De afvoerverdeling over de Rijntakken tijdens Maatgevend Hoogwater (MHW) kan afwijken van wat met modellen wordt berekend. Het overstromingsrisico neemt hierdoor toe, omdat langs de tak die meer water ontvangt de waterstanden hoger worden. De Directie Oost-Nederland van Rijkswaterstaat heeft het RIZA gevraagd een onderzoek uit te voeren waarin de onzekerheden in de afvoerverdeling tijdens MHW kwantitatief worden verkend. Waar mogelijk is gebruik gemaakt van kansverdelingen, maar omdat die informatie niet altijd beschikbaar was. is geen volledig probabilistische aanpak gevolgd. Als eerste is een literatuurstudie uitgevoerd naar wat anderen hebben geschreven over onzekerheden in de afvoerverdeling over de Rijntakken bij MHW. Daaruit blijkt dat, hoewel er veel is geschreven over werken die zijn uitgevoerd aan de splitsingspunten, er weinig literatuur is over onzekerheden in de afvoerverdeling. Vermeldenswaard is dat in de jaren 60 per riviertak een afvoertoeslag werd opgeteld bij de met modellen berekende afvoerverdeling. om tegemoet te komen aan onzekerheden in de afvoerverdeling. In recent onderzoek worden enkele belangrijke parameters (bodemligging, hydraulische ruwheid, ....) als stochasten beschouwd, en wordt meteen Monte Carlosimulatie onder meer de onderschrijdingskans van de afvoerverdeling berekend. Na de literatuurstudie is met modelonderzoek de onzekerheid in de afvoerverdeling gekwantificeerd. Van de volgende onzekerheidsbronnen is het effect bepaald: 1. Windkracht en windrichting tijdens MHW.
2. De opstuwing door zijdelingse toestroming tijdens MHW.
3. De vorm van de MHW-golf.
4. Morfologische ontwikkelingen tijdens MHW.
5. Het vullen van retentiebekkens tijdens MHW.
6. Het falen van kades en overlaten tijdens MHW.
7. Veranderingen in de riviergeometrie gedurende de 5-jaarlijkse periode tussen de vaststelling van de MHW-standen.
8. Formulering van de hydraulische ruwheid en de extrapolatie daarvan naar MHW-omstandigheden.
9. Gebruikte modelparameters. De uitwerking hiervan tot een onzekerheid in de afvoerverdeling verschilt per bron. Waar mogelijk is van de betreffende parameter (windrichting, breedte van de MHW-golf, overlaatdimensies, ....) een groot domein doorgerekend, teneinde het bereik te verkennen. In andere gevallen (riviergeometrie,
modelparameters, ) was deze aanpak te omslachtig of niet nodig, en is door
middel van een enkele berekening het effect op de afvoerverdeling geschat. Uit het onderzoek blijkt dat alle bovenstaande onzekerheidsbronnen een individueel effect hebben van enkele tientallen m3/s, met uitzondering van zijdelingse toestroming waarvan het effect te verwaarlozen is, en van de hydraulische ruwheid en morfodynamiek tijdens MHW waar het effect in de
Onzekerheden in de afvoerverdeling bij Maatgevend Hoogwater
orde van 100 m3/s ligt. Een 'worst case'-benadering levert een cumulatieve toename van 400 mVs voor Waal, Nederrijn en Ussel, en 600 mVs voor het Pannerdens Kanaal. Realistische schattingen voor de onzekerheid in de afvoerverdeling zijn waarden van resp. 200 en 300 m3/s. Uiteraard neemt bij een afvoertoename op een tak de afvoer op een of meer andere takken af, maar dit heeft geen negatieve gevolgen voor de veiligheid tegen overstromen.
Een betere schatting van de onzekerheid in de afvoerverdeling kan worden verkregen met een volledige probabilistische benadering van de onzekerheidsbronnen. De onzekerheid in de afvoerverdeling kan worden geneutraliseerd door tijdens MHW op de splitsingspunten de afvoerverdeling actief bij te sturen. Daarom wordt aanbevolen een verkenning uit te voeren naar de mogelijkheden van het operationeel regelen van de afvoerverdeling. |