Waterstanden - Hydraulische randvoorwaarden

• De waterstanden in het benedenrivierengebied warden bepaald door een of meer van de volgende factoren:

• de waterstanden op zee;

• de voortplanting van deze waterstanden op de zeearmen en de benedenrivieren;

• de afvoer van de Bovenrijn en de Maas.

  De waterstand op de zee tijdens een stormvloed wordt bepaald door verschillende bewegingen van de zeespiegel:

• het astronomische getij;

• het stormeffect.

Van der Made (lit. 14) heeft de grondslag gelegd voor de met hodiek met behul p waar­ van in het benedenrivierengebied de ontwerppeilen warden berekend.

Elke hoogwaterstand h op de rivieren kan veroorzaakt warden door een in principe oneindig aantal mogelijke combinaties van de (storm-)vloedstand HH te Hoek van Holland en de Rijnafvoer QR bij Lobith en/of de Maasafvoer QM te Lith; iedere combi­ natie van HH, QR en QM heeft een eigen kans van voorkomen. Op de waterstanden dicht­ bij zee zal de zeestand een overheersende invloed hebben, maar ver stroomopwaarts is alleen de rivier bepalend. Daartussenin ligt een overgangsgebied, waar beide hun invloed doen gelden.

Alie combinaties van HH, QR en QM die een en de zelfde waterstand opleveren in een bepaalde locatie, liggen op een zogenaamde evenstandslijn. De karakteristiek van deze lijnen verandert, stroomopwaarts gaande vanaf de zee (bijlage 2). De evenstandslijnen zijn bepaald met een mathematisch-fysisch model (lit. 25), met behul p waarvan de waterbeweging in het benedenrivierengebied kon warden berekend voor een groot aan­ tal combinaties van HH, QR en QM .

HH is afhankelijk van de windrichting R en de windsnelheid u. In lit. 30 wordt deze rela­

tie nader statistisch geanalyseerd (vergelijk par. 5.3).

Voor iedere waterstand HH is daarbij de kansverdeling bepaald van de windsnelheid bij een bepaalde windrichting (Bijlage 7.2).

Aangezien HH afhankelijk is van astronomische en meteorologische factoren, getij en wind, speelt ook het hierbij behorende windveld in het benedenrivierengebied een rol in de bepaling van h. Deze interne op- of afwaaiing is in de evenstandsl ijnen verwerkt (lit. 25).

Voor een aantal stations in het benedenrivierengebied zijn op deze wijze de evenstandslij­ nen bepaald (bijlage 2). Voor andere locaties kan hiertussen warden gei nterpoleerd.

Voor de overschrijdingsfrequenties van de waterstanden te Hoek van Holland en van de afvoeren te Lobith en Lith, wordt verwezen naar de bijlagen 3.1, 3.2 en 3.3.

Bij de berekening van de waterstanden in het gebied waar Maas- en Rijnafvoer beide van invloed zijn, is uitgegaan van de zogenaamde 50%-afvoerrelatie voor Lith en Lobith. Oat is de mediaan van de afvoer te Lith die optreedt bij een bepaalde afvoer te Lobith, en andersom (bijlage 4).

46

5.2.1 Verloop van de waterstanden

In de huidige ontwerppraktijk is het mogelijk om bij de bepali ng van de invloed van de buitenwaterstand op de grondwaterspan ni ngen rekening te houden met het niet-statio­ nai re karakter van de buitenwaterstand. Voor het bepalen van de waterspanningen heeft men dan informatie nodig omtrent het verloop van de waterstand in de tijd. De waterstand wordt bepaald door een combinatie van de rivierafvoer ( QR) bij Lobith en de hoogwaterstand ( HH) te Hoek van Holland. Het verloop van de waterstand in de tijd is afhankel ijk van de onderl inge aandelen die QR, QM en HH hebben in de hoog­ watergolf. Het verloop is dus afhankelijk van de geografische liggi ng van de locatie en van de duur en de hoogte van beide componenten.

De Leidraad stelt die combinaties van QR, QM en HH die de grootste bijdrage leveren aan de overschrijdingskans van het ontwerppeil, bepalend voor het verloop van de water- stand. Tabel 5.1 geeft de combinaties aan waaruit het verloop van de waterstand kan warden bepaald voor een aantal stations langs de rivieren.

Tabel 5.1 Combinaties van QR en HH.

overschrijdingsfrequentie

Tevens moet warden bepaald of de fysisch maximaal mogelijke afvoer, van 18.000 m 3I s, gelet op het veiligheidsniveau in Duitsland, in combinatie met een permanent aange­ houden waterstand te Hoek van Holland van N.A.P. +0,30 m, niet een nog ongunstiger verloop oplevert ten aanzien van de waterspanningen. Op basis van de gegeven combi­ naties kan met beh ul p van de evenstandslijnen (bijlage 2) en de aaneengesloten over-

47

treffingsdu u r van een afvoerniveau (bijlage 6 van deel 1) voor de in tabel 5.1 genoemde stations de afvoergolf worden bepaald. Voor tussenliggende dijkvakken kan de afvoer­ golf door interpolatie worden vastgesteld. Het stormeffect op de Noordzee kan daarop worden gesu perponeerd door middel van een sinus met een periode van 3 dagen, waar­ bij de toppen samenvallen.

Als voorbeeld is het verloop van hoogwaterstanden bij het station Sliedrecht voor de twee combinaties van rivierafvoer en hoogwaterstand te Hoek van Holland weer­ gegeven in bijlage 9.

Snelle val van de rivierwaterstand na een hoogwater kan het evenwicht van het buiten­ talud en de taludbekleding in gevaar brengen. In een dijklichaam, met name in een zandlaag, kan zich dan een grondwaterpotentiaal opbouwen: de val veroorzaakt onder waterdichte taludbekledingen een grondwateroverspanning {deel 1, par. 11.6).

De Deltacommissie heeft een aangenomen stormvloedskromme gepubliceerd (bijlage 6), waaruit blijkt dat na de top van de waterstand in een halfdaagse getijperiode de waterstand weer daalt tot de laagwaterstand. Gedurende een langere periode, van twee

a drie getijtoppen, wordt de waterstand langzaam opgestuwd. Aanbevolen wordt de

grootte van de val te bepalen uit het verloop van de waterstand. Dit houdt in: een snelle daling van het stormvloeddeel, gevolgd door een verdere daling gedu rende 10 dagen van het afvoerdeel van de waterstand.