Principe Hydraulische effecten - Bijlagen

Deze bijlage gaat in op de hydraulische en morfologische effecten van uiterwaardmaatregelen. De beschreven hydraulische en morfologische principes zijn met name geldig in de bovenstroomse Rijntakken en de Maas. In het benedenrivierengebied spelen in aanvulling op de hieronder beschreven effecten ook de zeewaterstand en windsnelheid en -richting een belangrijke rol.

Principe hydraulische effecten

Het effect van een ingreep op de rivierwaterstand werkt in bovenstroomse of beneden- stroomse richting door. Dit wordt het stuwkromme-effect genoemd. Een maat voor de lengte waarover in een vrij afstromende rivier de stuwkromme merkbaar is, is de halverings- lengte. Dit is de afstand waarop de maximale waterstanddaling met de helft is afgenomen. De halveringslengte (L0,5) in [m] wordt als volgt berekend:

waarin Q het debiet is [m³/s], B de rivierbreedte [m], C de Chézy-coëfficiënt [m^1/2/s] en

i het waterspiegelverhang [-]. Al deze parameters zijn gemiddelden over het beschouwde riviertraject.

Figuur B9.1 Illustratie stuwkromme-effect en halveringslengte

Na een afstand L0,05resteert van de maximale waterstandverlaging nog slechts 5%. Deze afstand is te berekenen als:

Bij de bepaling van het waterstandverlagende effect van een maatregel is de begroeiing in de uiterwaard van belang omdat die de stromingsweerstand sterk beïnvloedt. De verschil- lende ecotopen en de bebouwing in een uiterwaard zijn te vertalen in een ruwheidswaarde (k). Hiervoor zijn tabellen opgenomen in van Velzen (2003). Met de Chézy-formule wordt vervolgens de hydraulische ruwheidswaarde berekend:

waarin C de Chézy-coëfficiënt [m^1/2/s], h de waterdiepte is [m], k de ruwheidswaarde van het ecotoop [m], U de stroomsnelheid [m/s] en i het verhang [-].

Uiterwaardverlaging

De waterstanddaling als gevolg van uiterwaardverlaging neemt in het verruimingstraject in stroomopwaartse richting toe (zie bijvoorbeeld Figuur B9.1). Vindt de ingreep over lange trajecten plaats dan zal het waterstandverlagende effect zich binnen het verruimingstra- ject volledig kunnen ontwikkelen. Is de ingreep over een kort traject uitgevoerd dan zal

de waterstandverlaging zich niet volledig kunnen ontwikkelen. In beide gevallen werkt de waterstandverlaging – volledig ontwikkeld of niet – over enige afstand bovenstrooms van de maatregel door.

Figuur B9.2 Waterstandverlaging bij aanleg nevengeul

Verwijderen hydraulische knelpunten

Na het verwijderen van een hoogwatervrij terrein dat in de uiterwaard ligt of van een kade die min of meer dwars op de rivieras ligt, neemt de weerstand af en zal de waterstand dalen (zie Figuur B9.3). Het effect werkt weer in bovenstroomse richting door.

Verwijderen kades parallel aan de rivier

Na het verwijderen van een kade die min of meer parallel aan de rivier ligt neemt de afvoer- capaciteit van de uiterwaard toe en zal de waterstand dalen (zie Figuur B9.4). Het effect werkt in bovenstroomse richting door. Door een kade die parallel aan de rivier ligt op regel- matige afstanden door te steken, blijft de kade de stroming geleiden. De afvoercapaciteit van de uiterwaard neemt in dat geval wel toe maar minder dan na volledige verwijdering van de kade.

verlaging 0,5 * ∆h

L1/2 verlaging ∆h

Figuur B9.4 Principe van waterstandverlaging bij verwijderen parallelle kade