Post on 25-Jul-2021
Effecten
watersysteem
IJsseldelta fase 2
onderdeel
recreatieterreinen
Hoog- en laagwater bij Music Club Kampen na het
amoveren van de Roggebotsluis
Provincie Overijssel
Provincie Overijssel
Effecten
watersysteem
IJsseldelta fase 2
onderdeel
recreatieterreinen
Hoog- en laagwater bij Music Club Kampen na het
amoveren van de Roggebotsluis
Eindrapport
Auteurs
Guus Rongen (HKV)
Jan Stijnen (HKV)
David Knops (HKV)
Roy Daggenvoorde (HKV)
Peter van de Kreeke (RHDHV)
PR4010.10
december 2019
Inhoud
1 Inleiding 3
1.1 Aanleiding 3
1.2 Doelstelling 4
1.3 Leeswijzer 4
2 Methoden 7
2.1 Inleiding 7
2.2 Hoogwaterstanden 7
2.3 Laagwaterbepaling met Hydra-NL 8
2.4 Bepalen golfbelastingen met Hydra-NL 8
2.5 Interpretatie van de resultaten 9
3 Resultaten 11
3.1 Inleiding 11
3.2 Situatie Drontermeer 12
3.3 Music Club Kampen 16
4 Conclusies 23
5 Referenties 25
Bijlagen 27
A Laagwaterbepaling 29
PR4010.10 • december 2019
1
Samenvatting Door het amoveren van de Roggebotsluis verandert het Drontermeer in een
deel van het IJsselmeer, waar het nu een deel van de Veluwerandmeren is.
Dit heeft effect op de kans op wateroverlast voor de omliggende
recreatieterreinen. Deze studie kwantificeert deze effecten voor een aantal
recreatieterreinen rond het Drontermeer. Dit rapport presenteert de
resultaten specifiek voor Music Club Kampen.
Het deel van het Drontermeer dat ten noorden van de Reevedam en –sluis
ligt, krijgt na het amoveren als deel van het IJsselmeer ook het peilbeheer
van het IJsselmeer. Naast het lagere zomer- en winterpeil zal een grotere
variatie in waterstanden optreden, doordat het effect van windopzet
toeneemt en het systeem mede beïnvloed wordt door de IJsselafvoer via het
Reevediep. Om de gevolgen hiervan voor de recreatieterreinen te bepalen,
zijn hoogwater- en golfoverslagberekeningen gemaakt en is een inschatting
van het effect van laagwater gemaakt. Op basis van deze gegevens kan de
effectiviteit van mitigerende maatregelen worden bepaald.
Hoogwaters worden na het amoveren enkele decimeters tot ruim een meter
hoger, afhankelijk van de periode (zomer of winter) en terugkeertijd. Golven
geven over het algemeen geen probleem. Aan de oostoever liggen de
terreinen redelijk beschut en wat hoger waardoor golven niet veel impact
hebben. Aan de westoever kunnen bij een noordwesten wind golven vanuit
de vaargeul richting de ondiepere oever draaien. Dit kan weliswaar wat
golfslag geven, maar dit gebeurt voornamelijk in situaties waarbij hoge
waterstanden zelf al overlast geeft. De duur van de hoogwaters is kort,
enkele uren tot een dag, al moet rekening gehouden worden met opruim- en
schoonmaakwerkzaamheden na een hoogwater.
Laagwaters dalen door het amoveren van de Roggebotsluis met 20 tot 40
cm. Onzekerheden in toegepaste statistiek en aannames in de gebruikte
modellen maken de voorspelling van laagwater enigszins onzeker. Daarom
gebruiken we metingen bij de Roggebotsluis om de verschillen te
onderbouwen. Op basis van deze metingen komen we voor dit verschil uit op
een bovengrensschatting van 40 cm waterstandsdaling. Wanneer de ondiepe
delen van het Drontermeer met 40 cm worden uitgediept, zal een situatie
waarin het water te ondiep is om te varen naar verwachting niet vaker
voorkomen dan dat dit nu het geval is.
Voor de Music Club Kampen lijkt plaatselijke ophoging van het terrein aan de
Drontermeerzijde van het gebouw een goede oplossing om mogelijke
wateroverlast tegen te gaan. Aanvullend zal de bodem rondom de
aanmeersteiger uitgediept moeten worden om de huidige toegankelijkheid te
waarborgen tijdens laagwater. De concertzaal van de Music Club Kampen is
niet gevoelig voor opdrijven tijdens hoogwater in de situatie na het
PR4010.10 • december 2019
2
amoveren. De vaker optredende hoge waterstanden geven geen probleem
doordat het gewicht van het gebouw nog altijd groter is dan de waterdruk bij
een zeldzaam hoge waterstand.
PR4010.10 • december 2019
3
1 Inleiding
1.1 Aanleiding
In het project Ruimte voor Rivier IJsseldelta is sinds 2004 door diverse
overheidspartijen samengewerkt aan de aanleg van de hoogwatergeul
Reevediep. De waterbouwkundige werkzaamheden aan de dijken en het
Reevesluiscomplex zijn nagenoeg voltooid.
Het project Ruimte voor de Rivier IJsseldelta, met als opdrachtgevers RWS
en de provincie Overijssel, bevat twee maatregelen om de waterveiligheid in
de regio Kampen-Zwolle voor de middellange termijn te borgen: de
Zomerbedverlaging Beneden-IJssel, waarbij de rivier over een lengte van 7,5
kilometer tussen de Molenbrug en de Eilandbrug wordt verdiept én de aanleg
van het Reevediep, een nieuwe zijtak van de IJssel, ten zuiden van Kampen,
richting het Drontermeer (Figuur 1).
Naast het verbeteren van de waterveiligheid wordt een bijdrage geleverd aan
de ruimtelijke kwaliteit. In vijf uiterwaarden worden de natuurwaarden
versterkt. De gebiedsontwikkeling IJsseldelta-Zuid, waarvan het Reevediep
onderdeel is, combineert het realiseren van de waterveiligheid onder andere
met de aanleg van zo'n driehonderdvijftig hectare nieuwe deltanatuur,
nieuwe wandel-, struin- en fietspaden en een vaargeul voor de recreatievaart
(Figuur 1).
Binnen het project "IJsseldelta fase 2, onderdeel recreatieterreinen” zijn
mitigerende maatregelen geformuleerd voor het amoveren van de
Roggebotsluis voor een uitgaanslocatie en een aantal watersportlocaties,
waaronder de Music Club Kampen. Figuur 2 geeft een overzicht van de in
deze studie beschouwde recreatieterreinen.
Figuur 1
Interessegebied.
Bron: Ruimte voor
de Rivier IJsseldelta
infographic
PR4010.10 • december 2019
4
1.2 Doelstelling
Door het amoveren van de Roggebotsluis verandert het watersysteem ter
plaatse van het Drontermeer. Dit heeft een effect op de hoog- en laagwaters,
omdat het Drontermeer in open verbinding komt te staan met het
IJsselmeer. Voor de Music Club Kampen kunnen deze hogere én lagere
waterstanden een probleem vormen. De doelstelling van deze studie is om
een goed beeld te krijgen van deze waterstanden en bijbehorende
golfcondities. Deze gegevens duiden het verschil in waterstanden en golven
tussen de situatie voor en na het amoveren van de Roggebotsluis. Daarnaast
kan met deze gegevens de effectiviteit van mitigerende maatregelen worden
bepaald.
1.3 Leeswijzer
Na deze inleiding geeft hoofdstuk 2 een beknopt overzicht van de gebruikte
methoden om de hoog- en laagwaters uit te rekenen. De laagwaterbepaling,
die voor deze studie is gehanteerd, is in bijlage A verder uitgewerkt.
Hoofdstuk 3 geeft voor zowel het Drontermeer als geheel én per locatie
specifiek een beeld van mogelijke overlast door hoog- en laagwater na het
amoveren van de Roggebotsluis. Deze worden vergeleken met de huidige
situatie waarin de Roggebotsluis nog aanwezig is. De inleiding (hoofdstuk 1)
en de conclusies (hoofdstuk 4) geven samen een globaal totaalbeeld van het
Figuur 2
Geografische ligging
van recreatielocaties
waarvoor
mitigerende
maatregelen
geformuleerd
worden
PR4010.10 • december 2019
5
effect van het amoveren van de Roggebotsluis op de waterstanden en
golfcondities voor de Music Club Kampen.
PR4010.10 • december 2019
7
2 Methoden
2.1 Inleiding
Om een inschatting te kunnen geven van de mogelijke wateroverlast in de
huidige situatie en de toekomstige situatie na het amoveren van de
Roggebotsluis, leiden we een aantal gegevens af:
1. Hoogwaterstanden
In eerste instantie is het van belang om te weten hoe vaak een
hoogwater voorkomt na het amoveren van de Roggebotsluis.
2. Golfbelasting tijden hoogwater
Hoogwater leidt tot water dat over de kades loopt, maar ook wanneer het
water nog onder de kades staat, kan wateroverlast optreden door golven.
Bij niet voor wind afgeschermde locaties langs een breed stuk van het
Drontermeer kan dit problemen geven.
3. Laagwaterstanden
Voornamelijk voor gebruiksdoeleinden is het van belang om een beeld te
krijgen van laagwaters in de situatie na amoveren. Omdat het om de
bruikbaarheid/toegankelijkheid van de terreinen gaat, kijken we naar het
verschil tussen de situatie voor en na het amoveren van de
Roggebotsluis.
4. Omstandigheden tijdens hoog- en laagwater
De hoog- en laagwatersituaties die worden beschreven, zijn tamelijk
zeldzaam, waardoor het niet gemakkelijk is om hierbij een beeld te
vormen. Voor de beeldvorming omschrijven we daarom de
weersomstandigheden (veelal de storm) waaronder deze plaatsvinden.
Elk van de vier genoemde punten werken we in een aparte paragraaf verder
uit. Hierbij geven we telkens een korte uitleg, met verwijzingen naar
bijlagen, of literatuur waarin dit verder uitgewerkt staat.
2.2 Hoogwaterstanden
De waterstand die voorkomt met een bepaalde frequentie kan worden
berekend met Hydra-NL. Dit programma combineert statistiek van de
belastingen met de invloed daarvan op de waterstand. Voor de Vecht-
IJsseldelta bestaan de belastingen uit afvoer, wind (richting en snelheid), het
meerpeil en de toestand van de Ramspolkering. Deze belastingen worden in
stappen opgedeeld (windsnelheid 0, 10, 20, … m/s; windrichting N, NNO, NO,
enz.), waarna voor elke belastingcombinatie de waterstand wordt berekend
met het hydrodynamisch model WAQUA voor de waterstanden en SWAN voor
de golven. Hydra-NL koppelt aan deze belastingcombinaties een kans en
beschouwt de resulterende waterstanden. Door alle kansen en waterstanden
te combineren kan afgeleid worden welke overschrijdingskans bij een bepaald
PR4010.10 • december 2019
8
waterstandsniveau hoort, en zo dus ook wat de waterstand is bij een
terugkeertijd van bijvoorbeeld 100 jaar. Maatgevende hoogwaterstanden
worden gewoonlijk berekend voor het winterhalfjaar. Het uitgangspunt is dat
extreme hoogwaters alleen voorkomen van oktober tot maart, omdat in deze
periode de zwaarste stormen en hoogste rivierafvoeren voorkomen. Met het
oog op recreatie in voornamelijk de zomermaanden, is in deze studie ook de
kans op hoogwater tijdens de zomerperiode berekend. Dit zomerhalfjaar
loopt van april tot september.
2.3 Laagwaterbepaling met Hydra-NL
Net als de kans op een hoogwater kan ook de kans op een laagwater worden
bepaald met Hydra-NL. In essentie is de werkwijze hetzelfde. Eerst worden
de relevante belastingen gekozen, waarna deze met een waterbewegings-
model als WAQUA worden gesimuleerd. Voor laagwater zijn de wind en het
meerpeil van belang. Hoge IJsselafvoeren nemen we niet mee, omdat deze
tot hoogwater leiden. Omdat de waterstanden bij aflandige wind het laagst
zijn, is de toestand van de Ramspolkering niet relevant. Hydra-NL is officieel
niet ontworpen om kansen op laagwater te berekenen. Om dit toch te kunnen
doen, passen we de werkwijze voor het bepalen van hoogwaterstanden met
Hydra-NL op een aantal punten aan. In bijlage A staat uitgebreid beschreven
welke keuzes en aanpassingen zijn gedaan om de kansen op laagwater te
bepalen.
2.4 Bepalen golfbelastingen met Hydra-NL
Naast een waterstand boven de kades kan ook een lagere waterstand met
golven voor overlast zorgen. Figuur 3 illustreert dit. De gestippelde lijn geeft
de waterstand zonder golven aan (MHW staat voor Maatgevend HoogWater).
Golven kunnen vervolgens zorgen dat water over de dijk stroomt, of voor de
recreatieterreinen niet over de dijk maar op het terrein.
Om verschillende redenen kan er gekozen worden om een maximum
hoeveelheid overslaand water te hanteren. Dit stelt eisen aan de hoogte van
het terrein (hoe hoger, hoe minder overslag). Deze hoogte wordt uitgedrukt
als het hydraulisch belastingniveau (HBN). Dit is de benodigde kruinhoogte
(of terreinhoogte, damhoogte, afhankelijk van de situatie) zodat de overslag
niet hoger is dan een bepaald volume water per tijdseenheid. Wanneer er
geen golven zijn, zal het HBN ongeveer even hoog zijn als de maatgevende
Figuur 3
Falen van een
waterkering door het
mechanisme
golfoverslag
PR4010.10 • december 2019
9
hoogwaterstand. Pas dan zal water over de dijk of op het terrein stromen.
Wanneer er veel golven zijn, kan het HBN een stuk hoger zijn dan de
maatgevende waterstand. In deze situatie moet de kade namelijk een stuk
hoger zijn dan de waterstand, om te zorgen dat de golven weinig water over
de dijk laten slaan.
2.5 Interpretatie van de resultaten
Voor de interpretatie van de resultaten lichten we een aantal punten toe,
namelijk de hoge terugkeertijden, het gebruik van illustratiepunten en de
duur van de belasting.
Kleine kansen, hoge terugkeertijden
De met Hydra-NL berekende hoogwaters, laagwaters zijn een schatting van
de waterstanden die tijdens de piek van een storm of hoogwater voorkomen
bij een bepaalde terugkeertijd. Vooral voor gebeurtenissen met hoge
terugkeertijden van meer dan 1.000 jaar is het lastig om een voorstelling te
maken van deze gebeurtenissen. We kunnen de resultaten namelijk niet
vergelijken met situaties die we wel eens meegemaakt hebben. De resultaten
moeten dus gezien worden als een (goed onderbouwde) verwachting van de
extreme omstandigheden die op kunnen treden, niet als een absolute
waarheid.
Verder is het goed om te vermelden dat de kans van voorkomen niets zegt
over wanneer de gebeurtenis voorkomt. Voor een 1/100 jaar gebeurtenis kan
dit nog 300 jaar duren, maar het kan ook volgende maand zijn. Net zoals je
bij het werpen van een dobbelsteen een 1/6de kans hebt op een 6, maar je
niet weet welke van de volgende worpen een 6 gaat worden. We kunnen
echter wel uitrekenen wat de kans is dat een gebeurtenis van extreme
omvang minimaal één keer in een periode van bijvoorbeeld 80 jaar
voorkomt. Voor een gebeurtenis met een herhalingstijd van 10, 100 of 1000
jaar is dit respectievelijk 99,97%, 55% of 8%.
Illustratiepunten
Bij een hoge of lage waterstand met een bepaalde terugkeertijd horen ook
condities die hiertoe leiden. Dit kunnen verschillende condities zijn. Zo kan
een hoogwater tot stand komen door een hoge rivierafvoer of een grote
windopzet, en wordt de totale kans bepaald door een combinatie van de
twee. Het illustratiepunt beschrijft de meest waarschijnlijke situatie die tot
een bepaalde belasting (waterstand of HBN) leidt. Met deze gegevens kunnen
we een voorstelling maken van de omstandigheden die tot de belasting
leiden, voor de context en ter validatie. Op het Drontermeer zal eerder de
wind dan de afvoer een maatgevende situatie veroorzaken. Aan de hand van
het onderstaande voorbeeld lichten we dit toe.
Stel dat hoge waterstanden worden veroorzaakt door wind en afvoer. Tabel 1
geeft een hypothetisch voorbeeld van waterstanden bij verschillende
windsnelheden en afvoeren. Aan de hand van de tabel zoeken we het T100
PR4010.10 • december 2019
10
illustratiepunt: de hoogste waterstand, door een combinatie van wind en
afvoer veroorzaakt, met een overschrijdingskans van eens per 100 jaar
(T100). In onderstaande tabel is dit een lage afvoer (500 m3/s) en hoge
windsnelheid (30 m/s), omdat de wind meer invloed heeft. Maar waarom dan
geen hogere afvoer? Een IJsselafvoer van 1250 m3/s komt namelijk geregeld
voor. Zou de afvoer echter hoger zijn (bijv. T10 i.p.v. T1), dan hebben we bij
dezelfde windsnelheid een T1000 situatie. De 2,8 m+NAP die ontstaat door
een hoge windsnelheid in combinatie met een lage afvoer is dus de
combinatie met de hoogste waterstand die eens per 100 jaar voorkomt: dit is
het illustratiepunt.
Van alle combinaties van afvoer en windsnelheid die tot 2,8 m+NAP kunnen
leiden, is het illustratiepunt dan ook de combinatie met de grootste kans van
voorkomen. Die andere combinaties betreffen vooral hogere afvoeren en
lagere windsnelheden, waarbij de afvoeren substantieel hoger zullen zijn en
de windsnelheden ietsje lager. Daardoor is de kans op die andere
combinaties een stuk kleiner.
Windsnelheid
10 m/s (T1) 20 m/s (T10) 30 m/s (T100)
IJssela
fvoer
500 m3/s (T1)
0,8 m+NAP (T1 x T1 = T1)
1,8 m+NAP (T1 x T10 = T10)
2,8 m+NAP (T1 x T100 = T100)
1250 m3/s (T10)
1,0 m+NAP (T10 x T10 = T10)
2,0 m+NAP (T10 x T10 = T100)
3,0 m+NAP (T10 x T100 = T1000)
2000 m3/s
(T100)
1,2 m+NAP (T100 x T1 = T100)
2,2 m+NAP (T100 x T10 = T1000)
3,2 m+NAP (T100 x T100 = T10000)
Belastingduren
Hoog- en laagwaters kunnen verschillende duren hebben, afhankelijk van de
oorzaak van de situatie. Zo zal een hoogwater veroorzaakt door een hoge
IJsselafvoer veel langer duren dan hoogwater door een stormopzet, omdat
een afvoergolf langer aanhoudt dan een storm. Na het amoveren van de
Roggebotsluis wordt het Drontermeer gevoelig voor windopzet, omdat het
een uiteinde van het IJsselmeer wordt. Scheefstand van het gehele
IJsselmeer is in de uiteinden het duidelijkst aanwezig. De hoogte van de
hoogwaters nemen toe door het amoveren van de Roggebotsluis, maar dit
worden over het algemeen wel hoogwaters door storm en dus van korte
duur. Eventuele overlast zal dus van korte duur zijn, maar wel gepaard gaan
met hoge windsnelheden. Afhankelijk van de locatie kan golfoverslag ook
voor overlast zorgen, waarbij rekening gehouden moet worden met de
benodigde tijd voor het opruimen en schoonmaken van het terrein.
1 Het vermenigvuldigen van overschrijdingsfrequenties zoals gedaan in Tabel 1, is eigenlijk
niet correct. Eén van de twee moet vervangen worden door een kans van voorkomen.
Daarnaast is een gebeurtenis met een overschrijdingsfrequentie van 1 jaar niet hetzelfde als
een gebeurtenis met kans 1 in een willekeurig jaar. Voor het voorbeeld voldoet de aanpak
echter, omdat het inzichtelijk maakt waarom een bepaalde zeldzame gebeurtenis
waarschijnlijker is dan andere.
Tabel 1
Hypothetisch
voorbeeld van
waterstanden bij
verschillende
combinaties van
wind en afvoer.1
PR4010.10 • december 2019
11
3 Resultaten
3.1 Inleiding
Dit hoofdstuk geeft voor het Drontermeer als geheel en voor de Music Club
Kampen specifiek een beeld van overstroming en de kans op overlast door
hoog- en laagwater. Voor de context wordt dit eerst voor het Drontermeer in
zijn geheel besproken, daarna wordt er in detail op de Music Club Kampen
ingegaan. Dit hoofdstuk biedt dus getallen voor hoog- en laagwater na het
amoveren met een technische onderbouwing. Het kan daarom gebruikt
worden om de effectiviteit van mogelijke maatregelen te beoordelen.
Nadat het Drontermeer als geheel besproken is, worden voor de Music Club
Kampen de volgende onderwerpen besproken:
1. Beschrijving en schematisering van de omgeving
In eerste instantie bekijken we per locatie de omgeving en leiden we
hiervoor een schematisering af. Hierin kunnen we overzichtelijk maken
hoe de omgeving rond de locatie eruit ziet, wat de hoogteliggingen zijn,
en wat gevoelige windrichtingen zijn. De schematisering is nodig om de
hoeveelheid golfoverslag te bepalen.
2. Hoogwaters en golfoverslag
Met Hydra-NL en de schematisering bepalen we de optredende
hoogwaters en de golfoverslag. We nemen als maatgevende
overslagdebieten 1 en 10 liter per seconde per strekkende meter. Dit
staat gelijk aan 0,36 en 3,6 kubieke meter per uur.
3. Laagwaters
Net als de zeldzame hoogwaters kunnen ook de laagwaters worden
bepaald.
4. Discussie: beschrijving van de situatie
Als laatste punt gaan we in op de omstandigheden waaronder de
maatgevende hoog- en laagwaters optreden. Hiermee krijgen de
gebruikers een beeld in hoeverre deze situaties voor hen relevant zijn.
PR4010.10 • december 2019
12
3.2 Situatie Drontermeer
Door het amoveren van de Roggebotsluis wordt het Drontermeer een
zuidoostelijke uiteinde van het IJsselmeer, waar het nu een noordelijk
uiteinde van de Veluwerandmeren is. Dit betekent dat de windrichtingen die
hoog- en laagwater geven omdraaien. In de volgende twee paragrafen
worden beide situaties voor het Drontermeer als geheel toegelicht. Tabel 2
geeft een samenvattend overzicht.
Huidige situatie
(voor amoveren)
Toekomstige situatie
(na amoveren)
Ho
og
wate
r
Het Drontermeer vormt het meest
noordelijke deel van de
Veluwemeren. Hoogwater zal
voornamelijk veroorzaakt zuidwesten
wind die scheefstand van zuid naar
noord veroorzaakt. Ook in de huidige
situatie zal een hoogwater vooral
veroorzaakt worden door wind, en
minder door een hoog meerpeil.
Na het amoveren zal het Drontermeer
een zuidoostelijk uiteinde van het
IJsselmeer zijn, maar door het
Reevediep ook een zijtak van de IJssel.
Hoogwater kan dus veroorzaakt worden
door een hoge IJsselafvoer, een hoog
IJsselmeerpeil en een sterke windopzet.
De windopzet is hiervan de meest
aannemelijke oorzaak van een
hoogwater.
Laag
wate
r
Laagwater is in de huidige situatie
het gevolg van een noord tot
noordoostelijke windrichting.
Voor laagwater is in de toekomst een
zuidwestelijke windrichting dominant,
omdat deze de meeste afwaaiing zal
geven. IJsselafvoer of een verhoogd
meerpeil zullen niet meespelen, omdat
deze juist een verhogend effect hebben
op de waterstand.
Voor het berekenen van de extreme situaties is gebruik gemaakt van
WAQUA-simulaties en Hydra-NL, zoals in bijlage A beschreven staat. Bij het
modelleren van deze situaties moeten we veel aannames doen. Daarom doen
we er goed aan een eerste beeld te creëren op basis van beschikbare
metingen. Bij de Roggebotsluis is aan de noord- en zuidkant een
waterstandsmeetpunt aanwezig, waar de afgelopen decennia
waterstandsmetingen zijn gedaan. Deze twee punten gebruiken we om een
eerste beeld te krijgen van het effect van het amoveren op hoog- en
laagwater. Het meetpunt aan de zuidkant geeft een beeld van de huidige
frequentie van hoog en laagwater op het Drontermeer. Het meetpunt aan de
noordkant is een aardige benadering van de nieuwe situatie na het amoveren
van de Roggebotsluis, wanneer het Drontermeer in directe verbinding staat
met het IJsselmeer.
3.2.1 Effect amoveren op hoogwater
Door het amoveren van de Roggebotsluis verandert het Drontermeer van een
noordelijke uiteinde van de Veluwemeren tot een zuidelijke uiteinde van het
IJsselmeer. Waar nu dus de zuidwestelijke windrichtingen de hoogste
Tabel 2
Beschrijving van
hoog- en laagwater-
situaties in de
huidige situatie
(voor amoveren) en
de toekomstige
situatie (na
amoveren).
PR4010.10 • december 2019
13
waterstanden geven, worden dat in de toekomst de noordelijke
windrichtingen. Door de aanleg van het Reevediep wordt ook een hoge
IJsselafvoer een mogelijke oorzaak van hoogwater, waarmee een hoogwater
dus het gevolg kan zijn van een storm, een afvoergolf en een hoog meerpeil.
Scheefstand door storm blijft de meest aannemelijke oorzaak van een hoge
waterstand, zowel nu als in de toekomst. De windrichting draait echter om.
De metingen bij de Roggebotsluis geven een beeld van hoogwaters nu
(meetpunt zuid) en in de toekomst (meetpunt noord). Figuur 4 geeft de
frequentielijnen. De doorgetrokken lijn is de huidige situatie
(Veluwerandmeren), de gestippelde lijn de toekomstige (IJsselmeer), blauw
is winter, rood is zomer. De lijnen met punten geven de metingen weer. Door
elke van deze reeks punten is een rechte lijn2 getrokken, waarmee de
metingen makkelijker kunnen worden vergeleken. Op basis van de metingen
schatten we dat een hoogwater met een terugkeertijd van 10 jaar door het
amoveren in de winter ongeveer 0,9 m stijgt en in de zomer grofweg 0,7 m.
Bij een terugkeertijd van 10 jaar zien we aanzienlijke verschillen in
hoogwater, waar dat eens per jaar nog redelijk meevalt. Dit is dus tijdens
een gebeurtenis die tamelijk zeldzaam is, maar tijdens de ontwerpduur van
een gebouw of terrein toch een aantal keer voorkomen.
Hoewel het meetpunt noord een aardige indicatie geeft voor de toekomstige
situatie, zijn hier nog wel enkele kanttekeningen bij te plaatsen. Zo is het
effect van de afvoer (aanleg van Reevediep) niet aanwezig in de metingen,
ligt het meetpunt helemaal in het noorden van het Drontermeer en hebben
lokale hydrodynamische effecten rondom de Roggebotsluis nog een effect op
de waterstand. De metingen komen grotendeels uit de tijdsperiode waarin
het ‘oude’ peilbesluit gold. Onder het nieuwe peilbesluit wordt in de zomer
een fluctuerend peil aangehouden. Het gemiddelde zomerpeil en winterpeil
blijft gelijk. (Rijkswaterstaat, 2018) bevat meer informatie over het nieuwe
2 De rechte lijnen door de reeks metingen zijn een fit van een exponentiële functie op de
metingen, op basis van kleinste kwadranten.
Figuur 4
Overschrijdings-
frequentielijn van
hoogwaters aan
beide kanten van de
Roggebotsluis op
basis van metingen
van de afgelopen
decennia
PR4010.10 • december 2019
14
peilbesluit. Tenslotte kan nog als kanttekening worden genoemd dat de
metingen niet bruikbaar zijn voor het inschatting van extremere
gebeurtenissen, zoals eens per 100 of 1000 jaar. Ondanks de kanttekeningen
zijn de metingen een waardevolle gegevensbron die een beeld geven van de
frequentie van optreden van minder zeldzame gebeurtenissen. Daarnaast
vormen ze een validatie voor de resultaten uit Hydra-NL.
3.2.2 Effect amoveren op laagwater
Een laagwater op het Drontermeer wordt momenteel veroorzaakt door
noordelijke wind die het water richting het Nuldernauw opzet, en dus voor
afwaaiing bij het Drontermeer zorgt. In de toekomstige situatie worden de
zuidoostelijke windrichtingen belangrijk, die opzet richting de Afsluitdijk
veroorzaakt. Laagwaterstanden door aanhoudende droogte (lage afvoer, veel
verdamping) zijn niet relevant; uit de metingen blijkt dat de grootste
laagwaters gepaard gaan met hogere windsnelheden.
De metingen bij de Roggebotsluis geven een eerste beeld van laagwaters nu
(meetpunt zuid) en in de toekomst (meetpunt noord). Figuur 5 geeft de
bijbehorende frequentielijnen. De doorgetrokken lijn komt overeen met de
huidige situatie (Veluwerandmeren), de gestippelde lijn met de toekomstige
(IJsselmeer), blauw is winter, rood is zomer. De frequentielijnen geven aan
dat de laagwaters zowel in de zomer als in de winter 0,25 tot 0,35 m zakken.
Dit komt deels door een ander meerpeil (van Veluwerandmeren naar
IJsselmeer), een verschil van 25 cm in de zomer en 20 cm in de winter, en
deels door een groter effect van de wind op het IJsselmeer dan op de
Veluwerandmeren.
Ook voor de laagwatersituaties is het meetpunt aan de noordkant van de
Roggebotsluis niet zonder meer representatief voor de situatie na het
amoveren. Omdat voor laagwaters de IJsselafvoer niet relevant is, maakt het
niet uit dat de situatie met het Reevediep niet in de metingen zit. Het
meetpunt blijft echter te noordelijk liggen en wordt beïnvloed door de
Figuur 5
Onderschrijdings-
frequentielijn van
laagwaters aan
beide kanten van de
Roggebotsluis op
basis van metingen
van de afgelopen
decennia
PR4010.10 • december 2019
15
hydrodynamische effecten van de Roggebotsluis. Het effect hiervan op de
frequentielijn is onbekend. Daarom nemen we als bovengrensschatting een
daling van het laagwater van 0,4 m, het grootste verschil uit Figuur 5.
PR4010.10 • december 2019
16
3.3 Music Club Kampen
Samengevat: Music Club Kampen
Music Club Kampen ligt in de noordoostelijke hoek van het Drontermeer. Het
gebouw zelf ligt op 2,3 m+NAP. De beachclub met terras en strand liggen
lager, 0 tot 1 m+NAP. Voor de Music Club ligt een aanmeersteiger die op
een hoogte van 0,8 m+NAP is aangelegd.
Na het amoveren van de Roggebotsluis zullen noordwestelijke stormen
zorgen voor hoge waterstanden, in plaats van de zuidwestelijke stormen
waarbij hoogwaters in de huidige situatie optreden. De Music Club zal met
een frequentie van eens per 100 tot 200 jaar wateroverlast hebben na het
amoveren van de Roggebotsluis. De aanmeersteiger zal in de nieuwe situatie
ongeveer eens per jaar onder water komen te staan, voornamelijk in de
winter.
Omdat golven weinig overlast geven, hebben golfremmende maatregelen
weinig effect. Oplossingen moeten dus gezocht worden in het plaatselijk
ophogen van het terrein aan de Drontermeerzijde van het gebouw, het
terras of de aanmeersteiger.
3.3.1 Situatie
De Music Club Kampen is gelegen direct achter de Roggebotsluis. De Music
Club bestaat uit een hoofdgebouw, een beachclub en een aanmeersteiger.
Een foto van het vooraanzicht is weergeven in Figuur 6.
Hieronder geven we een opsomming van de punten die van belang kunnen
zijn voor het bepalen van mogelijk wateroverlast. De hoogtes zijn afgeleid uit
het Actueel Hoogtebestand Nederland (AHN3, 2019):
Het hoofdgebouw is aangelegd op 2,3 m+NAP. Deze hoogte is gebaseerd
op het toetspeil uit de Hydraulische Randvoorwaarden voor C-keringen
(Van Veen N.J. & N. Slootjes, 2008), afgeleid bij een normfrequentie van
1/2000 volgens de rekenregels vóór het WBI2017.
Figuur 6
Vooraanzicht
gebouw Music Club
Kampen
PR4010.10 • december 2019
17
Het laagste niveau van de Music Club ligt op drempelhoogte, met op dat
niveau onder andere de grotere podiumzaal;
Aan de waterkant van het gebouw ligt een groot aflopend terras en
strand (Beach Club Buiten);
Bij de aanmeersteiger bij de Music Club worden gedeeltelijk jaarrond
ligplaatsen verhuurd. Dit zijn vaste steigers op een niveau van 0,8
m+NAP.
Op basis van deze gegevens uit het recentelijk bijgewerkte Actueel
Hoogtebestand Nederland (AHN3) hebben we een schematisering van het
terrein gemaakt. Hiervoor is een dwarsprofiel van het terrein ter hoogte van
de Music Club gekozen. Figuur 7 geeft de locatie waar het profiel getrokken is
weer. In de rechterfiguur is ook de bodemhoogte van het terrein weergeven.
Hierin kunnen we terugzien dat het strand en terras tussen de 0 en 1 meter
boven NAP ligt.
Het dwarsprofiel is weergeven in Figuur 8 in rood. Dit profiel kan gebruikt
worden voor het bepalen van golfoploop. Het opstekende uiteinde volgt het
terrein niet vanwege een beperking vanuit de rekensoftware.
Hoogtegegevens vanuit het AHN3 zijn alleen beschikbaar boven water, onder
water wordt gebruik gemaakt van het bodemmodel van WAQUA. Dit is grover
en bij de aanmeersteiger wellicht wat te diep. Vandaar het hoekige en diepe
verloop onder de 0,0 m+NAP.
Figuur 7
AHN3 profiel en
schematisering,
Music Club Kampen
PR4010.10 • december 2019
18
De rode lijn in Figuur 8 geeft het geschematiseerde overslagprofiel aan.
Vanwege beperkingen in de software kan deze het terrein niet geheel volgen,
waardoor het uiteinde opsteekt. Het effect hiervan op de berekende
golfoploop is niet significant.
3.3.2 Hoogwater en golfoploop
Op basis van de stromingsberekeningen en schematisering van het
dwarsprofiel zijn frequentielijnen van de waterstand en het HBN berekend.
Het HBN is de benodigde terreinhoogte, om te zorgen dat er niet meer dan 1
of 10 l/s/m het terrein op loopt, zoals in paragraaf 2.4 is toegelicht. Voor de
Music Club zijn de frequentielijnen weergeven in Figuur 9. In deze figuur zijn
de drempelhoogte van de Music Club en de hoogte van de aanlegsteigers met
stippellijnen aangegeven. Deze gelden voor de huidige situatie van de Music
Club. In de ontwerpvarianten zouden deze hoogtes kunnen veranderen. Een
aantal belangrijke bevindingen:
In de situatie na het amoveren van de Roggebotsluis ligt de
overstromingsfrequentie van de Music Club tussen de 1/100 en 1/200 per
jaar. De waterstand zal dus vaker tot het drempelniveau komen dan de
1/2000 jaar waar dit ooit op ontworpen is. Het is overigens niet duidelijk
of deze 1/2000 jaar ook volgens de huidige uitgangspunten de frequentie
is waarbij wateroverlast optreedt. Deze kans is namelijk in het verleden
bepaald, vóór de nieuwe rekenregels uit het WBI2017. Met de huidige
uitgangspunten zou de kans op hoogwater kunnen afwijken, voornamelijk
door nieuwe statistiek.
De aanmeersteiger zal in de winter gemiddeld eens per jaar onder water
staan, in de zomer is deze kans kleiner: eens per 3 jaar (1/3 per
zomerperiode dus).
Figuur 8
Geschematiseerd
profiel (rood) boven
op het AHN3 (grijs).
Het profiel ligt
doorsnijdt het hoger
gelegen deel van de
Music Club, vandaar
dat de fundering niet
duidelijk te
herkennen is in het
AHN3.
Oplopend terrein
PR4010.10 • december 2019
19
Het verschil tussen het HBN en de waterstand is 1 à 2 decimeter. Doordat
de strijklengtes bij de Music Club klein zijn, vallen de golfcondities mee.
Wateroverlast wordt dus voornamelijk bepaald door een hoge waterstand
en niet zozeer door golfoploop. Het verschil tussen waterstand en HBN is
0,1–0,2 m. Golfremmende maatregelen hebben dus weinig effect
(maximaal 0,1–0,2 m). Oplossingsrichtingen moeten dus gezocht worden
in het plaatselijk ophogen van het terrein aan de Drontermeerzijde van
de Music Club, of andere maatregelen waardoor het water niet tegen het
gebouw komt te staan.
3.3.3 Laagwater
Net als de hoogwaterstatistiek kunnen we ook laagwaterstatistiek afleiden.
Figuur 10 geeft de frequentielijnen weer waaruit kan worden afgelezen hoe
vaak een laagwater voorkomt. In de figuur zien we blauwe en rode lijnen. De
blauwe lijnen geven de laagwaters in de winterperiode weer. Omdat in de
winter de grootste stormen optreden, is dit voor wateroverlast de
belangrijkste periode. Recreatie vindt echter vooral in de zomer plaats,
waarvoor ook de laagwaters tijdens het zomerhalfjaar zijn afgeleid. De rode
lijnen geven de laagwaters in de zomerperiode. De doorgetrokken lijn staat
voor de huidige situatie waarin het Drontermeer nog deel uitmaakt van de
Veluwerandmeren. De gestippelde lijn geeft de situatie na het amoveren
weer, waarin het Drontermeer onderdeel is van het IJsselmeer.
Figuur 9
Frequentielijn van
waterstand en HBN
voor de locatie bij
Kanovereniging
Skonenvaarder na
het amoveren van
de Roggebotsluis
PR4010.10 • december 2019
20
Voor de Music Club is de laagwatersituatie voornamelijk belangrijk voor de
aanmeersteiger. De verlaging van laagwaterstanden wordt geschat op
maximaal 0,4 meter. Deze wat conservatieve inschatting volgt uit de
metingen bij de Roggebotsluis, zie paragraaf 3.2.2. We kunnen niet
garanderen dat de berekeningen een betere inschatting dan de metingen
zijn. Daarom kiezen we de meest conservatieve van de twee.
3.3.4 Mogelijke mitigerende maatregelen
Op basis van de kenmerken van hoog- en laagwater bij de Music Club kunnen
we de mogelijke mitigerende maatregelen beschouwen. Deze hoog- en
laagwaters zijn bijna allemaal het gevolg van stormen. De piek van de storm
duurt gewoonlijk niet veel langer dan 12 uur, dus het laag- of hoogwater zal
ook niet langer duren. Met name voor de aanleghaven betekent dit dat het
eventueel niet toegankelijk zijn van de steigers door hoogwater van korte
duur is, al moet er rekening worden gehouden met schoonmaakwerk-
zaamheden na een hoogwater.
Mogelijke mitigerende maatregelen moeten vooral gezocht worden in het
plaatselijk ophogen van het terrein aan de Drontermeerzijde van het gebouw,
of het nemen van andere maatregelen waardoor het water niet tegen het
gebouw komt te staan. Doordat de golfcondities vanuit de waterveiligheid
bezien redelijk mild zijn, hebben golfremmende maatregelen weinig effect.
Vanuit het perspectief van scheepvaart wordt toch gekozen voor de aanleg
van een golfbreker. Golfcondities voor de haven zullen niet toenemen ten
opzichte van de huidige situatie. In de huidige situatie geeft een zuidelijke
wind de hoogste waterstanden en ook de meeste golfgroei. In de nieuwe
situatie is de maatgevende windrichting voor hoogwater N-NW, in deze
situatie zijn de strijklengtes echter klein.
Voor de aanlegsteiger is het huidige plan om 0,4 m te baggeren voldoende,
om de huidige bruikbaarheid te waarborgen. Met name tijdens hoogwater zou
Figuur 10
Frequentielijnen
voor laagwaterstand
tijdens het
zomerhalfjaar en
winterhalfjaar.
De doorgetrokken
rode en blauwe lijn
geven de huidige
situatie in zomer en
winter weer, de
gestippelde rode en
blauwe lijn de
toekomstige situatie.
PR4010.10 • december 2019
21
de bereikbaarheid van de haven een probleem kunnen zijn. Gemiddeld eens
per jaar zal het water zo hoog staan dat de steiger onder water loopt.
3.3.5 Opdrijfrisico gebouw Music Club Kampen
De grote zaal van de Music Club ligt verlaagd achter keermuurtjes die zijn
aangelegd als hoogwaterbescherming. In geval van hoogwater boven het
vloerniveau van de concertzaal ontstaat een overdruk die zou kunnen leiden
tot opdrijven van de Music Club. Omdat door het amoveren van de
Roggebotsluis vaker hoge waterstanden voorkomen bij Music Club Kampen
dan in de situatie voor het amoveren, zou er een verhoogd risico kunnen
ontstaan op opdrijven. In deze paragraaf wordt met een kwalitatieve, grove
toets onderzocht of dit een reëel risico is om rekening mee te houden. Als uit
deze conservatieve benadering volgt dat het risico aanwezig is, zal dit verder
in detail moeten worden onderzocht.
Het opdrijfrisico wordt bepaald door de balans tussen het gewicht van het
gebouw en de druk van het water. De verhouding hiertussen bepaalt de
veiligheid tegen opdrijven. Deze veiligheidsfactor is de verhouding tussen de
overdruk die bij hoogwater mogelijk kan ontstaan en het gewicht van het
gebouw, waarbij er van wordt uitgegaan dat dit evenredig over de vloer is
verdeeld.
Overdruk die ontstaat bij hoogwater
We onderzoeken de stabiliteit bij een hoogwaterstand van 3,0 m+NAP, de
waterstand die naar verwachting eens per 2.500 jaar voorkomt op het
Drontermeer in de situatie na het amoveren. Met een vloerniveau van 2,3
m+NAP en een waterniveau van 3,0 m+NAP hebben we potentiële 6,9
kN/m2 druk tegen de onderkant van de vloer, overeenkomend met 0,7
meter water. De waterdruk wordt in de praktijk nooit 1 op 1 doorgegeven
over de gehele vloer en zal zich waarschijnlijk trager instellen dan het
waterstandsverloop. Daarnaast wordt de waterdruk mogelijk beperkt doordat
de vloer op bepaalde punten lek is en daarmee wordt ontlast. De inschatting
is dus aan de conservatieve kant.
Gewicht boven de vloer
Qua ruwbouw bepalen we het gewicht als volgt, door dit op te splitsen in de
belangrijkste onderdelen van het gebouw, zoals weergeven in Tabel 3.
PR4010.10 • december 2019
22
Object Afmetingen [m] Soortelijk
gewicht
Gewicht
Vloer 40 × 21 × 0,25 2400 kg / m3 504.000 kg
Metselwerk buitenmuren
(enkelsteens) 100 × 5,5 × 0,1 1700 kg/m3 93.500 kg
Binnenmuren (betonblokken
licht) 100 × 5,5 × 0,1 1500 kg / m3 82.500 kg
Dak (pannendak met dakplaat
en gordingen) 40 × 21 122 kg / m2 102.480 kg
Houten skelet (aanname) 15.000 kg
Totaal 797.480 kg
Het totale gewicht is circa 800.000 kg verdeeld over een oppervlak van 40 bij
21 vierkant meter. Dit geeft een massa van 952 kg/m2, oftewel een gewicht
van 9,34 kN/m2. De veiligheidsfactor tegen opdrijven is daarmee 9,3/6,9 =
1,3. De balkons en de inrichting zijn hier niet in meegerekend. Als deze wel
meegerekend worden zal het gewicht nog hoger zijn, en dus ook leiden tot
een grotere veiligheidsfactor.
Het risico van opdrijven bij hoogwater is op basis van deze conservatieve
benadering gering. Er is daarom geen reden om beheersmaatregelen te
treffen tegen opdrijven.
Tabel 3
Gewicht van de
Music Club Kampen
uitgesplitst over de
verschillende
onderdelen.
PR4010.10 • december 2019
23
4 Conclusies
In deze rapportage is onderzocht wat de consequenties zijn van het
amoveren van de Roggebotsluis op de hoog- en laagwater situaties voor de
recreatieterreinen langs het Drontermeer. De belangrijkste conclusies zijn:
Door het amoveren van de Roggebotsluis wordt het Drontermeer deel van
het IJsselmeer, waar het nu een deel van de Veluwemeren is. Naast het
lagere zomer- en winterpeil zal een grotere variatie in waterstanden
optreden, doordat het effect van windopzet toeneemt en het systeem
mede beïnvloed wordt door de IJsselafvoer via het Reevediep.
De situaties waarin hoge hoogwaters of lage laagwaters optreden, zijn in
zowel de huidige als de toekomstige situatie het gevolg van stormen.
Omdat er in de winter meer en hevigere stormen optreden dan in de
zomer, zijn in de winterperiode ook de hoog- en laagwaters groter dan in
de zomerperiode.
Hoogwaters worden na het amoveren enkele decimeters tot ruim een
meter hoger, afhankelijk van de periode (zomer of winter) en de
terugkeertijd. Door korte strijklengtes op de voor golfgroei dominante
windrichtingen geven golven over het algemeen geen probleem. De
oostoever ligt redelijk beschut en wat hoger, waardoor golven niet veel
impact hebben. Aan de westoever kunnen bij een noordwesten wind
golven vanuit de vaargeul richting de ondiepere oever draaien. Dit kan
wat golven geven, maar dit gebeurt voornamelijk in situaties dat het
hoge water zelf al overlast geeft. De duur van de hoogwaters is kort,
enkele uren tot een dag, al moet rekening gehouden worden met opruim-
en schoonmaakwerkzaamheden na een hoogwater.
Laagwaters dalen door het amoveren van de Roggebotsluis 0,2–0,4 m.
Vanwege de verschillen tussen metingen en de uitkomsten uit Hydra-NL,
kiezen we een conservatieve 0,4 meter daling van het laagwater als
bovengrensschatting. Dit is onderbouwd met metingen bij de
Roggebotsluis.
Bij Music Club Kampen zullen voornamelijk hoogwaters vaker overlast
veroorzaken door het amoveren van de Roggebotsluis. De beste optie
lijkt het plaatselijk ophogen van het terrein aan de Drontermeerzijde van
het gebouw, of het nemen van andere maatregelen waardoor het water
niet tegen het gebouw komt te staan. De grotere variatie in waterstanden
zal leiden tot het vaker onderwater staan van de aanmeersteiger en de
Beach Club. De bodem rondom de aanmeersteiger moet uitgediept
worden om de huidige toegankelijkheid te waarborgen.
PR4010.10 • december 2019
24
Onderzocht is of de concertzaal van de Music Club Kampen gevoelig is
voor opdrijven. Uitgaand van een (extreem) waterstandsniveau van 3,0
m+NAP dat naar verwachting eens in de 2.500 jaar voorkomt, zou het
verschil in waterdruk 70 cm zijn. Op basis van een grove, conservatieve
berekening is ingeschat dat zo’n waterdruk geen problemen geeft. Het
gewicht van het gebouw van de Music Club is minstens 1,3 keer zo groot
als de deze druk. Daar komt nog bij dat de grondwaterstand zich
vertraagd instelt, en vaak aanwezige lekken in de vloer de waterdruk
verlagen.
PR4010.10 • december 2019
25
5 Referenties
AHN3, 2019.
AHN3 – http://www.ahn.nl.
Benard & Bos-Levenbach, 1953.
The plotting of observations on probability paper. Statistica Neederlandica,
7: 163-173. doi:10.1111/j.1467-9574.1953.tb00821.x.
Duits, 2018.
Systeemdocumentatie Hydra-NL, versie 2.4. Januari 2018. PR3598.
Rijkswaterstaat, 2018.
Peilbesluit IJsselmeergebied. Rijkwaterstaat, RWS-2018/16279, 14 juni
2018.
Stijnen J.W. & R.J. Daggenvoorde, 2018.
Proef productieberekeningen IJVD – met het Nationaal Water Model.
HKV lijn in water, eindrapport. Juni 2018.
Van Veen N.J., N. Slootjes, 2008.
Hydraulische randvoorwaarden voor categorie c-keringen -
Achtergrondrapport keringen langs de Veluwe Randmeren (dijkring 8, 11
en 45); HKV lijn in water, eindrapport. November 2008.
Wijbenga J.H.A, W.E.W van den Braak, C.A.H. Wouters, 2004.
Veluwerandmeren, hydraulische omstandigheden; HKV lijn in water,
concept. Maart 2004.
PR4010.10 • december 2019
27
Bijlagen
PR4010.10 • december 2019
29
A Laagwaterbepaling
A.1 Introductie
Deze bijlage geeft een technisch inhoudelijke beschrijving van de
voorgestelde methode om de kans op extreme laagwaters uit te rekenen. De
aanpak lijkt erg op de aanpak die gewoonlijk wordt gebruikt voor het bepalen
van hoogwaters.
A.2 Stappenplan
Het proces om tot de laagwaters te komen bestaat uit de volgende stappen:
1. Bepalen laagwaters bij Roggebotsluis Noord;
2. Selecteren van representatieve set belastingcombinaties;
3. Berekenen laagwaterstanden met WAQUA;
4. Belastingmodel Hydra-NL.
In de volgende paragraven worden de vier stappen toegelicht.
Laagwaters bij Roggebotsluis Noord
Om te bepalen hoe een extreem laagwater op het Drontermeer tot stand kan
komen in de nieuwe situatie, is een logische eerste stap om te kijken hoe
gemeten minima tot stand zijn gekomen. Het probleem is echter dat er geen
metingen zijn voor de nieuwe situatie waarin het Drontermeer in open
verbinding staat met het IJsselmeer. Ten noorden van de Roggebotsluis is
echter wel een meetpunt beschikbaar waar waterstanden worden gemeten.
Uit meetlocaties in de omgeving zijn ook metingen van wind en meerpeil
beschikbaar. Aangezien een laagwater in deze hoek van het IJsselmeer in
zowel de huidige als nieuwe situatie veroorzaakt wordt door scheefstand van
het gehele systeem, kunnen de gevonden laagwaters als indicatief worden
beschouwd voor de nieuwe situatie op het Drontermeer.
De gemeten laagwaters bij Roggebotsluis Noord zijn als frequentielijn
weergeven in Figuur 11. Dit is een grafiek waarbij voor elke laagwaterstand
de frequentie per jaar is gegeven. Elk punt op de grafiek geeft dus een
gemeten situatie weer, waarvan de frequentie is berekend met de Peak over
Threshold methode3 (PoT). Omdat de meetreeks relatief kort is, orde 20 jaar,
kan geen goede inschatting worden gegeven voor gebeurtenissen zeldzamer
dan deze 20 jaar.
3 In deze methode zijn alle pieken boven een bepaalde vaste drempelwaarde genomen,
zodat een grotere steekproef overblijft dan bij de selectie van jaarmaxima. De gekozen
plotposities zijn a=0,3 en b=0,4 (Benard & Bos-Levenbach, 1953), en een zichtduur van 180
dagen is gebruikt voor beide het zomer- en winterhalfjaar, wat overeenkomt met de 6 x 30
dagen zoals gebruikt in Hydra-NL.
PR4010.10 • december 2019
30
Op basis van de beschikbare wind- en meerpeilmetingen kunnen de
‘randvoorwaarden’ die leidden tot deze laagwaters bepaald worden. De
metingen van windsnelheid en windrichting (Schiphol) en meerpeil
(IJsselmeer verspreid) zijn weergeven in Figuur 12.
Uit de figuur volgt dat de relevante windrichtingen zich bevinden tussen
ongeveer ONO (90 t.o.v. N) en ZW (225 t.o.v. N).
Representatieve set belastingcombinaties
Om de rekentijden binnen perken te houden, kiezen we op basis van de
metingen een representatieve set belastingcombinaties. Deze set bestaat uit
de meest voor de hand liggende omstandigheden die tot laagwater leiden.
We verwachten dat de illustratiepunten (zie paragraaf 2.5) in het bereik van
deze set liggen. Merk op dat we in de metingen de IJsselafvoer niet
beschouwd hebben. Waar voor een hoge waterstand de IJsselafvoer, het
IJsselmeerpeil, de windrichting en -snelheid en de sluiting van Ramspolkering
relevent zijn, is dit bij laagwater dus een beperktere set. Een hoge
IJsselafvoer zal niet relevant zijn, een hoog meerpeil ook niet. Daarnaast zal
de Ramspolkering ook niet sluiten bij aflandige wind.
Op basis van de metingen kiezen we de set belastingcombinaties in Tabel 4.
Figuur 11
Onderschrijdings-
frequentielijn van
waterstanden bij
meetpunt
Roggebotsluis
Noord.
Figuur 12
Wind en
meerpeilgegevens in
de periode rondom
het gemeten
waterstands-
minimum
PR4010.10 • december 2019
31
Windrichtingen Windsnelheden Meerpeil IJsselafvoer Ramspol
ONO 0 m/s (voor één
richting)
-0,1 m +NAP 500 m3/s Open
O 10 m/s -0,4 m +NAP
OZO 15 m/s
ZO 20 m/s
ZZO 25 m/s
Z 30 m/s
ZZW 35 m/s
ZW
8 6+1 2 1 1
In totaal geeft dit (8 x 6 + 1) x 2 = 98 belastingcombinaties.
Voor de laagwaters doen we alleen WAQUA-simulaties. Vanwege de lage
waterstanden is golfgroei zeer beperkt bij de oeverlocaties. Ook extreme
windsnelheden zullen tijdens een laagwater niet tot maatgevende
golfcondities leiden. SWAN- of Bretschneiderberekeningen om golfcondities te
bepalen, zijn daarom niet nodig.
Berekenen laagwaterstanden met WAQUA
De laagwatersituaties zijn gesimuleerd met WAQUA. De gebruikte
modelschematisering is op twee verschillen na gelijk aan de WBI2017-
schematisering. Deze twee verschillen zijn:
1. Het Reevediep is als rivierarm geschematiseerd in plaats van als
onttrekking ter hoogte van de inlaat;
2. Winddragafkapping is meegenomen in het WAQUA-model.
Meer informatie over het WAQUA-model kan gevonden worden in (Stijnen en
Daggevoorde, 2018).
Met het WAQUA-model zijn belastingcombinatie die leiden tot lage
waterstanden in de het Drontermeer doorgerekend. Dit zijn de combinaties in
Tabel 4: wind uit zuidelijke en oostelijke richting in combinatie met een lage
afvoer en een laag meerpeil. Onder deze omstandigheden blaast de wind het
water uit het Drontermeer. Om tot een HR-database te komen met resultaten
voor alle windrichtingen zijn de niet doorgerekende windrichtingen gevuld
met de resultaten behorend bij windsnelheid 0 m/s. Hierbij wordt de
waterstand bepaald door alleen de IJsselafvoer en het meerpeil.
Belastingmodel en Hydra-NL
Omdat de IJsselafvoer constant wordt genomen en de Ramspolkering altijd
open is, volstaat het belastingmodel van het IJsselmeer voor de statistische
berekeningen (Hydra-NL). De berekeningen worden gemaakt voor de IJssel-
Vechtdelta, maar in Hydra-NL wordt vervolgens geen statistiek gekoppeld
aan de afvoer of de keringtoestand. We verwijzen de geïnteresseerde lezer
naar de systeemdocumentatie van Hydra-NL (Duits, 2018).
Tabel 4
Representatieve set
belastingcombinaties
voor laagwater
PR4010.10 • december 2019
32
Een ander punt in relatie tot het gebruik van Hydra-NL zijn "reparaties".
Hydra-NL "repareert" namelijk de waterstanden. Voor betrouwbare
uitkomsten van het probabilistische model, wordt gezorgd dat de
waterstanden monotoon oplopend zijn in relatie tot oplopende windsnelheid,
afvoer, meerpeil of zeewaterstand. Figuur 13 verduidelijkt dit visueel. In de
meeste situaties is een monotoon stijgend verloop te verwachten, een hoger
meerpeil of afvoer zal over het algemeen leiden tot een hogere lokale
waterstand. Voor afvoer, meerpeil of zeewaterstand heeft de gebruiker de
mogelijkheid om de reparaties uit te zetten. Voor de windsnelheid echter
niet, een monotoon verloop in relatie tot de windsnelheid is namelijk een
voorwaarde voor de gebruikte rekentechniek.
Omdat we op zoek zijn naar extreme laagwaters, zal een hogere
windsnelheid leiden tot lagere waterstanden. De reparaties zullen bij normaal
gebruik van Hydra-NL allemaal wegwerken tot alleen de waterstanden bij een
windsnelheid van 0 m/s overblijven. Om dit te voorkomen, gebruik we een
list en keren we het teken van de waterstanden om in de database. Hydra-NL
zal ‘denken’ dat het hoogwaterstanden aan het berekenen is. De
waterstanden in de resultaten kunnen vervolgens weer van een omgekeerd
teken voorzien worden, zodat de onderschrijdingsfrequenties bekend zijn. Op
die manier wordt het "repareren" omzeild en kan zonder verdere
aanpassingen aan de programmatuur gewoon gebruik gemaakt worden van
Hydra-NL.
Een laatste punt met betrekking tot Hydra-NL is de meerpeilstatistiek. Voor
laagwaters beschouwen we de zuid tot oostelijke windrichtingen. Hiervoor is
het eenvoudig om het streefpeil (-0,4 m+NAP in winter) te handhaven. Om
te zorgen dat deze lage gemiddelde meerpeilen terugkomen in de
meerpeilstatistiek, passen we deze aan zodat het gemiddelde meerpeil
(verwachtingswaarde) overeenkomt met het gemiddelde in Figuur 12
(gestippelde lijn). Dit komt overeen met het gedachtengoed van Hydra-NL.
Stappenplan samengevat
Tabel 5 geeft een overzicht van de te nemen stappen voor het bepalen van
laag- of hoogwaterstatistiek. De werkzaamheden voor hoogwater zijn in een
eerder project al uitgevoerd. Ze zijn toegevoegd om de verschillen ten
opzichte van de laagwateraanpak te verduidelijken.
Figuur 13
Voorbeeld van
monotoon verloop
(links) en niet-
monotoon met
gerepareerd verloop
(rechts).
PR4010.10 • december 2019
33
Stap Laagwater Hoogwater
1. Belasting-
combinaties
Bepalen representatieve set
belastingcombinaties
(meerpeil, windsnelheid,
windrichting)
Gebruik volledige set
belastingcombinaties (afvoer,
meerpeil, windsnelheid,
windrichting, kering)
2. Productie-
berekeningen
Waterstandsminima bepalen
met WAQUA
Waterstandsmaxima bepalen
met WAQUA, golfcondities
bepalen met SWAN
3. Voorbereiding
Hydra-NL
Tekens waterstanden
omdraaien, aangepaste
meerpeilstatistiek afleiden
Uitvoergegevens in databases
plaatsen.
Uitvoergegevens in databases
plaatsen.
4. Hydra-NL Berekeningen voor
IJsselmeersysteem, tekens bij
resultaat omdraaien
Berekeningen voor systeem
Vecht-IJsseldelta
A.3 Vergelijking oude en nieuwe situatie
De vorige paragraven beschreven het proces om tot laagwater te komen in
de situatie na het amoveren van de Roggebotsluis. Deze laagwaters gaan
omlaag ten opzichte van de huidige situatie. Om de toegankelijkheid en
bruikbaarheid van de havens en oefenvijver te behouden, zijn er plannen om
deze uit te baggeren. Hiervoor is het nodig om ook de laagwaters in de
huidige situatie te bepalen, zodat deze met elkaar vergeleken kunnen
worden. Voor een goede vergelijking moet een nieuwe set WAQUA-
berekeningen voor de huidige situatie worden gemaakt. Omdat dit buiten de
scope van dit project viel, is er op basis van oudere WAQUA-berekeningen
een inschatting gemaakt van de laagwaterstanden (Wijbenga er al., 2004).
De uitgangspunten waarvoor deze berekeningen zijn gemaakt verschillen van
de huidige uitgangspunten, bijvoorbeeld:
12 windrichtingsectoren van 30° zijn doorgerekend, in plaats van 16
sectoren van 22,5°.
Er is geen winddragafkapping toegepast voor hoge windsnelheden. Dit is
met de gebruikte windstatistiek zo goed mogelijk gecorrigeerd.
Door voortschrijdende inzichten kunnen er verschillen zitten in de
modelschematisaties en opgelegde belastingen. Het is niet duidelijk wat
deze verschillen precies zijn, maar ze zouden tot verschillen in de
resulterende waterstanden kunnen leiden.
Voor de oude situatie zijn alle windrichtingen doorgerekend, waar in deze
studie een representatieve belastingcombinaties gekozen is.
Door deze verschillen adviseren we het verschil in laagwaterstanden met enig
conservatisme te beschouwen. We houden daarom een bovengrens uit de
metingen aan wanneer de berekende verschillen kleiner zijn.
Tabel 5
Overzicht stappen
voor bepalen laag-
en hoogwaters
Hoofdkantoor
HKV lijn in water BV
Botter 11-29
8232 JN Lelystad
Nevenvestiging
Informaticalaan 8
2628 ZD Delft
0320 294242
info@hkv.nl
www.hkv.nl