die ook gebruikt is in de kribverlaging studie van DHV (DHV 2011, zie voor bijlage A<br />
voor toelichting bij de nieuwe afvoerhydrograaf). De morfologische analyse (zonder tussentijdse<br />
wijziging van openingen) is verder ook nog uitgebreid naar een periode van 40 jaar zodat ook in<br />
langdurige effecten inzicht verkregen kan worden.<br />
4.1 Beschrijving van de tussenvariant<br />
Gebaseerd op de resultaten bij de vier hoekpuntvarianten is een nieuwe langsdam variant<br />
ontworpen; de “tussenvariant”. De tussenvariant betreft de hoekpuntenvariant met het<br />
verwachte optimale instelbereik. Deze nieuwe tussenvariant heeft de volgende eigenschappen:<br />
• De kruin van de langsdam is verlaagd met 0,5 m t.o.v. oorspronkelijke ontwerp;<br />
• Het dwarstalud van de langsdam is aangepast van 1:3 naar 1:2,5;<br />
• Er is een 40 m brede verdiepte oevergeul achter de langsdam aangelegd die aangrijpt<br />
bij de inkassing van de langsdam en oploopt met een talud van 1:7 richting oever;<br />
• De kuilen die ontstaan na afgraving van de kribben veroorzaken geen energieverlies. 3 ;<br />
• De 2 verlengde kribben benedenstrooms van de langsdam aan de rechteroever zijn<br />
verlaagd in overeenstemming met project Kribverlaging;<br />
• De ruwheid van de langsdam is k=0,625 m en de geul achter de langsdam heeft een<br />
ruwheid van k=0,2m (gelijk aan ruwheden bij de hoekpuntvarianten).<br />
Bij de hoekpuntvarianten zijn de kruinhoogtes van de langsdam gerelateerd aan een Boven-<br />
Rijnafvoer van 3.004 m 3 /s, waarbij de kruinhoogtes van de langsdam zijn gelegd op de<br />
waterstand die met deze afvoer overeenkomt. In de tussenvariant zijn de kruinhoogtes met<br />
0,5 m verlaagd (ten opzichte van hoekpuntvarianten):<br />
• Dam op Linkeroever (kmr 911,55): kruin 6,10 is verlaagd naar 5,6 m+NAP;<br />
• Dam op Linkeroever (kmr 918,25): kruin 5,10 is verlaagd naar 4,6 m+NAP;<br />
• Dam op Rechteroever (kmr 918,23): kruin 5,20 is verlaagd naar 4,7 m+NAP;<br />
• Dam op Rechteroever (kmr 918,59): kruin 4,70 is verlaagd naar 4,2 m+NAP.<br />
3 De kribben zijn, net als bij de hoekpuntvarianten, op dezelfde wijze afgegraven. Er is bij de tussenvariant aangenomen<br />
dat er bij deze afgegraven kribben geen energieverlies optreedt. Er zijn echter locaties waar in Baseline de bodem steiler<br />
loopt dan talud 1:7. Volgens Baseline-protocol zou strikt genomen hier een overlaat opgelegd moeten worden. Het<br />
waterstandverlagend effect bij MHW is hiermee een conservatieve schatting.<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 4-1
Pilot Langsdammen juni 2011<br />
4.2 <strong>Rivierkundig</strong>e effecten bij de tussenvariant<br />
4.2.1 Waterstanddaling bij MHW<br />
Figuur 4-1 en Figuur 4-2 geven de waterstanddaling bij de tussenvariant, samen met de<br />
eerdere resultaten bij hoekpuntvarianten ‘open-breed’ en ‘open-slank’. Deze twee<br />
hoekpuntvarianten geven grofweg het bereik in waterstanddaling aan dat met verruiming van<br />
ongeveer 100 m 2 doorstroomoppervlak in de oeverzone haalbaar is. Het blijkt dat de verruiming<br />
bij de tussenvariant groter is dan de effectieve 100 m 2 verschil in doorstroomoppervlak tussen<br />
hoekpuntvarianten ‘open-breed’ en ‘open-slank’. Dit is het gevolg van verwijdering van<br />
obstakels in de oeverzone bij de tussenvariant.<br />
Figuur 4-3 geeft het verschil in waterstand bij MHW tussen de tussenvariant en Kribverlaging.<br />
Uit Figuur 4-3 blijkt dat alleen langs de benedenstroomse langsdam de taakstelling uit project<br />
Kribverlaging niet volledig wordt gehaald (want het verschil is daar groter dan 0). Tussen kmr<br />
919 en 921 moet nog ongeveer 1cm extra waterstanddaling bereikt worden. In een poging om<br />
beter te voldoen aan de taakstelling vanuit project Kribverlaging is in Bijlage E het<br />
waterstandeffect bij MHW bepaald bij een nader aangepaste tussenvariant. In deze nieuwe<br />
tussenvariant 2 is benedenstrooms van kmr 918 extra verruimd en zijn de langsdam-openingen<br />
voorzien van een drempel. Het blijkt dat met deze aanpassingen ongeveer 1 cm extra<br />
waterstanddaling bereikt wordt en dat ook tussen kmr 918 en 921 beter aan de taakstelling uit<br />
project Kribverlaging is te voldoen.<br />
waterstandsverschil (m)<br />
0<br />
-0.02<br />
-0.04<br />
-0.06<br />
-0.08<br />
-0.1<br />
-0.12<br />
-0.14<br />
-0.16<br />
-0.18<br />
-0.2<br />
Waterstandsverschil Waal tov referentie<br />
kribvlg tov ref<br />
damopbr tov ref<br />
damopsl tov ref<br />
tussenvariant tov ref<br />
openingen in dam<br />
960 955 950 945 940 935 930 925 920 915 910 905 900 895 890 885 880 875 870 865<br />
rivierkilometer<br />
Figuur 4-1: Waterstandeffect bij MHW bij meerdere langsdamvarianten en bij kribverlaging.<br />
4-2 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
waterstandsverschil (m)<br />
0<br />
-0.02<br />
-0.04<br />
-0.06<br />
-0.08<br />
-0.1<br />
-0.12<br />
-0.14<br />
-0.16<br />
-0.18<br />
-0.2<br />
925<br />
Waterstandsverschil Waal tov referentie<br />
920<br />
915<br />
910<br />
rivierkilometer<br />
kribvlg tov ref<br />
damopbr tov ref<br />
damopsl tov ref<br />
tussenvariant tov ref<br />
openingen in dam<br />
Figuur 4-2: Net als in Figuur 4-1 maar dan ingezoomd op het pilotgebied voor langsdammen.<br />
waterstandsverschil (m)<br />
0.08<br />
0.06<br />
0.04<br />
0.02<br />
0<br />
-0.02<br />
-0.04<br />
-0.06<br />
925<br />
Waterstandsverschil Waal tov kribverlaging<br />
920<br />
RO<br />
LO<br />
915<br />
910<br />
rivierkilometer<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 4-3<br />
905<br />
damopbr tov kribvlg<br />
damopsl tov kribvlg<br />
tussenvariant tov kribvlg<br />
openingen in dam<br />
Figuur 4-3: Waterstanddaling bij MHW ten opzichte van kribverlaging bij drie langsdam varianten<br />
(inclusief de tussenvariant).<br />
905<br />
900<br />
900
Pilot Langsdammen juni 2011<br />
4.2.2 Stroombeelden en afvoerverdeling<br />
In Figuur 4-4 zijn de stroombanen te zien in het bovenstroomse deel van het langsdamtraject<br />
bij een Boven-Rijnafvoer van 10.000 m 3 /s. Hier is te zien dat de stroombanen de ligging van de<br />
langsdam goed volgen en ook dat de openingen aan de bovenstroomse kant als inlaatpunten<br />
naar de oeverzone fungeren. Figuur 4-5, Figuur 4-6 en Figuur 4-7 tonen de afvoerfracties die<br />
door de oeverzone achter de langsdammen stromen bij drie verschillende afvoerniveau’s op de<br />
Boven-Rijn. In Bijlage B zijn voor alle afvoerniveau’s uit de hydrograaf van de Delft3D<br />
berekening soortgelijke figuren opgenomen. Ter vergelijking zijn in de figuren ook hier weer<br />
resultaten opgenomen bij twee van de hoekpuntvarianten, te weten de slanke langsdam met<br />
openingen (hoekpuntvariant ‘open-slank’) en de brede langsdam met openingen<br />
(hoekpuntvariant ‘open-breed’).<br />
Figuur 4-4: Stroombanen bij een Boven-Rijnafvoer van 10.000 m 3 /s in het bovenstroomse deel van het<br />
langsdamtraject bij de tussenvariant.<br />
De afvoer door de oevergeul is een belangrijke ontwerpvariabele. Voor de hoekpuntvarianten<br />
‘open-slank’ en ‘open-breed’ en de tussenvariant is de afvoer door de oevergeul bepaald voor<br />
alle afvoerniveaus uit het jaarlijkse afvoerverloop van de Delft3D berekeningen (zie Bijlage B<br />
voor alle figuren). In Figuur 4-5 is te zien dat bij de tussenvariant, bij een Boven-Rijnafvoer van<br />
2.266 m 3 /s, ongeveer 12 tot 15% van de totale Waalafvoer van 1.544 m 3 /s achter de langsdam<br />
door de oevergeul stroomt. Bij dit afvoerniveau is de langsdam nog niet overstroomd. Aan de<br />
abrupte stappen in afvoer door de oeverzone is te zien waar de openingen in de langsdam<br />
liggen. Het blijkt dat de afvoerverplaatsing naar de oeverzone bij de tussenvariant sterk<br />
overeenkomt met de situatie bij de eerdere hoekpuntvariant ‘open-slank’. In Figuur 4-6 is de<br />
situatie te zien bij een Waalafvoer van 2.065 m 3 /s en het blijkt dat hier de hoekpuntvarianten<br />
nog niet overstroomd waren maar de tussenvariant vanwege de lager kruinhoogte van de dam<br />
wel. Hierdoor kan bij de tussenvariant op meerder locaties meer afvoer door de oeverzone<br />
geleid worden en is de verruiming effectief groter dan bij de beschouwde hoekpuntvarianten. In<br />
Figuur 4-7 is de afvoer door de Waal verder opgevoerd en zijn bij alle varianten de<br />
langsdammen inmiddels overstroomd. Ook hier blijkt weer dat in de tussenvariant de afvoer<br />
door de oeverzone het grootst is, oplopend tot 25% van de Waalafvoer.<br />
4-4 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Figuur 4-5: Relatieve afvoer door de oevergeul (dus geul achter de langsdam) bij de tussenvariant en<br />
twee hoekpuntvarianten bij een Boven-Rijnafvoer van 2.266 m 3 /s. Verticale stippellijnen<br />
geven locaties van openingen in de langsdammen weer. Vanwege het stromingspatroon bij<br />
in– en uitstroomopeningen van de oevergeul kan de berekende afvoer enigszins onrealistisch<br />
lijken.<br />
Figuur 4-6: Relatieve afvoer door de oeverzone bij de tussenvariant en twee hoekpunt varianten bij een<br />
Boven-Rijnafvoer van 3.052 m 3 /s.<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 4-5
Pilot Langsdammen juni 2011<br />
Figuur 4-7: Relatieve afvoer door de oeverzone bij de tussenvariant en twee hoekpuntvarianten bij een<br />
Boven-Rijnafvoer van 4.710 m 3 /s.<br />
De verplaatsing van afvoer naar de oeverzone betekent niet automatisch dat de specifieke<br />
afvoer (afvoer per eenheid van breedte, m 2 /s) in de hoofdgeul met een evenredig deel afneemt.<br />
Er moet namelijk ook rekening gehouden worden met het volume van de langsdam dat er voor<br />
zorgt dat met name bij lage afvoeren de stroombanen in de hoofdgeul samengedrukt worden.<br />
De specifieke afvoer kan dan toenemen in zowel de hoofdgeul als de oevergeul (de<br />
gesommeerde verandering in specifieke afvoer over een dwarsdoorsnede is gelijk aan nul) In<br />
Figuur 4-8 is te zien dat bij een Boven-Rijnafvoer van 2.266 m 3 /s ondanks de omleiding van<br />
ruim 12% afvoer naar de oeverzone er in de hoofdgeul toch op veel plaatsen een toename van<br />
de specifieke afvoer optreedt. Bij de hogere Boven-Rijnafvoer van 4.710 m 3 /s in Figuur 4-9 is<br />
dit niet langer het geval en blijkt vrijwel overal de specifieke afvoer in de hoofdgeul te zijn<br />
afgenomen (dus: effectieve verruiming).<br />
In Tabel 4-1 is geanalyseerd of de specifieke afvoer in de hoofdgeul (het zomerbed) toe– of<br />
afneemt ten opzichte van de huidige situatie (Bijlage C toont voor alle afvoerniveau’s uit de<br />
hydrograaf van de Delft3D-berekening figuren met verschil in specifieke afvoer ten opzichte van<br />
de huidige situatie). Het blijkt dat het omslagpunt tussen effectieve verruiming of vernauwing<br />
(verlaging of verhoging van de specifieke afvoer) plaatsvindt bij een afvoerniveau ergens tussen<br />
een Boven-Rijnafvoer van 2.266 m 3 /s en 3.052 m 3 /s, dus grofweg als de kruin van de langsdam<br />
overstroomt. Bijlage C toont zijn opgenomen.<br />
4-6 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Figuur 4-8: Verschil in specifieke afvoer bij de tussenvariant ten opzichte van de referentiesituatie door<br />
het bovenstroomse deel van het langsdamtraject (bij een Boven-Rijnafvoer van 2.266 m 3 /s).<br />
Figuur 4-9: Verschil in specifieke afvoer bij de tussenvariant ten opzichte van de referentiesituatie door<br />
het bovenstroomse deel van het langsdamtraject (bij een Boven-Rijnafvoer van 4.710 m 3 /s).<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 4-7
Pilot Langsdammen juni 2011<br />
Afvoerniveau Kmr<br />
QBR QWaal 912 913 914 915 916 917 918 919 920 921 922<br />
1020 818 - + + + 0 + + + + + +<br />
1186 944 - + + + 0 + + + + + +<br />
1592 1218 - + + + - + + + 0 + +<br />
2266 1544 - + + + - + + + 0 + +<br />
3052 2065 - - 0 + - 0 - 0 0 + 0<br />
3813 2572 - - - + - 0 - - - + 0<br />
4710 3160 - - - - - 0 - - - - 0<br />
6117 4114 - - - - - - - - - - 0<br />
8519 5633 - - - - - - - - - - 0<br />
Tabel 4-1: Overzicht van toename (oranje) of afname (blauw) in specifieke afvoeren in het zomerbed in<br />
het langsdammentraject bij verschillende afvoerniveau’s. QBR staat voor Boven-Rijnafvoer.<br />
4.2.3 Bodemveranderingen<br />
Figuur 4-10 toont de bodemveranderingen op de as van de rivier tussen kmr 900 en kmr 930 bij<br />
de tussenvariant. Het blijkt dat de morfologische response in het eerste jaar vrij gering is en dat<br />
de nieuwe bodemligging zich vooral instelt in de eerste vijf jaren. Daarna verandert de<br />
bodemligging in het ingreepgebied van de langsdammen niet veel meer (zie ook de<br />
bodemveranderingen in het 2D vlak in Figuur 4-12, Figuur 4-13 en Figuur 4-14). Op het<br />
bovenstroomse traject tussen kmr 911 en kmr 918 treedt ongeveer 20 cm bodemstijging op,<br />
met als uitzondering net benedenstrooms van de langsdamopeningen bij kmr 915. De<br />
aanwezigheid van de krib met de veerstoep bij kmr 915 vormt een vernauwing van het<br />
doorstroomoppervlak, waardoor plaatselijk erosie optreedt (20 tot 40 cm bodemdaling). Verder<br />
benedenstrooms, langs de langsdam op de linkeroever (kmr 918-921), treedt met name erosie<br />
op, waardoor de bodem uiteindelijk tot 40 cm zakt. Dat de bodem in dit traject pas na het<br />
eerste jaar sterk reageert duidt er op dat de bodemdaling het gevolg is van een tekort aan<br />
aangevoerd sediment. In Figuur 4-11 is de bodemverandering op de as van de rivier bij<br />
Kribverlaging gegeven. Hier is te zien dat bij kribverlaging minder grote veranderingen in<br />
bodemligging optreden.<br />
4-8 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Figuur 4-10: Bodemveranderingen, ten opzichte van de referentie, in de as van de rivier bij de<br />
tussenvariant (traject kmr 900-930).<br />
Figuur 4-11: Bodemveranderingen, ten opzichte van de referentie, in de as van de rivier bij kribverlaging.<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 4-9
Pilot Langsdammen juni 2011<br />
Figuur 4-12: Bodemveranderingen, ten opzichte van de referentie, na 1 jaar bij de tussenvariant.<br />
Figuur 4-13: Bodemveranderingen, ten opzichte van de referentie, na 10 jaar bij de tussenvariant.<br />
In Figuur 4-10 en Figuur 4-11 valt op dat bij de tussenvariant en bij Kribverlaging de bodem<br />
bovenstrooms van het Langsdam-pilotgebied begint te stijgen. Dit is ook te zien in de 2D<br />
bodemverandering na 40 jaar bij de tussenvariant in Figuur 4-14. De aanzanding bovenstrooms<br />
van het pilotgebied kan het gevolg zijn van het bovenstrooms terugstorten van gebaggerd<br />
sediment. Het is echter waarschijnlijker dat de aanzanding gerelateerd is aan effecten die<br />
geleidelijk van bovenstrooms het pilotgebied in getransporteerd worden doordat de kribben<br />
verlaagd zijn, omdat het effect met name optreedt tussen jaar 20 en jaar 40. Figuur 4-15<br />
4-10 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
ondersteunt dit vermoeden en toont de bodemverandering bij Kribverlaging, ten opzichte van<br />
de referentieberekening, over een langer traject van de Waal (kmr 860-960). Het figuur laat<br />
zien dat de bodemstijging, die in Figuur 4-10 en Figuur 4-11 tussen jaar 20 en jaar 40<br />
bovenstrooms van het langsdam pilotgebied optreedt, samengaat met een relatieve<br />
bodemdaling nabij kmr 875. De exacte reden van deze sterke verandering in bodemgradiënt is<br />
niet gevonden, maar mogelijk heeft het te maken met “problemen” in de simulatie door een<br />
combinatie van een veranderende sedimentaanvoer van bodemstrooms (door<br />
terugstortstrategie en autonome bodemdaling op de bovenrand van het model) in combinatie<br />
met de aanwezigheid van bodemkribben en vaste lagen in de bodem nabij kmr 875 (zie ook<br />
paragraaf 5.3).<br />
Figuur 4-14: Bodemveranderingen na 40 jaar bij de tussenvariant.<br />
Figuur 4-15: Bodemveranderingen op de as van de rivier bij kribverlaging (tussen kmr 860 3n 960).<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 4-11
Pilot Langsdammen juni 2011<br />
4.2.4 Sedimenttransport<br />
In Figuur 4-16 is het sedimenttransport te zien voor de referentiesituatie voor 40 jaar<br />
morfologische ontwikkeling op traject kmr 900 tot 930. Hier valt op dat na 20 jaar de<br />
transportcapaciteit begint af te nemen. Dit effect hangt samen met de opgelegde autonome<br />
bodemdaling van 2 cm/jaar op de Waal. In Figuur 4-17 is het sedimenttransport op de gehele<br />
Waal weergegeven en hier is de daling van transportcapaciteit nog duidelijker te zien. Rondom<br />
kmr 880 ontstaan al na 10 jaar extreme uitschieters in sedimenttransport. Dit hangt samen met<br />
de daar gelegen vaste lagen 4 die niet meebewegen in de autonome bodemdaling en na verloop<br />
van jaren een drempel in de bodemligging van het zomerbed veroorzaken. Vergelijkbare<br />
effecten zijn te zien in de sommen met Kribverlaging en met de Pilot Langsdammen.<br />
Als we de sedimenttransporten in het langsdammentraject nader beschouwen dan blijkt uit<br />
Figuur 4-18 en Figuur 4-19 dat bij Kribverlaging en bij de tussenvariant het jaarlijkse<br />
sedimenttransport met een aantal % afneemt ten opzichte van de huidige situatie.<br />
Figuur 4-16: Sedimenttransport op de Waal in traject kmr 900-930 in 40 jaar morfologische ontwikkeling<br />
in de huidige situatie.<br />
4 Bodemkribben bij Erlecom (tussen kmr 973 en 976) en de vaste laag bij Nijmegen (bij kmr 881).<br />
4-12 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Figuur 4-17: Sedimenttransport op de Waal in traject kmr 860-960 in 40 jaar morfologische ontwikkeling<br />
in de huidige situatie.<br />
Figuur 4-18: Sedimenttransport op de Waal in traject kmr 900-930 in 40 jaar morfologische ontwikkeling<br />
bij kribverlaging.<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 4-13
Pilot Langsdammen juni 2011<br />
Figuur 4-19: Sedimenttransport op de Waal in traject kmr 900-930 in 40 jaar morfologische ontwikkeling<br />
bij de tussenvariant.<br />
4.2.5 Effecten op OLR vlak<br />
De verhanglijn bij overeengekomen lage rivierafvoer (OLR) speelt een belangrijke rol in de<br />
Delft3D berekeningen. Dit niveau wordt gebruikt als criterium bij de baggerstrategie en geeft<br />
ook inzicht in de mogelijke response van bodemligging op een rivieringreep. Tijdens de<br />
morfologische berekeningen wordt in Delft3D automatisch een update van het OLR vlak<br />
uitgevoerd (zie Bijlage A). Onderstaande figuren geven de ontwikkeling van het OLR<br />
(waterstands)vlak in de tijd weer voor de verschillende varianten.<br />
4-14 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Figuur 4-20: OLR referentie vlak in de berekening voor de tussenvariant.<br />
In bovenstaande figuur is te zien dat de absolute ligging van het OLR vlak daalt met grofweg 2<br />
cm/jaar. Deze daling is het directe gevolg van de opgelegde autonome bodemdaling van 2<br />
cm/jaar. In Figuur 4-21 is de relatieve ligging van het OLR weergegeven ten opzichte van de<br />
huidige situatie. In de huidige situatie daalt de bodem aan de bovenrand ook met 2 cm/jaar,<br />
waardoor hier het relatieve effect beperkt blijft. Het valt echter wel op dat in het langsdam<br />
traject in jaar 1 al een relatief hoger OLR vlak ontstaat. Dit is het gevolg van de effectieve<br />
vernauwing die de langsdam veroorzaakt bij lagere afvoeren, en de daarmee samenhangende<br />
bovenstroomse opstuwing. Figuur 4-21 laat ook zien dat het OLR vlak benedenstrooms van het<br />
pilotgebied iets daalt. Dit komt door de voortschrijdende erosie in het gebied. Ook is opvallend<br />
dat tussen kmr 885 en 895 het OLR vlak geleidelijk stijgt ten opzichte van de huidige situatie,<br />
een effect dat in Figuur 4-22 bij de relatieve ligging van OLR vlak tussen kribverlaging en<br />
huidige situatie ook terug te vinden is. De bodem stijgt hier als gevolg van de effectieve<br />
verruiming bij kribverlaging. In Figuur 4-23 is het relatieve effect te zien van de langsdamtussenvariant<br />
ten opzichte van kribverlaging en het blijkt dat bij de langsdam-variant door de<br />
grotere verruiming bij hoge afvoeren ook het OLR vlak iets hoger komt te liggen (lagere<br />
sedimenttransportcapaciteit).<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 4-15
Pilot Langsdammen juni 2011<br />
Figuur 4-21: Verschil in OLR referentie vlak tussen de tussenvariant en de huidige situatie.<br />
4-16 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Figuur 4-22: Verschil in OLR referentie vlak tussen de kribverlaging en de huidige situatie.<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 4-17
Pilot Langsdammen juni 2011<br />
Figuur 4-23: Verschil in OLR referentie vlak tussen de tussenvariant en kribverlaging.<br />
4.3 Baggerhoeveelheden<br />
4.3.1 Vergelijking van referentiemodellen<br />
Ook voor de tussenvariant is gerekend met de automatische bagger– en terugstortmodule van<br />
Delft3D (zie paragraaf 3.4). Voor de tussenvariant is een andere baggerstrategie gevolgd dan<br />
bij de hoekpuntvarianten. Dit is gedaan om bij de tussenvariant zoveel mogelijk in de buurt te<br />
komen van de DHV studie voor Kribverlaging. De verschillen in bagger– en terugstortstrategie<br />
zijn:<br />
• Aanpak 1, hoekpuntenstudie: oorspronkelijke hydrograaf (maximale Boven-<br />
Rijnafvoer 7.020 m 3 /s), baggeren bij twee laagste afvoerniveau’s, bij voorkeur<br />
terugstorten in baggervak en anders benedenstrooms.<br />
• Aanpak 2, tussenvariant: DHV hydrograaf (maximale Boven-Rijnafvoer 8.516 m 3 /s,<br />
zie Figuur A-5 voor verschil in oorspronkelijke hydrograaf en DHV hydrograaf),<br />
baggeren bij drie laagste afvoerniveau’s, 2-7 km bovenstrooms terugstorten.<br />
4-18 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Allereerst is hier beschouwd wat het verschil in modelleeraanpak voor gevolgen heeft op de<br />
resultaten van het referentiemodel. Figuur 4-26 en Figuur 4-27 tonen de baggerinspanningen in<br />
de referentiesituatie voor de twee baggerstrategieën. In beide gevallen blijken de locaties waar<br />
het meest gebaggerd wordt op dezelfde plek te liggen, alleen zijn de gebaggerde hoeveelheden<br />
wel duidelijk verschillend. Globaal kan gesteld worden dat bij de strategie met bovenstrooms<br />
terugstorten veel meer baggerinspanning nodig is omdat het sediment hier wordt rondgepompt.<br />
Ook blijkt dat door de andere hydrograaf de bodemrespons meer knelpunten oplevert op de<br />
Waal en dat ook op meer locaties gebaggerd moet worden. Met name in het pilotgebied voor de<br />
Langsdammen blijkt dit een belangrijke rol te spelen (traject kmr 911-922). Zie ook Figuur 4-25<br />
met de totale baggerhoeveelheden per jaar voor de twee strategieën.<br />
Als we kijken naar de daadwerkelijke uitgevoerde baggerwerkzaamheden tussen kmr 910-920<br />
(Figuur 4-24) dan is niet duidelijk te zeggen welke van de twee studies betrouwbaardere<br />
prognoses van baggervolumes geeft. In Figuur 4-28 worden de baggerhoeveelheden uit de DHV<br />
studie gedurende de eerste 10 jaar getoond en het blijkt dat de resultaten redelijk<br />
overeenkomen met de resultaten uit Figuur 4-27. Wel lijken juist in het pilotgebied voor de<br />
langsdammen de verschillen groter te worden. Een vergelijking tussen baggerinspanningen uit<br />
huidige studie bij de tussenvariant en bij Kribverlaging uit de DHV studie kan dus niet eerlijk<br />
gemaakt worden. Om die reden is in de huidige studie het baggervolume van Kribverlaging<br />
apart doorgerekend en wordt deze nieuw bepaalde baggerinspanning gebruikt als vergelijking<br />
met de baggerinspanning bij de tussenvariant met langsdam.<br />
beunvolume gebaggerd (tracks)<br />
[beunm3/per 500 m rivier]<br />
80000<br />
70000<br />
60000<br />
50000<br />
40000<br />
30000<br />
20000<br />
10000<br />
2005 2006<br />
2007 2008<br />
2009 2010 tot juli<br />
0<br />
865 875 885 895 905 915 925<br />
Figuur 4-24: Overzicht gerapporteerd beunvolume uit vaarttracks baggerprestatie-contract (RWS<br />
Waterdienst, d.d. 04-03-2011).<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 4-19
Pilot Langsdammen juni 2011<br />
Baggervolume (m3)<br />
80000<br />
70000<br />
60000<br />
50000<br />
40000<br />
30000<br />
20000<br />
10000<br />
0<br />
REF new<br />
1 2 3 4 5 6 7 8<br />
Figuur 4-25:<br />
jaar<br />
Totale baggerhoeveelheden per jaar in de twee referentiesituaties op traject kmr 900-930<br />
(‘REF’ = Aanpak 1 gebruikt bij de hoekpuntvarianten, ‘REF new’ = Aanpak 2 gebruikt bij de<br />
tussenvariant).<br />
Figuur 4-26: Bagger- en terugstorthoeveelheden bij de oorspronkelijke hydrograaf en terugstortstrategie<br />
volgens aanpak 1 (hoekpunt-studie).<br />
4-20 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER<br />
REF
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Figuur 4-27: Bagger- en terugstorthoeveelheden bij DHV hydrograaf en terugstortstrategie volgens aanpak<br />
2 (tussenvariant).<br />
Figuur 4-28: Jaargemiddelde baggervolumes (in de beun) gedurende de eerste 10 jaar op traject kmr 860-<br />
960 voor de referentie en kribverlaging (uit de Kribverlagingstudie, DHV2011).<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 4-21
Pilot Langsdammen juni 2011<br />
4.3.2 Vergelijking tussenvariant met Kribverlaging<br />
In Figuur 4-29 is de nieuw bepaalde baggerinspanning weergegeven voor project Kribverlaging.<br />
Hierbij is ingezoomd op het traject voor de Pilot Langsdammen. De resultaten uit de DHV studie<br />
zijn weergegeven in Figuur 4-30. Figuur 4-31 toont de resultaten bij de tussenvariant met<br />
langsdam. De relatieve verschillen tussen Kribverlaging en de tussenvariant staan in<br />
Figuur 4-32.<br />
Figuur 4-29: Baggervolumes (in de beun) op traject kmr 900-960 bij kribverlaging (boven) en het<br />
verschil met de huidige situatie (onder).<br />
4-22 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Figuur 4-30: Jaargemiddelde baggervolumes (in de beun) in de eerste 10 jaar op traject kmr 860-960<br />
voor kribverlaging ten opzichte van de referentie (uit de Kribverlagingstudie, DHV2011).<br />
Figuur 4-31: Baggervolumes (in de beun) op traject kmr 900-960 voor de tussenvariant (boven) en het<br />
verschil met de huidige situatie (onder).<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 4-23
Pilot Langsdammen juni 2011<br />
Figuur 4-32: Baggervolumes (in de beun) op traject kmr 900-960 voor de tussenvariant (boven) en het<br />
verschil met de kribverlaging (onder).<br />
In Figuur 4-33 zijn baggerinspanningen gesommeerd over deeltrajecten van 5 km voor de<br />
eerste 10 jaar voor de huidige situatie, voor Kribverlaging en voor de tussenvariant met<br />
langsdam. In Figuur 4-33 staan de resultaten voor een periode van 40 jaar. In de eerste 10 jaar<br />
(Figuur 4-33) blijkt dat voor de tussenvariant de baggerinspanning in het pilotgebied<br />
vergelijkbaar is met Kribverlaging. Bovenstrooms en benedenstrooms is de baggerinspanning<br />
echter bij de tussenvariant kleiner dan bij kribverlaging, dit is ook na 40 jaar nog het geval<br />
(Figuur 4-33). Na 40 jaar is de baggerinspanning bij de tussenvariant in het pilotgebied<br />
toegenomen ten opzichte van kribverlaging.<br />
4-24 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
250000<br />
200000<br />
150000<br />
100000<br />
50000<br />
160000<br />
120000<br />
80000<br />
40000<br />
0<br />
-40000<br />
0<br />
925-930<br />
925-930<br />
Baggervolume op deeltrajecten in [m3] t/m jaar 10<br />
Tussenvariant<br />
Kribverlaging<br />
Huidige situatie<br />
920-925<br />
915-920<br />
910-915<br />
905-910<br />
Verschil in baggervolume met huidige situatie t/m jaar 10<br />
Tussenvariant<br />
Kribverlaging<br />
920-925<br />
915-920<br />
910-915<br />
905-910<br />
900-905<br />
900-905<br />
Figuur 4-33: Totaal baggervolume per jaar op traject kmr 900-930 (voor ‘nieuwe’ hydrograaf en ‘nieuwe’<br />
terugstortstrategie) op deeltrajecten van 5 km na 10 jaar. Boven: absoluut beun volume,<br />
onder: ten opzichte van huidige situatie.<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 4-25
Pilot Langsdammen juni 2011<br />
500000<br />
450000<br />
400000<br />
350000<br />
300000<br />
250000<br />
200000<br />
150000<br />
100000<br />
50000<br />
0<br />
160000<br />
120000<br />
80000<br />
40000<br />
0<br />
-40000<br />
925-930<br />
925-930<br />
Baggervolume op deeltrajecten in [m3] t/m jaar 40<br />
Tussenvariant<br />
Kribverlaging<br />
Huidige situatie<br />
920-925<br />
915-920<br />
910-915<br />
905-910<br />
Verschil in baggervolume met huidige situatie t/m jaar 40<br />
Tussenvariant<br />
Kribverlaging<br />
920-925<br />
915-920<br />
910-915<br />
905-910<br />
900-905<br />
900-905<br />
Figuur 4-34: Totaal baggervolume per jaar op traject kmr 900-930 (voor ‘nieuwe’ hydrograaf en ‘nieuwe’<br />
terugstortstrategie) op deeltrajecten van 5 km na 40 jaar. Boven: absoluut beun volume,<br />
onder: ten opzichte van huidige situatie.<br />
Figuur 4-35 toont de jaarlijkse baggerinspanning over het traject kmr 900-930 bij de<br />
tussenvariant en bij Kribverlaging ten opzichte van de huidige situatie. Tussen jaar 5 en jaar 20<br />
heeft de tussenvariant flink minder baggervolume dan bij kribverlaging (zie ook Figuur 4-32).<br />
Vanaf jaar 25 geeft de baggerinspanning voor beide varianten een ongeveer gelijk verloop.<br />
Opgemerkt dient te worden dat hier niet is gerekend met tussentijdse wijziging van de<br />
instroomopeningen ter optimalisatie van de positieve effecten en ter minimalisatie van de<br />
baggerinspanningen. Indien dit wel gebeurt zal de baggerinspanning bij Langsdammen naar<br />
verwachting naar beneden kunnen worden bijgesteld.<br />
4-26 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
verschil in baggervolume [m3]<br />
16000<br />
14000<br />
12000<br />
10000<br />
8000<br />
6000<br />
4000<br />
2000<br />
0<br />
Verschil in baggervolume tov huidige situatie<br />
traject kmr 900-930<br />
Kribverlaging<br />
Tussenvariant<br />
0 5 10 15 20<br />
jaar<br />
25 30 35 40<br />
Figuur 4-35: Verschil in baggervolume per jaar op traject kmr 900-930 (tov van de huidige situatie).<br />
4.3.3 Bevaarbaarheid<br />
Bijlage D geeft figuren voor de bevaarbaarheid na hoogwater (dus voor baggeren) en na<br />
laagwater (dus na baggeren) voor de huidige situatie, kribverlaging en de tussenvariant.<br />
Bevaarbaarheid is in deze studie gedefinieerd als de beschikbare diepte ten opzichte van het<br />
berekende OLR vlak (zie ook paragraaf 4.2.5).<br />
Er gelden (volgens het <strong>Rivierkundig</strong> beoordelingkader) twee criteria voor de bevaarbaarheid:<br />
1. Minimaal 2,8 meter diepte onder OLR/OLW.<br />
2. Gemiddelde 4,0 meter diepte onder OLR/OLW.<br />
Figuur 4-36 en Figuur 4-37 geven de minimale en gemiddelde diepte, respectievelijk na<br />
hoogwater en laagwater, voor het interessegebied.<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 4-27
Pilot Langsdammen juni 2011<br />
Figuur 4-36: Vergelijking bevaarbaarheid in het tiende jaar na hoogwater (i.e. na het 10 e afvoerniveau in<br />
het jaarlijkse afvoerverloop (Qbovenrijn=3.052 m 3 /s), dus net voor gebaggerd gaat worden).<br />
Boven: minimale diepte in de vaargeul; onder: gemiddelde diepte over de breedte van de<br />
vaargeul.<br />
4-28 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Figuur 4-37: Vergelijking bevaarbaarheid in het tiende jaar na laagwater (i.e. na het 14 e en laatste<br />
afvoerniveau in het jaarlijkse afvoerverloop (Qbovenrijn=1.186 m 3 /s), dus net na baggeren).<br />
Boven: minimale diepte in de vaargeul; onder: gemiddelde diepte over de breedte van de<br />
vaargeul.<br />
Zowel na hoogwater als na laagwater ontstaan duidelijk knelpunten voor de scheepvaart. Bij<br />
Kribverlaging is dat ook het geval. In paragraaf 4.3.4 zijn huidige knelpunten verder onderzocht<br />
en is gekeken of de tussenvariant bijsturing toelaat waarmee de knelpunten verwijderd of<br />
afgezwakt kunnen worden. Verder valt op dat reeds in de huidige situatie aan het criterium van<br />
een beschikbare gemiddelde diepte van 4m onder het OLR vlak niet wordt voldaan. De eis is in<br />
dit geval dan ook de gemiddelde diepte niet minder mag worden dan in de huidige situatie. Dit<br />
is voor zowel Kribverlaging als de tussenvariant niet altijd het geval, wat bij verdere<br />
optimalisatie dan ook aan aandachtspunt dient te zijn.<br />
Een ander belangrijk aspect voor scheepvaart is de mogelijke hinder die kan ontstaan door<br />
dwarsstromen in het zomerbed. Het rivierkundig beoordelingskader geeft hiervoor een<br />
toegestane grenswaarde van 0.15 m/s in de vaargeul aan (Tabel 2-2). In Figuur 4-38 is voor<br />
het langsdamtraject bij een Boven-Rijnafvoer van 3052 m 3 /s de grootte van dwarsstromen<br />
weergegeven. Het is te zien dat bij de in- en uitstroomopeningen de dwarsstromen kunnen<br />
oplopen tot ongeveer 0,15 m/s, maar niet veel groter (rondom enkele de kribvakken worden<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 4-29
Pilot Langsdammen juni 2011<br />
soortgelijke stromingssterktes gevonden). Met name bij de openingen bij de bovenstroomse<br />
inlaatkant (bij kmr 911, zie Figuur 4-39) en bij het punt waar de langsdam van oever verspringt<br />
(bij kmr 918) treden de grootste dwarsstromen op. Hierbij moeten wel worden opgemerkt dat in<br />
de beschouwde situatie de inlaatopeningen vrij ver open staan en dat door verdere afknijping<br />
van deze openingen de grootte van de dwarsstromen omlaag gebracht kan worden.<br />
Figuur 4-38: Dwarsstromen in het langsdamtraject.<br />
4-30 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Figuur 4-39: Dwarsstromen in het langsdamtraject bij kmr 911.<br />
4.3.4 Analyse knelpunten<br />
Overzicht van de knelpunten in de huidige situatie<br />
1. km 911-912 rechteroever<br />
2. km 913,5 linkeroever tegenover de aansluiting Amsterdam Rijnkanaal (ARK)<br />
3. rondom km916,5 linkeroever<br />
4. km916,5-917,5 rechteroever<br />
5. rondom km918,5 linkeroever<br />
6. km 919-920 rechteroever<br />
7. km 921 rechteroever<br />
8. km 921,5 rechteroever<br />
Figuur 4-40 geeft het verschil in baggervolume tussen de huidige situatie en de tussenvariant<br />
voor een aantal baggervakken. Uit deze figuren blijkt dat er vooral extra problemen ontstaan in<br />
de kilometervakken 913-914 (Amsterdam Rijnkanaal), 917-918 (Dreumelsche Waard/<br />
Passewaaij) en 911-912 (overnachtingshaven IJzendoorn).<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 4-31
Pilot Langsdammen juni 2011<br />
Verschil baggervolume met huidige situatie [m3]<br />
Verschil baggervolume met huidige situatie [m3]<br />
12000<br />
10000<br />
8000<br />
6000<br />
4000<br />
2000<br />
0<br />
-2000<br />
-4000<br />
-6000<br />
12000<br />
10000<br />
8000<br />
6000<br />
4000<br />
2000<br />
0<br />
-2000<br />
-4000<br />
-6000<br />
km 911-918<br />
1 6 11 16 21 26 31 36<br />
jaar<br />
km918-922,928<br />
km911-912<br />
km913-914<br />
km916-917<br />
km917-918<br />
1 6 11 16 21 26 31 36<br />
jaar<br />
km918-919<br />
km919-920<br />
km920-921<br />
km921-922<br />
km928-929<br />
Figuur 4-40: Verschil in baggervolume met huidige situatie voor de tussenvariant op locaties die in de<br />
huidige situatie een knelpunt zijn voor de scheepvaart.<br />
In Figuur 4-41 t/m Figuur 4-46 zijn de bodemveranderingen bij de drie belangrijkste knelpunten<br />
weergegeven samen met de verschillen in specifieke afvoeren ten opzichte van de huidige<br />
situatie. Het blijkt dat bij al deze knelpunten aanzanding gepaard gaat met afname van<br />
specifieke afvoer in de hoofdgeul en tegelijk een sterke toename van specifieke afvoer in de<br />
oeverzone. Dit duidelijke causale verband tussen aanzanding en specifieke afvoeren geeft<br />
ruimte voor bijsturing in het langsdamontwerp ten behoeve van verminderde aanzanding in de<br />
4-32 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
hoofdgeul. Met vernauwing van de openingen in de langsdam kan de specifieke afvoer in de<br />
hoofdgeul op peil gehouden worden zodat aanzanding in de hoofdgeul gereduceerd c.q.<br />
voorkomen wordt.<br />
Knelpunt km911-912<br />
Figuur 4-41: Relatieve aanzanding bij tussenvariant t.o.v. huidige situatie na hoogwater in het tiende jaar<br />
op traject km911-912.<br />
Figuur 4-42: Verschil in specifieke afvoer tussenvariant en huidige situatie op traject km911-912 (initiële<br />
situatie).<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 4-33
Pilot Langsdammen juni 2011<br />
Knelpunt km913,5 (Amsterdam-Rijn Kanaal)<br />
Figuur 4-43: Relatieve aanzanding bij tussenvariant t.o.v. huidige situatie na hoogwater in het tiende jaar<br />
op traject km913-914.<br />
Figuur 4-44: Verschil in specifieke afvoer tussenvariant en huidige situatie op traject km913-914 (initiële<br />
situatie).<br />
4-34 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Knelpunt km917-918 (Dreumelsche Waarden/ Passewaaij)<br />
Figuur 4-45: Relatieve aanzanding bij tussenvariant t.o.v. huidige situatie na hoogwater in het tiende jaar<br />
op traject km917-918.<br />
Figuur 4-46: Verschil in specifieke afvoer tussenvariant en huidige situatie op traject km917-918 (initiële<br />
situatie).<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 4-35
Pilot Langsdammen juni 2011<br />
4.4 Beoordeling van rivierkundige effecten<br />
Veiligheid bij hoogwater<br />
De tussenvariant met langsdam geeft een verbetering ten opzichte van kribverlaging (2 a 3 cm<br />
extra waterstanddaling). Dit is ook het geval als de openingen van de langsdammen flink<br />
worden afgeknepen (zie aanvullende analyse in Bijlage E).<br />
Bevaarbaarheid<br />
Bij de beschouwde tussenvariant met langsdam treden knelpunten op in de vaargeul bij<br />
vergelijkbare locaties als in project Kribverlaging. Door bijsturing van de afvoer die achter de<br />
langsdam stroomt kunnen plaatselijk knelpunten verzwakt of zelfs verwijderd worden<br />
Baggerhoeveelheden<br />
De beschouwde tussenvariant met langsdam geeft minder baggerinspanning dan kribverlaging.<br />
Na 20 jaar morfologische ontwikkeling is de trend ongeveer gelijk met kribverlaging. Het blijkt<br />
dat de gehanteerde baggerstrategie in de berekeningen van zeer grote invloed is op de absolute<br />
baggervolumes.<br />
Hinder ijsgang<br />
In Bijlage F is een aparte analyse opgenomen naar de mogelijke hinder die een<br />
langsdamontwerp kan veroorzaken bij ijsgang. De conclusies uit deze analyse zijn:<br />
• De tussenvariant met langsdam vergroot de kans op ijsdammen, vooral bovenstrooms<br />
van het langsdamtraject.<br />
• Deze toename van de kans op ijsdammen is echter klein. En deze toename is<br />
afhankelijk van de morfologische ontwikkeling van de geul achter een langsdam en het<br />
zomerbed.<br />
• Door het ontwerp van de inlaat en de uitstroming te optimaliseren kan de toename van<br />
de kans op ijsdammen verder worden verkleind.<br />
• De kans op ijsdammen ten opzichte van Kribverlaging moet nog nader beschouwd<br />
worden. De verwachting is dat langsdammen minder hinder en een kleinere kans op<br />
ijsdammen opleveren dan verlaagde kribben (vanwege versnellingen/vertragingen in<br />
kribvakken).<br />
Overige hinder<br />
De dwarsstromen in de vaargeul zouden volgens het rivierkundig beoordelingskader niet groter<br />
mogen worden dan 0,15 m/s. Bij een aantal van de in- en uitstroomopeningen in de langsdam<br />
worden snelheden van deze orde-grootte bereikt, maar deze worden nauwelijks groter. Rondom<br />
de kribvakken worden bovendien soortgelijke stroomsnelheden gevonden. Daarnaast kan via<br />
vernauwing van in- en uitlaatopeningen in de langsdam de dwars-stroomsnelheid verder omlaag<br />
gebracht worden.<br />
Ecologie<br />
Zie achtergronddocument Natuur Langsdammen Waal (Liefveld, 2011).<br />
4-36 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
5 Samenvatting van resultaten, conclusies<br />
en aanbevelingen<br />
5.1 Conclusies<br />
• De tussenvariant met langsdam laat duidelijk een potentie zien voor een langsdamontwerp<br />
dat vergunbaar is op basis van het <strong>Rivierkundig</strong> beoordelingskader en dat bij meerdere<br />
rivierkundige aspecten voordelen heeft ten opzichte van kribverlaging.<br />
• Voordelen van een ontwerp met een Langsdam ten opzichte van Kribverlaging zijn:<br />
o meer waterstanddaling bij MHW (2 tot 3 cm extra)<br />
o minder baggerinspanning<br />
o een langsdamontwerp laat bijsturing toe door aanpassingen in de openingen in de<br />
langsdam met optimalisatiemogelijkheden voor vele rivierfuncties.<br />
o Minder onzekerheid over werkelijk optredende toekomstige bodemveranderingen<br />
omdat de afvoerverdeling tussen hoofdgeul en uiterwaard voor alle afvoerniveau’s<br />
ten opzichte van de huidige situatie voortdurend wordt gemonitord en bijgesteld.<br />
Ongewenste effecten kunnen op die manier vrij eenvoudig en goedkoop worden<br />
bijgestuurd<br />
• De effecten van langsdammen op ijsgang zijn niet kwantitatief onderzocht, maar een<br />
kwalitatieve beschouwing van mogelijke hinder bij ijsgang leidt tot het volgende inzicht:<br />
o Mogelijk geeft een langsdamontwerp in verhouding tot kribverlaging minder hinder<br />
bij ijsgang. De openingen (met ijsbokken) in het traject van de versmalling van de<br />
normaalbreedte kunnen het huidige veiligheidsniveau (zonder kribverlaging)<br />
mogelijk in stand houden<br />
• Bij in- en uitlaatopeningen in de langsdam kunnen dwars-stroomsnelheden optreden van<br />
orde-grootte 0,15 m/s. Hogere snelheden geven hinder voor scheepvaart. Via vernauwing<br />
van de openingen kunnen de dwars-stroomsnelheden verder omlaag gebracht worden<br />
• In Bijlage E zijn de MHW effecten van “tussenvariant 2” besproken. Dit is de uiteindelijk<br />
gekozen variant. De variant is gebaseerd op de tussenvariant, met enige aanpassingen in<br />
het ontwerp om het MHW effect te optimaliseren, het grootste regelbereik te creëren en<br />
nadelige morfologische ontwikkelingen verder terug te dringen. Tevens is in deze<br />
tussenvariant 2 bescherming opgenomen ten behoeve van gasleidingen.<br />
5.2 Beantwoording van <strong>onderzoek</strong>svragen<br />
Q1. Wordt met het gegeven rivierkundig ontwerp (<strong>Rivierkundig</strong>e Lay-out), gelet op de<br />
ontwerpuitersten van de beoogde rivierwaterbouwkundige werken, voldaan aan de<br />
minimale hydraulische taakstelling die in het traject geldt voor kribverlaging?<br />
Ja, met de onderzochte tussenvariant met langsdam wordt plaatselijk 2 à 3 cm meer<br />
waterstanddaling bereikt dan bij kribverlaging.<br />
Q2. Welke morfologische effecten (bodemligging, jaarlijkse sedimentvracht,<br />
sedimenttransport, potenties stoppen bodemdaling) worden er verwacht met het<br />
gegeven rivierkundig ontwerp (<strong>Rivierkundig</strong>e Lay-out), gelet op de ontwerpuitersten van<br />
de beoogde rivierwaterbouwkundige werken. Dit voor de uiterste situaties: A) met<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 5-1
Pilot Langsdammen juni 2011<br />
geheel gesloten (flexibel in te regelen) openingen en B) met geheel geopende (flexibel<br />
in te regelen) openingen (leidend tot maximaal debiet in de oevergeul).<br />
Verschillende instellingen van de langsdamontwerpen hebben in de ene keer geleid tot<br />
erosie en de andere keer tot aanzanding in de hoofdgeul. Hiermee is aangetoond dat via<br />
aanpassing van inlaatwerken in een langsdamontwerp de bodemveranderingen in de<br />
hoofdgeul op peil gehouden kunnen worden (handhaving van morfologische<br />
neutraliteit). Net zo kunnen inlaatwerken worden ingezet om lokaal bodemdaling tegen<br />
te gaan. Er is dus voldoende regelbereik om ongewenste effecten te corrigeren.<br />
Q3. Kan het vaargeulonderhoud (baggerwerk) in het beschouwde traject minimaal worden<br />
gehalveerd met het gegeven rivierkundig ontwerp (<strong>Rivierkundig</strong>e Lay-out), gelet op de<br />
ontwerpuitersten van de beoogde rivierwaterbouwkundige werken en welk maximale<br />
percentage debietonttrekking (vanuit de vaargeul naar de oevergeul) behoren hierbij?<br />
Bij de beschouwde tussenvariant met langsdam is de baggerinspanning kleiner dan bij<br />
kribverlaging. Het verschil is echter niet 50% maar (in de eerste 20 jaar) in de orde van<br />
10% minder baggerinspanning. Wel is er potentie om via tussentijdse aanpassing van<br />
openingen in de langsdam het baggervolume verder te verminderen. Uit de pilot zal<br />
moeten blijken hoeveel deze reductie kan bedragen. Op basis van de nu verkende<br />
hoekpunten kan nog geen kwantitatieve uitspraak worden gedaan over het verminderde<br />
baggervolumen bij een optimale instelling.<br />
Q4. Is het gegeven rivierkundig ontwerp (<strong>Rivierkundig</strong>e Lay-out), gelet op het <strong>Rivierkundig</strong><br />
beoordelingskader en de ontwerpuitersten van de beoogde rivierwaterbouwkundige<br />
werken, vergunbaar op basis van de berekende en beschouwde effecten?<br />
In de huidige studie is in het bijzonder gekeken naar de taakstelling voor<br />
waterstanddaling bij MHW en naar scheepvaarteffecten (bevaarbaarheid en<br />
baggerinspanning). Op grond van deze analyses is een langsdamontwerp vergunbaar.<br />
Q5. Wordt met het gegeven rivierkundig ontwerp (<strong>Rivierkundig</strong>e Lay-out), gelet op de<br />
ontwerpuitersten van de beoogde rivierwaterbouwkundige werken, voldaan aan een<br />
veilige afvoer van ijs?<br />
De hinder bij ijs is mogelijk iets minder bij een langsdamontwerp dan bij verlaagde<br />
kribben. Door het ontwerp van de inlaat en de uitstroming te optimaliseren kan de<br />
toename van de kans op ijsdammen nog verder worden verkleind.<br />
5.3 Betrouwbaarheid van resultaten<br />
Na 20 jaar morfologische ontwikkeling treden in de gemaakte Delft3D sommen extreme<br />
responsen op in de bodemligging, de sedimenttransporten en de ligging van het OLR vlak. Deze<br />
effecten hebben hun oorsprong rond kmr 875 en lijken samen te hangen met de aanwezigheid<br />
van vaste bodemlagen (Bodemkribben bij Erlecom tussen 973 en 976. en de vaste laag bij<br />
Nijmegen bij kmr 881). In de studie van DHV komen deze effecten echter niet voor. Hiervoor<br />
zijn de volgende redenen aan te dragen:<br />
5-2 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
1. De studie Kribverlaging van DHV heeft geen rekening gehouden met autonome bodemdaling<br />
van de Waal.<br />
2. In DHV’s kribverlaging studie is alleen de stroming in de hoofdgeul van de rivier<br />
gemodelleerd. Afvoeren door de oeverzone en uiterwaarden zijn via laterale onttrekkingen<br />
opgelegd en deze hebben geen terugkoppeling met bodemveranderingen in de hoofdgeul.<br />
Het afknippen langs de normaallijnen geeft daarmee een dempend effect op de<br />
morfologische processen in de hoofdgeul.<br />
Het blijkt dat absolute baggervolumes sterk bepaald worden door de gehanteerde<br />
baggerstrategie. Gezien de onduidelijkheid over de geschikte baggerstrategie moet niet veel<br />
waarde worden gehecht aan de absolute baggervolumes in deze studie. De verschillen in<br />
baggerinspanning tussen rivierkundige ingrepen (langsdam vs kribverlaging) geven een<br />
indicatie van de te verwachten effecten.<br />
De onderzochte tussenvarianten van langsdammen zijn in de huidige studie niet geoptimaliseerd<br />
op acceptabele morfologische effecten. Vanwege de complexiteit van het gemodelleerde<br />
riviersysteem zijn de berekende bodemveranderingen aan onzekerheden onderhevig en is een<br />
modelstudie zoals hier uitgevoerd vooral geschikt om gevoeligheden van wijzigingen te<br />
<strong>onderzoek</strong>en. De huidige studie heeft aangetoond dat een langsdamontwerp binnen realistische<br />
grenzen zowel aanzanding als erosie kan veroorzaken en daarmee voldoende regelbereik bezit.<br />
5.4 Aanbevelingen<br />
Het wordt aanbevolen om vervolgstudies te richten op de volgende aspecten:<br />
• Er is verder <strong>onderzoek</strong> nodig naar betrouwbaarheid van Delft3D resultaten na 20 jaar<br />
morfologische ontwikkeling.<br />
• Onderzoek naar een geschikte baggerstrategie en de gevolgen daarvan op de (relatieve)<br />
geschiktheid van een langsdam ten opzichte van kribverlaging.<br />
• Een studie naar bijsturingstrategieën bij een basis ontwerp voor Pilot Langsdammen.<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 5-3
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
6 Referenties<br />
Busnelli, M. & Sloff, K. (2009). 2D morphodynamic model of the IJssel. Deltares. 1002112-000.<br />
Huthoff, F., Van den Berg, T. & Van Vuren, S. (2010). Oevergeul Boven-Rijn: Analyse<br />
bodemligging splitsingspunt. Rapport PR1633.30, HKV Lijn in water.<br />
Liefveld, W.M. (2011). Achtergronddocument Natuur Langsdammen Waal. Bureau<br />
Waardenburg. Rapport 17 maart 2011.<br />
<strong>Rivierkundig</strong> beoordelingskader voor ingrepen in de Grote Rivieren (versie 2.01, 1 juli 2009,<br />
RWS–Waterdienst, 2009)<br />
Sloff, K., Paarlberg, A., Spruyt, A. & Yossef, M. (2009). Voorspelinstrument Duurzame<br />
Vaardiepte Rijndelta. Continued development and application of morphological model DVR<br />
Part 2: model adjustment. Deltares. 1002069-002-ZWS-0005-v1-Voorspelinstrument<br />
Duurzame Vaardiepte Rijndelta - final part 2 BIB.pdf<br />
Van Vuren, S., Mosselman, E., Sloff, K. en Vermeulen, B. (2006). Voorspelinstrument Duurzame<br />
Vaarweg. Initiële modelbouw en demonstratieberekeningen. WL | Delft Hydraulics. Q4082.<br />
Van Vuren, S., Vieira da Silva, J. & Vuik, V. (2011). Planstudie herinrichting Heesseltsche<br />
Uiterwaarden. Basisrapport Hydraulica en Morfologie (MIRT3). HKV project PR1701.10.<br />
rapport versie 3 maart 2011.<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 6-1
Bijlagen
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Bijlage A Belangrijkste instellingen Delft3D<br />
modellen<br />
Baseline database en Baseline versie<br />
Als basis wordt de Baseline database “rijn_pkb_3_1” gebruikt. Deze Baseline database is<br />
gebruikt voor de initiële opzet van het DVR model.<br />
Gebruikte Baseline versie: baseline_331_d3d.<br />
Gebruikte rekenroosters<br />
In het DVR model is de Waal opgedeeld in drie rekenroosters: wl2a, wl2b en wl2c. Voor deze<br />
studie is in het interessegebied van de langsdammen het rekengrid met een factor 3 verfijnd in<br />
beide richtingen. Dit betreft hier het wl2b grid tussen rkm 909,7 en 924,1 (dit is oorspronkelijk<br />
het einde van het wl2b grid en is net bovenstrooms van de vaste laag bij Heesselt/ St. Andries).<br />
Een overzicht van de rekenroosters in het interessegebied is weergegeven in Figuur A-1.<br />
Figuur A-1: Overzicht rekengrids (in interesse gebied).<br />
Figuur A-2 toont op locaties nabij de overgang van de roostercelgrootte en rondom kribvakken<br />
details van het stroombeeld berekend met Delft3D. In Figuur A-3 is de corresponderende<br />
vorticiteit te zien nabij de overgangen van roostercelgrootte. In de figuren is te zien dat bij de<br />
overgangen geen abrupte sprongen in stromingscondities optreden.<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 A-1
Pilot langsdammen juni 2011<br />
Figuur A-2: Detailfiguren van stroombeelden bij Q = 3180 en 3870 m3/s rondom kribben in het fijne<br />
rooster (linker kolom) en bij de overgang tussen grof en fijn rooster (rechter kolom).<br />
Figuur A-3: Vorticiteit bij (Q = 1800 m3/s) bij de overgang van fijn naar grof rooster.<br />
A-2 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Figuur A-4 toont voor het maximale en het minimale afvoerniveau uit de afvoerhydrograaf hoe<br />
in de berekening de stromingscondities stabiliseren over een verloop van 3 dagen (alvorens een<br />
morfologische berekening uit te voeren is voor ieder afvoerniveau een berekening zonder<br />
morfologische aanpassingen doorgerekend zodat waterstanden en afvoeren in langsrichting<br />
stabiliseren). In de grafieken is telkens de situatie helemaal bovenstrooms, halverwege en aan<br />
de onderrand te zien (bij kmr 868, 925 en 952). Uit de afbeeldingen blijkt dat een<br />
inspeelperiode van 3 dagen voldoende is om als uitgangspunt te gebruiken voor de<br />
morfologische berekeningen.<br />
Figuur A-4: Convergentie van hydraulische Delft3D berekening.<br />
Gebruikte Delft3D versie<br />
Delft3D-FLOW Version 3.61.00.15177, Feb 22 2011, 10:08:46<br />
Randvoorwaarden berekening<br />
Voor de hoekpunten (fase 1 en 2) en de tussenvariant (fase 3 en 4) wordt een verschillend<br />
afvoerverloop voor de bovenrand gehanteerd, zie Figuur A-5. De duur van ieder afvoerniveau is<br />
gelijk, maar de afvoer verschilt.<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 A-3
Pilot langsdammen juni 2011<br />
Figuur A-5: Jaarlijks afvoerverloop opgelegd op de modelbovenrand.<br />
De overeenkomstige afvoeren en benedenstroomse randvoorwaarden zijn gegeven in Tabel A-1.<br />
De benedenstroomse randvoorwaarde voor de OLR afvoer voor de tussenvariant is gelijk<br />
gehouden aan die van de hoekpunten. Voor de overige afvoerniveaus is de benedenstroomse<br />
waterstand bepaald uit:<br />
(Uit DVR rapport deel 2, pagina 14.)<br />
hydrograaf hoekpunten hydrograaf tussenvariant<br />
QBoven-Rijn Qwaal h rkm 953 QBoven-Rijn Qwaal h rkm 953<br />
[m3/s] [m3/s] [m+NAP] [m3/s] [m3/s] [m+NAP]<br />
1020 818 0.27 1020 818 0.27<br />
1409 1114 0.70 1186 944 0.54<br />
1800 1294 0.77 1592 1218 0.72<br />
2380 1615 0.97 2266 1544 0.93<br />
3180 2183 1.31 3052 2065 1.25<br />
3870 2610 1.59 3813 2572 1.57<br />
4690 3146 1.92 4710 3160 1.93<br />
5970 4016 2.45 6117 4114 2.51<br />
7020 4706 2.86 8519 5633 3.41<br />
Tabel A-1: Randvoorwaarden berekeningen.<br />
A-4 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Ruwheidscodes<br />
Basis is ruw.karak file uit DVR model.<br />
Voor deze studie toegevoegd:<br />
• ruwheid langsdam: code 370;<br />
• ruwheid geul achter langsdam: code 354.<br />
Brugpijlers worden via Baseline verwerkt tot een lokaal grote ruwheid. Dit levert onrealistisch<br />
morfologisch gedrag in het zomerbed. Daarom is de ruwheidswaarde van de brugpijler in het<br />
morfologisch actieve deel van het zomerbed, vervangen door de overeenkomstige<br />
zomerbedruwheid in het traject.<br />
Initiële bodemliggingen in het zomerbed<br />
Voor de initiële bodemligging in het zomerbed is in het DVR model uitgegaan van de jaarlijkse<br />
multibeampelingen van 1999. Voor het verfijnde rekenrooster in het interessegebied zijn deze<br />
multibeampeilingen ook gehanteerd. Figuur A-6 geeft de initiële bodemligging in het zomerbed<br />
in de as van de rivier.<br />
Figuur A-6: Initiële bodemligging langs de Waal in de as van de rivier.<br />
Korreldiameters bodemmateriaal<br />
Uniform sediment (wel variatie in richting rivier).<br />
Overgenomen uit DVR model (ook voor verfijnde grid)<br />
•<br />
Figuur A-7 geeft de mediane korrelgrootte in de as van de rivier (in meter).<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 A-5
Pilot langsdammen juni 2011<br />
Figuur A-7: Mediane korreldiameter langs de Waal in de as van de rivier.<br />
Sediment transport formule<br />
In alle takken is een gelijke sedimenttransport formule toegepast, namelijk “Van Rijn 1984,<br />
gewijzigd”. Volgende uit: Busnelli & Sloff, 2009.<br />
Instelling bodemtransport:<br />
riv_77.tra<br />
1.0 [-] ALPH1<br />
0.3 [m] RKSC Bottom roughness height<br />
2 [m/s] WS Sediment fall velocity (flag to use Ahrens, 2000)<br />
A-6 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
0.3 [-] alpha_b, calibration coefficient for bed load<br />
0.2 [-] alpha_s, calibration coefficient for suspended load<br />
1 [-] use reduced formula for all T = T>=3<br />
0.016 [-] constant critical Shields value<br />
Verder zijn voor het 2-D morfologisch gedrag relevant (zie bijv. Busnelli & Sloff, 2009 voor<br />
details):<br />
• Espir, affecting the spiral flow intensity = 1.0<br />
• Ashield, influencing the transverse slope effect = 0.70<br />
• Bshield, influencing the transverse slope effect = 0.5<br />
De waarden voor de morfologische versnellingsfactor zijn gegeven in Tabel A-2. Als<br />
inspeelperiode voor de stroming (bij wisseling van afvoer tijdens een Delft3D berekening, de<br />
zogenaamde “InitialPeriod”), is 120 minuten (2 uur) gehanteerd. Vergroting van deze periode<br />
geen significante invloed op de rekenresultaten. Alvorens een morfologische berekening te<br />
starten is voor ieder afvoerniveau een berekening zonder bodemveranderingen uitgevoerd om<br />
een stabiele initiële conditie te genereren.<br />
Afvoer Boven-Rijn<br />
[m 3 /s] oorspronkelijk<br />
Afvoer Boven-Rijn<br />
[m 3 /s] DVH hydrograaf<br />
Morfologische<br />
versnellingsfactor [-]<br />
1409 1186 1440<br />
1800 1592 720<br />
2380 2266 720<br />
3180 3052 240<br />
3870 3813 120<br />
4690 4710 120<br />
5970 6117 120<br />
7020 8519 120<br />
Tabel A-2: Morfologische versnellingsfactor.<br />
Bodemsamenstelling<br />
De invoerbestanden voor de bodemsamenstellingen, namelijk voor de hoeveelheid<br />
transporterend sediment is gespecificeerd via de sdb-files. Voor de niet verfijnde delen van het<br />
model zijn de instellingen uit het DVR model direct overgenomen. Voor het verfijnde deelrekenrooster<br />
(wl2b2_f3) zijn wel aanpassingen gemaakt:<br />
• De kribben en kribkoppen zijn niet morfologisch actief.<br />
• De langsdam en het talud van de langsdam zijn niet morfologisch actief.<br />
• De geul “achter” de langsdam is niet morfologisch actief.<br />
Instellingen duinvoorspeller<br />
De volgende instellingen zijn gebruikt voor de duinhoogte voorspeller:<br />
Bdf = YES (Include bedform predictors (Yes/No))<br />
BdfMor = YES (Calculate bedforms only with morphology (Yes/No) )<br />
BdfH = FredsoeMPM (Bedform height predictor)<br />
BdfL = vanRijn84 (Bedform length predictor)<br />
BdfR = vanRijn84 (Bedform roughness predictor)<br />
BdfEps = 0.8 (Epsilon parameter in Van Rijn formula)<br />
BdfRlx = THConst (Type of relaxation behaviour)<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 A-7
Pilot langsdammen juni 2011<br />
BdfT_H = 57600 (Relaxation time of bedform height (minutes) )<br />
BdfADV = N (Calcultation of bedform advection)<br />
BdfThetaC = 0.047 (Constant critical shear stress for dune height prediction)<br />
BdfUni = duneheight.dep<br />
(Initial bedform height distribution for each branche)<br />
BdfOut = YES (Uitvoer wegschrijven (Yes/No))<br />
De parameter BdfT_H representeert de relaxatie-tijd die wordt meegenomen in het advectiediffusie<br />
model voor de duinen. Deze relaxatietijd (halveringstijd) speelt bij het berekenen van<br />
de duinhoogte een belangrijke rol. Het duurt enige tijd (afhankelijk van de afvoer) voordat<br />
duinen zich na een sprong in de afvoer aan hun evenwichtswaarde hebben aangepast. De<br />
parameter BdfT_H is constant in het splitsingspunten model, en heeft voor alle afvoerniveaus<br />
een waarde van 57600 minuten (= 40 dagen). Variatie van deze parameter per afvoerniveau<br />
(zoals bij eerdere modellen) is voor de in deze studie gebruikte “executables” (nog) niet<br />
mogelijk.<br />
Bepaling van het baggerreferentievlak<br />
De bagger- en terugstortmodule gebruikt een referentievlak, de overeengekomen lage<br />
rivierwaterstand (OLR), om te bepalen of op een bepaald punt gebaggerd dient te worden. Het<br />
OLR vlak is de verhanglijn bij een overeengekomen lage rivierafvoer (OLA), namelijk een<br />
Boven-Rijn afvoer van 1020 m 3 /s, ofwel een Waal afvoer van 818 m 3 /s. Tijdens een<br />
morfologische berekening wordt het baggerreferentievlak iedere 5 jaar geactualiseerd door bij<br />
OLA een Delft3D berekeningen uit te voeren. Het DVR model voor de Waal is herijkt om de<br />
waterstand bij OLA goed te kunnen voorspellen.<br />
De volgende instellingen worden gebruikt voor de OLR berekening:<br />
- upstream: Qwaal = 818 m3/s<br />
- downstream at rkm 953: water level = 0,27 m+NAP (~equal to OLR 2002)<br />
For the roughness of the main channel at OLR, we use recalibrated values.<br />
In the tabel below, bold values are the "old" waqua roughness values, the values after ===><br />
denote the "new" calibrated values.<br />
# pankop - nijmhav<br />
413 101 0.10 2.5 ===> 0.03<br />
# nijmhav - tielwaal<br />
414 101 0.0651 2.5 ===> 0.04<br />
# tiel - zaltbommel<br />
415 101 0.0800 2.5 ===> 0.04<br />
# zaltbommel - vuren<br />
416 101 0.0903 2.5 ===> 0.04<br />
# vuren - einde Waal<br />
417 101 0.1623 2.5 ===> 0.04<br />
Figuur A-8 geeft het baggerreferentie vlak, en de ontwikkeling daarvan in de tijd ter illustratie,<br />
voor de referentie situatie.<br />
A-8 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Figuur A-8: Ontwikkeling van het baggerreferentievlak in de tijd voor de referentieberekening. Te zien<br />
zijn: initieel (jaar 0), na 1 jaar (conform DHV instellingen) en vervolgens iedere 5 jaar. VLH is<br />
de locatie van de vaste laag bij St. Andries, en DR1, DL1/2 geven de locatie van de<br />
langsdammen weer.<br />
Bagger– en terugstortstrategie<br />
Hoekpunten (fase 1 en 2)<br />
Polygonen per km blok (op basis van nautische kilometrering). De instellingen zijn gelijk aan de<br />
instellingen voor de MIRT3 planstudie Heesselt (Van Vuren et al. 2011).<br />
Instellingen:<br />
Clearance = 0.50<br />
DredgeDistr = 2<br />
DumpDistr = 2<br />
Inpolygon = 2<br />
DredgeDepth = 2.80<br />
MinimumDumpDepth = 4.00<br />
DepthDef = 1<br />
AlphaDuneHeight = 0.5<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 A-9
Pilot langsdammen juni 2011<br />
UseDunes = true<br />
Bij de laagste twee afvoeren (afvoer Boven-Rijn van 1409 en 1800 m 3 /s) wordt gebaggerd<br />
onder het referentievlak. Bij de overige afvoeren wordt niet gebaggerd in een berekening.<br />
De terugstortstrategie is zodanig ingericht dat gebaggerde materiaal in eerste instantie wordt<br />
gedumpt in hetzelfde kilometervak als waar het gebaggerd is, in tweede instantie in het<br />
kilometervak benedenstrooms, in derde instantie in het kilometervak bovenstroom, in vierde<br />
instantie in het kilometervak 2 km benedenstrooms en in vijfde instantie 2 km bovenstrooms.<br />
Materiaal dat wordt gebaggerd in een bepaalde tak, wordt niet teruggestort in een andere tak.<br />
Aan de randen van het model wordt alleen bovenstrooms dan wel benedenstrooms gestort,<br />
maar niet verder dan 2 km.<br />
Verder geldt:<br />
• Er wordt niet gebaggerd of gestort op de vaste laag bij Heesselt.<br />
• De OLR wordt iedere 5 jaar geupdate, startend na het vijfde jaar.<br />
Tussenvariant (fase 3 en 4)<br />
Voor deze variant zijn de instellingen voor baggeren en terugstorten gelijk als in de<br />
kribverlaging studie van DHV.<br />
Wijzigingen ten aanzien van de instellingen voor de hoekpunten:<br />
• Definitie van polygonen uit oorspronkelijke DVR model: Dredge150b.pol. Dit betekent<br />
dat er nu ook gebaggerd en teruggestort wordt op de vaste laag bij Heesselt.<br />
• De OLR wordt iedere 5 jaar geupdate, startend na het eerste jaar.<br />
• Baggeren bij de drie laagste Boven-Rijn afvoerniveaus: 1186, 1592 en 2266 m 3 /s.<br />
• In de DHV berekeningen wordt de bodem en bodemsamenstelling geupdate tijdens de<br />
OLA berekening. Deze instelling is voor de tussenvariant niet overgenomen.<br />
A-10 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Bijlage B Afvoer door de oevergeul achter de<br />
langsdammen<br />
In deze bijlage zijn figuren opgenomen met afvoerhoeveelheden door de oevergeul achter de<br />
langsdam bij de tussenvariant. Ter vergelijking zijn ook resultaten opgenomen bij twee van de<br />
hoekpuntvarianten:<br />
• langsdam-opsl = slanke langsdam met openingen (hoekpunt);<br />
• langsdam-opbr = brede langsdam met openingen (hoekpunt);<br />
• langsdam-tussenvariant = brede langsdam met openingen (tussenvariant).<br />
De volgende afkortingen worden gebruikt in de figuren: DL = langsdam linkeroever<br />
DR = langsdam rechteroever.<br />
Q1020 Absoluut<br />
Q1020 Percentage<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 B-1
Pilot langsdammen juni 2011<br />
Q1186 Absoluut<br />
Q1186 Percentage<br />
B-2 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Q1592 Absoluut<br />
Q1592 Percentage<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 B-3
Pilot langsdammen juni 2011<br />
Q2266 Absoluut<br />
Q2266 Percentage<br />
B-4 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Q3052 Absoluut<br />
Q3052 Percentage<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 B-5
Pilot langsdammen juni 2011<br />
Q3813 Absoluut<br />
Q3813 Percentage<br />
B-6 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Q4710 Absoluut<br />
Q4710 Percentage<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 B-7
Pilot langsdammen juni 2011<br />
Q6117 Absoluut<br />
Q6117 Percentage<br />
B-8 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Q8519 Absoluut<br />
Q8519 Percentage<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 B-9
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Bijlage C Verschil specifieke afvoer<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 C-1
Pilot langsdammen juni 2011<br />
C-2 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 C-3
Pilot langsdammen juni 2011<br />
C-4 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 C-5
Pilot langsdammen juni 2011<br />
C-6 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 C-7
Pilot langsdammen juni 2011<br />
C-8 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 C-9
Pilot langsdammen juni 2011<br />
C-10 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Bijlage D Bevaarbaarheid<br />
Figuur D-1: Bevaarbaarheid voor de huidige situatie na hoogwater (eind van afvoer 3052 m 3 /s Boven-<br />
Rijnafvoer, dus voor baggeren).<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 D-1
Pilot langsdammen juni 2011<br />
Figuur D-2: Bevaarbaarheid voor de huidige situatie na laagwater (einde van het jaar, dus na<br />
baggeren).<br />
D-2 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Figuur D-3: Bevaarbaarheid voor de kribverlaging na hoogwater (eind van afvoer 3052 m 3 /s Boven-<br />
Rijnafvoer, dus voor baggeren).<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 D-3
Pilot langsdammen juni 2011<br />
Figuur D-4: Bevaarbaarheid voor de kribverlaging na laagwater (einde van het jaar, dus na baggeren).<br />
D-4 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Figuur D-5: Bevaarbaarheid voor de tussenvariant na hoogwater (eind van afvoer 3052 m 3 /s Boven-<br />
Rijnafvoer, dus voor baggeren).<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 D-5
Pilot langsdammen juni 2011<br />
Figuur D-6: Bevaarbaarheid voor de tussenvariant na laagwater (einde van het jaar, dus na baggeren).<br />
D-6 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Bijlage E MHW effect bij aangepaste tussenvariant<br />
In deze bijlage is het effect op waterstanddaling bij MHW beschreven bij een aangepaste<br />
tussenvariant. De resultaten zijn gebaseerd op WAQUA berekeningen bij een Boven-Rijnafvoer<br />
van 16.000 m 3 /s. In de hier volgende figuren is de aangepaste variant telkens aangeduid met<br />
“tussenvariant 2”.<br />
De veranderingen in “tussenvariant 2” ten opzichte van de tussenvariant uit het hoofdrapport<br />
zijn:<br />
• De openingen in de langsdam zijn voorzien van een drempel met kruinhoogte<br />
OLR+1,2m. In de WAQUA berekeningen treden energieverliezen op bij stroming over<br />
deze drempels, hiervoor is aan weerszijden van de drempelkruin een linker en een<br />
rechterhoogte aangenomen van de oorspronkelijke bodemligging.<br />
• De drempels in de langsdamopeningen hebben een kruinbreedte van 2m en een<br />
dwarstalud van 1:2,5<br />
• De ruwheid van de drempels is gelijk aan de ruwheid van de langsdam (stortsteen: kwaarde=<br />
0,625 m)<br />
• Achter de dam op de rechteroever is extra verruimd. Hiervoor is in de oever vanaf<br />
hoogteniveau OLR-0,5m afgegraven met een 1:3 talud naar een bodem bij OLR-4,75 m<br />
(zie Figuur E-1)<br />
• Op twee locaties in het langsdammentraject liggen gasleidingen waardoor er een<br />
beperking voor afgraving van de oeverzone bestaat. Op deze locaties wordt een<br />
overdekking van 1,25 m boven de gasleiding gehandhaafd (zie Figuur E-2, Figuur E-3<br />
en Figuur E-4).<br />
Figuur E-1: Principeschets van de verruiming in de oeverzone achter de langsdam op de rechteroever.<br />
Figuur E-2: Principeschets van de afgravingbeperking ter plaatse van de gasleiding bij kmr 914 (rode lijn<br />
= ligging van gasleiding).<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 E-1
Pilot langsdammen juni 2011<br />
Figuur E-3: Principeschets van de afgravingbeperking ter plaatse van de gasleiding bij kmr 919,26 (rode<br />
lijn = ligging van gasleiding).<br />
Figuur E-4: Principeschets van de overdekking van de gasleiding (het 1:7 talud ligt in benedenstroomse<br />
richting).<br />
waterstandsverschil (m)<br />
0<br />
-0.02<br />
-0.04<br />
-0.06<br />
-0.08<br />
-0.1<br />
-0.12<br />
-0.14<br />
-0.16<br />
-0.18<br />
Waterstandsverschil Waal tov referentie<br />
kribvlg tov ref<br />
tussenvariant2<br />
tussenvariant tov ref<br />
openingen in dam<br />
Werktaakstelling kribverlaging<br />
-0.2<br />
960 955 950 945 940 935 930 925 920 915 910 905 900 895 890 885 880 875 870<br />
rivierkilometer<br />
Figuur E-5: Waterstanddaling bij MHW ten opzichte van de huidige situatie bij kribverlaging, bij de<br />
tussenvariant en bij de aangepaste tussenvariant (tussenvariant2).<br />
Figuur E-5 toont de waterstanddaling bij MHW voor de tussenvariant en de aangepaste<br />
tussenvariant (tussenvariant2). Hier is te zien dat de verruiming in de aangepaste tussenvariant<br />
op traject kmr 911-922 ongeveer 1 cm meer waterstanddaling veroorzaakt ten opzichte van de<br />
oorspronkelijke tussenvariant. In Figuur E-5 is op vier locaties ook de werktaakstelling voor<br />
E-2 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER<br />
865
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
waterstanddaling bij kribverlaging weergegeven 5 . Het blijkt dat bij de huidige schematisatie van<br />
kribverlaging de werktaakstelling bij kmr 887 en 916 ruim wordt gehaald (ongeveer 3 cm extra<br />
daling). Bovenstrooms bij kmr 857 bereikt kribverlaging net iets te weinig waterstanddaling met<br />
een tekort van ongeveer 1 cm. De aanleg van langsdammen veroorzaakt op traject kmr 911-<br />
922 weliswaar 1 cm meer waterstanddaling, maar dit is bij kmr 857 gereduceerd tot slechts<br />
enkele mm.<br />
In Figuur E-6 is het waterstandverlagende effect te zien van de tussenvariant ten opzichte van<br />
kribverlaging. Hier is te zien dat bij tussenvariant2 alleen in de meest benedenstroomse 500 m<br />
van het ingreepgebied minder waterstanddaling optreed dan bij kribverlaging (orde grootte 1<br />
cm). Dit effect is inherent aan het type verruimingsmaatregel dat bij kmr 921 ophoudt waardoor<br />
de stroming weer convergeert en opstuwing ontstaat. Aan de bovenstroomse grens van het<br />
ingreepgebied voor langsdammen (bij kmr 911) wordt met de aangepaste tussenvariant voor<br />
langsdammen (tussenvariant2) ongeveer 3 cm meer waterstanddaling bereikt dan bij<br />
kribverlaging.<br />
waterstandsverschil (m)<br />
0.02<br />
0<br />
-0.02<br />
-0.04<br />
-0.06<br />
925<br />
Waterstandsverschil Waal tov kribverlaging<br />
RO<br />
920<br />
LO<br />
915<br />
910<br />
rivierkilometer<br />
tussenvariant tov kribvlg<br />
tussenvariant2<br />
openingen in dam<br />
Figuur E-6: Waterstanddaling bij MHW ten opzichte van kribverlaging bij de tussenvariant en bij de<br />
aangepaste tussenvariant (tussenvariant2).<br />
Figuur E-7 geeft stroombanen bij een Boven-Rijnafvoer van 10.000 en 16.000 m 3 /s voor<br />
tussenvariant 2 op een drietal locaties.<br />
5 Afkomstig uit notitie (“Minuut”) van Kuggeleijn en De Boer, RWS 2008, kenmerk RvdR/2008/1125<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 E-3<br />
905<br />
900
Pilot langsdammen juni 2011<br />
Boven-Rijnafvoer Q = 10000 m 3 /s Boven-Rijnafvoer Q = 16000 m 3 /s<br />
Figuur E-7: Stroombanen bij tussenvariant 2 bij Boven-Rijnafvoeren van 10.000 en 16.000 m 3 /s.<br />
Stroombanen liggen op onderlinge afstanden van 300 m 3 /s.<br />
E-4 PR2096.10 HKV LIJN IN WATER
juni 2011 Pilot Langsdammen<br />
Bijlage F Invloed van langsdammen op ijshinder<br />
Zie los bijgevoegd document (bijdrage van Maarten Van der Wal van Deltares):<br />
1204363-000-ZWS-0005-r-De invloed van langsdammen in de waal op ijshinder.pdf<br />
HKV LIJN IN WATER PR2096.10 F-1