Retentie - Deel 4 - Rivierverruiming van vormgeving naar beheer

Retentie is de enige rivierverruimende maatregel die ook waterstanddaling benedenstrooms van de maatregel als gevolg heeft. Retentie is tijdelijke berging van rivierwater in een voormalig binnendijks gebied. Rond het retentiegebied komt een primaire waterkering. Daarmee wordt het retentiegebied buitendijks gebied. Het rivierwater wordt via een inlaatconstructie gecontroleerd ingelaten in het retentiegebied en vastgehouden tot de afvoertop gepasseerd is (Figuur 3.16). Als het rivierpeil voldoende gedaald is, wordt het water gecontroleerd weer uitgelaten via een uitlaatconstructie (Figuur 3.17).

Figuur 3.16 Illustratie retentie

Een retentiegebied wordt ingezet om de top van een extreem hoge afvoergolf ‘af te vangen’. Daardoor worden de waterstanden benedenstrooms minder hoog. Ook bovenstrooms van het retentiegebied worden de waterstanden lager. Het moment van inzetten van reten- tie is cruciaal voor het gewenste effect. De frequentie en duur van inundatie zijn bepalend voor de inrichting van het retentiegebied. Als ervoor gekozen wordt om het retentiegebied alleen bij extreem hoge waterstanden in te zetten, is de kans dat het gebied onder water komt te staan heel klein (ongeveer 1/500 per jaar).

Figuur 3.17 Impressie van de werking van een retentiegebied

1. Droge situatie 4 Vol retentiegebied

2. Hoogwatergolf 5 Leegstromen gebied

3. Volstromen gebied

Toepassingsgebied

De Nota Ruimte (Ministerie VROM, 2004) geeft criteria voor de keuze van retentie- gebieden:

• mogelijkheden voor functiecombinaties met landbouw, recreatie, natuur en cultuur- historie;
• voldoende ontlastend effect voor overige dijkringen;
• bij voorkeur een gebied dat is begrensd door hoge gronden of dijken;
• mogelijkheden voor een goede en tijdige evacuatie en voor beperking van de schade aan bebouwing, industrie en milieu;
• mogelijkheid voor het toepassen van aangepaste bouwvormen in het gebied;
• het toepassen van de maatregel leidt niet tot problemen op een andere locatie.

Hoe verder bovenstrooms het retentiegebied zich bevindt, hoe groter het riviertraject is waarover een waterstandverlagend effect plaatsvindt. Het is daarom aan te raden retentie langs de Rijn zo dicht mogelijk bij Lobith en op de Maas zo dicht mogelijk bij Eijsden toe te passen. In het benedenrivierengebied is toepassing van retentie nauwelijks effectief van- wege de toenemende invloed van getij en storm op zee. In WL|Delft Hydraulics (2001), is de effectiviteit van retentie langs de Rijntakken beschreven.

Retentie kan politiek en maatschappelijk zeer gevoelig liggen. Goede schaderegelingen met bewoners, bescherming van bestaande bebouwing en mogelijkheden voor evacuatie zijn belangrijke aandachtspunten. In de Spankrachtstudie (Rijkswaterstaat RIZA, 2002), zijn deze aandachtspunten beschreven voor de fasen van identificeren, reserveren, in gebruik nemen en beheren. Nadere overwegingen over de inzet van retentiegebieden zijn beschreven in Diermanse (2002).

Veiligheid en hydraulische aspecten

De capaciteit van het retentiegebied wordt bepaald door de oppervlakte van het gebied, de maaiveldhoogte en het verschil tussen de (grond)waterstand in het gebied en de hoog- waterstand in de rivier. Afgraven van een retentiegebied is over het algemeen niet aan de

orde omdat dit vanwege het grote oppervlak hoge kosten met zich meebrengt. De minimaal benodigde capaciteit van het retentiegebied is af te leiden uit de gewenste waterstanddaling en de vorm van de (maatgevende) afvoergolf die moet worden afgetopt (zie Kader 3.5). De waterstanddaling door retentie blijkt ook sterk afhankelijk te zijn van het bergend volume, de vorm en de dimensionering van het inlaatwerk, de bediening van het inlaatwerk en eventuele compartimentering van het gebied.

Retentie kan alleen aanzienlijke waterstanddaling (centimeters of meer) opleveren als het bergende volume voldoende groot is om een flink deel van de afvoertop te bergen. Omdat retentie de rivierafvoer benedenstrooms van de ingreep verlaagt, is het waterstandverla- gende effect over een groot traject merkbaar. Dit is gunstig voor de kosteneffectiviteit (zie paragraaf 2.7.2) van deze maatregel. De toepassing van deze maatregel heeft echter veel onzekerheden.

De afvoergolf kan verschillende vormen hebben. Analyse van eerder opgetreden afvoergol- ven moet inzicht geven in de variatie in de golfvorm en de consequenties daarvan voor de effectiviteit van het retentiegebied. Voorspellen van afvoergolven is van groot belang voor effectieve inzet van het gebied. Numerieke modellen kunnen inzicht geven in de golfvorm bij extreme afvoer. Voorspellingsmodellen voor de Rijn die circa vier dagen van tevoren een afvoergolf kunnen voorspellen zijn beschikbaar. De periode van vier dagen geeft ruim vol- doende tijd voor evacuatie en het treffen van andere voorbereidingen voor de inzet van

het retentiegebied. Voor de Maas wordt met een voorspelsysteem de afvoer bij Borgharen 24 uur vooruit voorspeld.

Voor het onderzoek van de commissie Noodoverloopgebieden (Commissie Luteijn) en het onderzoeksproject Rampenbeheersingsstrategie Rijn en Maas (RBSO) is de effectiviteit en kosten-batenverhouding van retentiegebieden langs de Rijntakken en de Maas geanalyseerd (Kok et al., 2003-a en -b, Stijnen et al., 2002 en Silva et al., 2005). Daaruit blijkt, dat de effectiviteit (uitgedrukt in vermindering van het overstromingsrisico) en de kosten-baten- verhouding van retentiegebieden minder gunstig worden als rekening wordt gehouden met:

• andere oorzaken van bezwijken van dijken, zoals golfoverslag door wind;
• onzekerheid in de modelberekeningen van hoogwaterstanden;
• reststerkte van dijken

Inlaatwerk

De vormgeving en afmetingen van het inlaatwerk bepalen hoe snel het retentiegebied vol- loopt. Er is een wezenlijk verschil tussen een vast inlaatwerk en een regelbaar inlaatwerk waarvan de drempelhoogte is in te stellen. Bij een vaste drempelhoogte is het moment van inzetten van het retentiegebied niet af te regelen op de afvoergolf (zie Figuur 3.18). Met een regelbare drempel (of inlaatwerk met schuiven) kan dit wel. Een vaste drempel vereist over het algemeen een veel grotere breedte om voldoende afvoercapaciteit te verkrijgen (honderden meters) dan een beweegbare drempel of inlaatwerk met schuiven (tientallen meters). Een regelbare drempel heeft echter een grotere kans op falen door bijvoorbeeld stroomstoring of blokkering door vuil en vereist onderhoud van de bewegende delen, aandrijving en energievoorziening. Om de regelbare inlaat op het goede moment in te kunnen zetten zijn betrouwbare voorspellingen van de afvoergolf noodzakelijk. De criteria voor inzet en de verantwoordelijkheden voor de besluitvorming daarover moeten helder zijn. Aandachtspunt is dat een regelbare inlaat de bevolking het gevoel kan geven dat de over- heid beslist over het onder water zetten van hun gebied. De voor- en nadelen van verschil- lende typen inlaten zijn uitgebreid beschreven in WL|Delft Hydraulics (2001).

Uitlaatwerk

Het uitlaatwerk moet, voor zover mogelijk, op de laagste plaats in het retentiegebied staan. Een overlaat of uitwateringssluis is mogelijk als het water grotendeels onder vrij verval van het retentiegebied naar de rivier kan stromen. Als dat niet mogelijk is, omdat de bodem

van het retentiegebied laag ligt ten opzichte van het rivierpeil, is een pomp of een gemaal nodig. In sommige gevallen kan het inlaatwerk tevens als uitlaatwerk dienst doen. Dit hangt af van de bodemligging, de vorm van het retentiegebied en de positie ten opzichte van de rivier.

Omringende dijk

De dijk rond het retentiegebied moet de status krijgen van een primaire waterkering. De ontwerpcriteria voor een nieuwe dijk zijn beschreven in Deel 3 van deze leidraad. Als het retentiegebied onder water staat kunnen grote strijklengten voor golven ontstaan. De golfbelasting kan daardoor groter zijn dan bij de oorspronkelijke primaire kering. Als het retentiegebied aan hoge gronden grenst, dan vormen de hoge gronden onderdeel van de dijkring.

Morfologische aspecten

Een retentiegebied onttrekt water en sediment aan de rivier. Als een retentiegebied heel zelden wordt ingezet (orde grootte eens in de 500 jaar), is het effect hiervan gemiddeld over de jaren te verwaarlozen. Wel moet het ontwerp zorgen voor voldoende stabiliteit van de in- en uitlaatwerken. Deze mogen door lokale morfologische effecten op het moment van inzetten van het retentiegebied niet worden ondermijnd. Het kan noodzakelijk zijn om na inzet van het gebied afzettingen van zand en slib uit het retentiegebied te verwijderen.

Ruimtelijke kwaliteit

Als een gebied wordt aangemerkt als retentiegebied verandert het van een binnendijks gebied in een buitendijks gebied. Dit heeft consequenties voor de ruimtelijke ordening en de mogelijke functies. Bij het instellen van een retentiegebied kan gekozen worden voor behoud van de huidige functies of een functiewijziging. Als de huidige functie niet natuur is, kunnen bij het behoud van de functies maatregelen nodig zijn om de schade van een inundatie te beperken. Voorbeelden van maatregelen zijn extra bescherming van woningen en bedrijven, evacuatieplannen en schadevergoedingen. De kosten van het omdijken van woningen, het plaatsen van woningen op terpen en de aanleg van hoogwatervluchtplaat- sen zullen vaak niet opwegen tegen de schade in het zeldzame geval dat het gebied onder water zal staan.

Bij functiewijziging krijgt het gebied soms een natuurfunctie en zal het nodig zijn om gebruiksfuncties zoals wonen en werken uit te kopen. Bebouwing met cultuurhistorische waarden kan daar beperkingen aan opleggen. De natuur kan een nat of een droog karakter krijgen, afhankelijk van de inundatiefrequentie (zie paragraaf 2.3.2). Omdat een retentiegebied maar zelden wordt ingezet, ligt droge natuur voor de hand. Als natte natuur toch wenselijk is, kan het een optie zijn om ook onder niet-maatgevende omstandigheden water in te laten. Op deze manier ontstaat meer rivierdynamiek en kan kenmerkende riviernatuur tot ontwikkeling komen. Nadeel hiervan is dat de effectiviteit van de inzet bij een extreem hoogwater lager is als het bekken al gedeeltelijk onder water staat. Ook blijft mogelijk meer vervuild slib achter in het retentiegebied, wat schadelijke gevolgen voor de natuur kan hebben en op termijn de effectiviteit van de maatregel aantast omdat het retentievolume kleiner wordt. Omdat een retentiegebied geen stroom voerende functie heeft, worden geen ruwheidseisen gesteld aan de begroeiing.

Het ontwerp van retentiegebieden moet ook rekening houden met milieuhygiënische gevolgen. De waterkwaliteit van het binnendijkse gebied, de rivierwaterkwaliteit en de kwaliteit van het aangevoerde sediment zijn daarbij aandachtspunten. De retentiefunctie legt beperkingen op aan chemische activiteiten en mestopslag in het gebied. Onderzoek moet in beeld brengen of er risico bestaat op mobilisatie van fosfaten door peildynamiek, wijzigingen in bodemprocessen en uit- en afspoeling van voedingsstoffen of verontreinigende stoffen (Raad voor het Landelijk Gebied: Ministerie van LNV, 2001)

Overige aandachtspunten zijn:

• Het is mogelijk een retentiegebied in te delen in compartimenten die na elkaar gevuld worden. Op deze manier kan bij minder extreme piekafvoeren een deel van het retentie- gebied ingezet worden, waardoor de inundatieschade beperkt blijft.
• Als de primaire dijk om het retentiegebied tot stand komt door versterking van een bestaande secundaire kering is het nodig om de cultuurhistorische waarde van de bestaande dijk en de dijkbebouwing te onderzoeken.