Een watersysteem is gedefinieerd als een gebied waar de hydraulische belastingen bepaald worden door een specifieke combinatie van basisstochasten. Een watersysteemtype wordt gekarakteriseerd door een specifieke combinatie van basisstochasttypes. In dit artikel wordt ingegaan op de karakterisering van het watersysteemtype ‘Meren’.
Hydraulische belastingen op waterkeringen bestaan uit lokale waterstanden en golven. Bij waterkeringen die bescherming bieden tegen overstromingen vanuit meren is de combinatie van twee stochasttypen bepalend voor de hydraulische belasting:
De waterstand op een bepaalde locatie is mede afhankelijk van het meerpeil, de ruimtelijk gemiddelde waterstand. Deze waterstand kan door scheefstand als gevolg van opwaaiing door de wind tijdens een storm echter sterk afwijken van het meerpeil. Deze scheefstand wordt beïnvloed door factoren als de windrichting, de windsnelheid, de strijklengte van de wind over het water, het diepteverloop van het meer en of door het verloop van de oeverlijn opstuwing kan ontstaan. De lokale waterstand is dus afhankelijk van het meerpeil en de scheefstand.
De wind zorgt tijdens een storm ook voor golven. De hoogte van deze golven wordt door dezelfde factoren beïnvloed als de scheefstand, maar op een andere manier. Zo laat een grotere waterdiepte hogere golven toe, maar juist minder scheefstand.
De dynamiek van beide stochasten verschilt sterk. Het meerpeil is afhankelijk van de aan- en afvoer van water binnen het systeem (de waterbalans op het meer) en daarnaast van de omvang en bergingscapaciteit van het watersysteem. Als de aanvoer groter is dan de afvoer kan het meerpeil stijgen. Als gevolg van de afvoeren van rivieren die in de meren uitmonden kan de totale tijdsduur van pieken in meerpeilen enkele weken zijn. Wind daarentegen kan in enkele uren voor zowel scheefstand als golven zorgen.
Binnen het watersysteemtype Meren vallen de volgende watersystemen:
- IJsselmeer
- Markermeer
- Veluwerandmeren
- Grevelingenmeer
- Volkerak-Zoommeer
Afhankelijk van de specifieke locatie van (een onderdeel van) de waterkering kan binnen deze watersystemen onder extreme omstandigheden de maatgevende belasting juist voorkomen bij hoge meerpeilen en lage windsnelheden (zodat sprake is van langdurig verhoogde waterstanden met lage golven), of bij lage meerpeilen en hoge windsnelheden (zodat sprake is van kortdurig verhoogde waterstanden met hoge golven). Merk op dat de kans op het samenvallen van extreem hoge meerpeilen en extreme stormen relatief klein is omdat beide gebeurtenissen grotendeels ongecorreleerd zijn: in veruit de meeste gevallen is dus sprake van of het één of het ander.
