Toelichting, behorende bij de Regeling maatgevende hoogwaterstanden regionale
keringen Noord-Brabant 2010
Inleiding In dit document zijn de Maatgevende Hoogwaterstanden (toetspeilen)
opgenomen die behoren bij de in de Verordening water van de provincie
Noord-Brabant aangewezen regionale waterkeringen langs regionale wateren en de
daarbij vastgelegde norm (gemiddelde overschrijdingskans per jaar van de hoogste
waterstand). Deze Maatgevende Hoogwaterstanden, aangevuld met relevante
hydraulische randvoorwaarden, dienen om te toetsen of de betreffende regionale
keringen deze waterstanden veilig kunnen keren. Indien dit laatste niet zo
blijkt te zijn, is verbetering van de betreffende regionale kering aan de orde.
De vaststelling van de Maatgevende Hoogwaterstanden op grond van de Verordening
Water is hiermee voor de eerste keer gebeurd en zal iedere zes jaren worden
herhaald.
Toelichting op de tabel bij het besluit
De tabel geeft invulling aan artikel 2.2 van de Verordening water, tweede lid
waarin staat: “Voor regionale waterkeringen als bedoeld in het eerste lid
stellen Gedeputeerde Staten voor daarbij aan te geven plaatsen vast, welke
relatie tussen waterstanden en overschrijdingskansen daarvan uitgangspunt is bij
de bepaling van het waterkerend vermogen.” Per kolom is de volgende informatie
opgenomen: Kolom 1: De naam van de waterloop aangevuld met geografische
aanduidingen.
Kolom 2: Hierin worden per waterloop de ‘daarbij aan te geven plaatsen’ opgesomd
in de vorm van rivierpunten die corresponderen met de kaartbijlagen bij het
besluit.
Kolom 3: Hierin staan de normen vermeld zoals vastgesteld in de Verordening
water.
Kolom 4: In de vierde kolom staan de Maatgevende Hoogwaterstanden benoemd die
gelden voor de rivierpunten in kolom 2 en behoren bij normen die in kolom 3
vermeld staan.
Typen regionale waterkeringen Binnen de provincie Noord Brabant worden in de
Verordening water twee typen regionale waterkeringen onderscheiden. Enerzijds
betreft het regionale waterkeringen langs regionale wateren waarvoor de in dit
document genoemde waterstanden (toetspeilen) gelden en anderzijds
compartimenteringsdijken. Voor dit laatste type worden geen Maatgevende
Hoogwaterstanden vastgesteld. Voor deze keringen geldt dat de beheerder ze
handhaaft op het feitelijke profiel zoals dat op de datum van inwerkingtreding
van de verordening aanwezig was. In de provincie zijn bovendien nog keringen
aanwezig die worden aangeduid met het type “overige keringen”. Het betreft hier
keringen waarvan het belang van een mindere orde is zodat ze niet door de
provincie zijn aangewezen en genormeerd. De betreffende beheerder zorgt zelf
voor beheer, onderhoud, instandhouding en het hiervoor benodigde
instrumentarium. In de provincie zijn bovendien regionale keringen aanwezig die
in beheer zijn bij rijkswaterstaat. Het aanwijzen en normeren hiervan is een
verantwoordelijkheid van het ministerie van Verkeer en Waterstaat. Regionale
waterkeringen langs wateren die in open verbinding staan met rijkswater en niet
in beheer zijn bij rijkswaterstaat, zijn -in afwachting van de uitkomsten van
het aanwijzings- en normeringstraject van het ministerie van Verkeer en
Waterstaat- nog niet aangewezen en genormeerd.
Dubbelfunctie van regionale keringen In enkele gevallen is een aangewezen
regionale kering langs een regionaal water tevens een compartimenteringskering.
In dit geval geldt het volgende: - In eerste instantie wordt getoetst op de
functie van regionale kering langs regionaal water, te weten de vastgestelde
Maatgevende Hoogwaterstanden. Bij afkeuring volgt verbetering. Bij verbetering
wordt niet ingeboet op de aanwezige hoogte en/of breedte. - Indien de regionale
kering na toetsing kan worden goedgekeurd, geldt het vereiste dat hoort bij een
compartimenteringskering te weten handhaving van het aanwezige profiel.
Toetsen van regionale keringen In de toetsing dient de feitelijke toestand van
de regionale kering op de peildatum te worden weergegeven. Hierbij wordt geen
rekening gehouden met eventuele nog uit te voeren maatregelen (noch aan de
kering noch aan het watersysteem). Bij het toetsen wordt rekening gehouden met
benodigde aanvullende hydraulische randvoorwaarden op basis van plaatselijke
omstandigheden. Over de toetsing wordt verslag uitgebracht aan de provincie op
een nader te bepalen tijdstip. Ook de frequentie van toetsen wordt nader bepaald
in overleg tussen GS en de beheerders. Bij het toetsen worden gebruikelijke
voorschriften op het gebied van onderscheidenlijke waterkeringen
aangehouden.
Effect van nog te realiseren waterbergingsmaatregelen na 2010 De Maatgevende
Hoogwaterstanden in dit document hebben 2010 als referentie situatie. Het
handhaven/realiseren van de voorgeschreven beschermingsnorm kan bestaan uit een
mix van maatregelen. In het algemeen gaat het hierbij om het in stand houden (en
verbeteren) van waterkeringen en/of het realiseren van (extra) waterberging
waardoor de hoogste waterstanden dalen of (in de toekomst) minder stijgen. Onder
(extra) waterberging valt ook de verruiming van het watersysteem door
bijvoorbeeld verdieping van het rivierbed, (her-)meandering en/of verlegging van
keringen. In het geval dat een regionale kering moet worden afgekeurd is het van
belang om het effect van (geplande) nog te realiseren veranderingen aan het
watersysteem te kennen. Aan de hand van deze prognose kan bezien worden of
versterking nodig is of dat gewacht kan worden op de realisering van de
waterstandsveranderingen door extra waterberging. Deze prognoses zijn ter
indicatie opgenomen in de laatste kolommen van tabel a en tabel b aan het eind
van deze toelichting.
Bij de vaststelling van de Maatgevende Hoogwaterstanden (iedere zes jaar), wordt
de dan aanwezige situatie van het regionale riviersysteem als basis gebruikt
voor de berekening. Indien in de tussentijd extra waterberging is gerealiseerd,
zal de Maatgevende Hoogwaterstand die hiervan het gevolg is, worden
geformaliseerd bij de volgende vaststelling van de Maatgevende
Hoogwaterstanden.
Maatgevende Hoogwaterstanden bij het ontwerpen van verbeteringswerken en/of
aanpassingen van de regionale keringen Bij het toetsen van regionale keringen
geldt de op dat moment aanwezige situatie van de kering. Indien de kering
voldoet kan deze de vastgestelde Maatgevende Hoogwaterstand veilig keren en
wordt voldaan aan de in de verordening voorgeschreven beschermingsnorm. Indien
na afkeuring de conclusie wordt getrokken dat deze dient te worden verbeterd,
ligt het voor de hand om de verbetering zodanig uit te voeren dat de kering
daarna meerdere toetsingscycli kan worden goedgekeurd. Over het algemeen wordt
voor een waterkering uitgegaan van een levensduur van ca. 50 jaar. Met een
dergelijke levensduur kan een investering en een daaraan vaak gekoppelde
ruimtelijke herinrichting voldoende renderen. Om een ontwerp te kunnen maken dat
ca. 50 jaar voldoet, dient de beheerder een inschatting te maken van de
veranderingen in de Maatgevende Hoogwaterstand binnen deze periode. Hierbij
dienen met name klimaatontwikkelingen en veranderingen aan het riviersysteem in
beschouwing genomen te worden. Indien stijgingen van Maatgevende
Hoogwaterstanden te krap worden ingeschat, zal de frequentie van afkeuren en
verbeteren en daarmee de hoogte van de kosten toenemen.
Hydraulische randvoorwaarden Naast de Maatgevende Hoogwaterstanden als afvoer-
en peilgedomineerde waterstanden, kan het nodig zijn om andere hydraulische
randvoorwaarden mee te nemen die relevant zijn voor de bepaling van de
hoogte/zwaarte van de belasting. Uiteraard vormt vervolgens de belasting een
maat om de sterkte van de regionale keringen te kunnen beoordelen. Op het gebied
van hydraulische randvoorwaarden dient voor zover aan de orde rekening gehouden
te worden met wind (richting en snelheid met het oog op golven, opwaaiing),
stroomsnelheden, scheefstand, vorm en duur van hoogwatergolven. Voor veel
regionale wateren geldt dat deze een beperkte breedte en diepte hebben. De
beheerders dienen in het kader van de toetsing zelf te motiveren waar en waarom
bepaalde hydraulische randvoorwaarden van toepassing zijn. Hierbij kan aan de
orde zijn dat verschillende belastingsituaties met elkaar vergeleken moeten
worden.
Uitgangspunten die hebben gegolden bij de bepaling van de Maatgevende
Hoogwaterstanden
Algemeen
* De Maatgevende Hoogwaterstanden gelden op de as van het watersysteem, en op
een interval van meestal 1 km. Hiertoe moeten genoeg rekenpunten worden
vastgesteld in de hydraulische modellering om de ruimtelijke variatie van de
Maatgevende Hoogwaterstanden weer te geven. * Er dient een goede archivering van
de waterschappen te zijn van de onderbouwing van de Maatgevende
Hoogwaterstanden. Hierin dient te zijn opgenomen hoe is geschematiseerd,
gekalibreerd en gevalideerd. De rapportages over achtergronden en resultaten
worden door de beheerders digitaal aan de provincie geleverd. * Bij het
opstellen van de Maatgevende Hoogwaterstanden wordt zo veel mogelijk aangesloten
bij de uitgangspunten van de eerder opgestelde normgevende waterstanden die
worden gebruikt voor de uitvoering van maatregelen in en om ’s-Hertogenbosch en
Breda. * De Maatgevende Hoogwaterstanden worden vastgesteld op basis van de
situatie in 2010. Rivierkundige maatregelen die effect hebben op de Maatgevende
Hoogwaterstanden, maar niet operationeel zijn medio 2010, worden niet verwerkt
in de berekeningen en derhalve niet in de Maatgevende Hoogwaterstanden. Wel
wordt het toekomstig effect van deze maatregelen op de Maatgevende
Hoogwaterstanden in beschouwing genomen in het beheerdersoordeel voor de
toetsing van de keringen (en daarmee in de beslissing over eventuele
versterkingen van de regionale keringen). De inschatting van deze toekomstige
effecten is weergegeven in tabel a en b van deze bijlage.
Technisch/inhoudelijk
* De Maatgevende Hoogwaterstanden zijn representatief voor de waterstanden in
het midden van de waterloop. * Er wordt aangenomen dat ook onder maatgevende
omstandigheden, de structuur van het watersysteem onveranderd blijft; het falen
van bijvoorbeeld kunstwerken en dijken wordt buiten beschouwing gelaten. * Bij
hydraulische en hydrologische modellering moet de schematisatie inzichtelijk en
onderbouwd zijn. Onder de schematisatie wordt verstaan: het modelgebied en de
modelranden en de in het hydraulisch model opgenomen waterlopen, dwarsprofielen,
kunstwerken en rekenpunten. * Bij hydraulische en hydrologische modellering moet
de parameterisatie (bijvoorbeeld ruwheid van waterlopen, coëfficiënten van
kunstwerken en drainageweerstanden van de bodem) inzichtelijk en onderbouwd
zijn. * De afleiding van de randvoorwaarden die aan de boven- en benedenranden
van het model zijn opgelegd en hun onderlinge relatie, moet inzichtelijk en
onderbouwd zijn. * De keuze van de uiteindelijke hoogste waterstand dient
onderbouwd te worden door middel van een beheerdersoordeel.
Totstandkoming berekende hoogste waterstanden
Methodiek waterschap Aa en Maas
Het HOWABO gebied voor Aa en Maas omvat de waterlopen de Dommel vanaf de Bossche
Broek, de Aa vanaf stuw Runkampen, de Dieze en het Drongelens kanaal. Om
hoogwaterberekeningen voor het HOWABO gebied uit te voeren, zijn de
stroomgebieden van de Dommel en de Aa geschematiseerd in een
neerslag-afvoermodel dat gekoppeld is aan een hydraulisch model (Sobek RR-CF).
Het gekoppelde model is gekalibreerd en goed bevonden door deskundigen van de
Waterschappen Aa en Maas en De Dommel en rijkswaterstaat. Omdat ‘s-Hertogenbosch
een beschermingsniveau van 1/150 jaar heeft, zijn voor deze herhalingstijd
berekeningen gemaakt.
Hoge waterstanden in ’s-Hertogenbosch treden op als gevolg van relatief hoge
afvoeren van de Aa en de Dommel in combinatie met hoge waterstanden op de Maas.
Als uitgangspunt voor de hoogwaterberekeningen is gesteld dat de kans op
samenvallen van afvoergolven op de Maas en afvoergolven op de Aa en de Dommel
0.8 is, met een vertraging van de Maaspiek met 55 uur ten opzichte van de Aa en
de Dommel. Hieruit is afgeleid dat een 1/125 jaar afvoergolf op de Maas in
combinatie met 1/100 jaar afvoer van de Aa en de Dommel leidt tot een 1/150 jaar
gebeurtenis in ’s-Hertogenbosch.
Het waterschap Aa en Maas heeft alleen regionale keringen die gelegen zijn in
het zogeheten HOWABO-gebied. De ontwerp-Maatgevende Hoogwaterdstanden voor het
HOWABO gebied zijn gebaseerd op de modelberekeningen van Hydrologic,
[Hydrologic, 2006]. De afvoer van de Maas is sterk bepalend voor de optredende
waterstanden in ’s-Hertogenbosch en meer bovenstrooms op de Aa en de Dommel. Het
al dan niet dan niet samenvallen van de afvoergolven van de Maas en de Aa/Dommel
is hierin belangrijk. In de uitgevoerde hoogwaterstudie is uitgegaan van een
vaste vorm en looptijd van de Maasafvoer en een bepaalde kans op samenvallen van
de afvoergolven, met een vaste vertraging ten opzichte van de Aa en de Dommel.
De afvoer van 1/100 jaar voor de Aa en de Dommel is berekend door een
negendaagse neerslaggebeurtenis van in totaal 110 mm in combinatie met een
initiële grondwaterstand gelijk aan de GHG (Gemiddeld HoogGrondwaterstand).
Methodiek waterschap De Dommel
Voor de keringen die niet onder HOWABO vallen, is er een inventarisatie gemaakt
van de beschikbare meetgegevens van waterstanden. De lengte van de tijdreeksen
varieert van circa 1 tot 36 jaar. Indien geen meetreeks beschikbaar was, is
gebruik gemaakt van het bestaande SOBEK model. De maatgevende waterstanden uit
het SOBEK model zijn getypeerd als ‘ zeer grove indicatie peilen’.
De Maatgevende Hoogwaterstanden zijn aan de hand van overschrijdingsfrequenties
van gemeten waterstanden bepaald. De waterstanden voor lagere frequenties zijn
geëxtrapoleerd. Bij het afleiden van statistiek op basis van meetreeksen is de
POT methode toegepast. Deze POT-waarden zijn geselecteerd uit een meetreeks. Om
een verantwoorde statistische analyse van extreme waterstanden toe te passen is
gekeken naar onafhankelijke gebeurtenissen. Bij iedere POT-waarde is een
tijdsvenster van 30 dagen gehanteerd. Om de POT-waarden grafisch weer te geven
is gebruik gemaakt van plotposities van Benard en Bos-Levenbach.
De invloed van de hoge Maas waterstanden op de regionale waterstanden is
geanalyseerd en indien nodig zijn de Maatgevende Hoogwaterstanden gecorrigeerd.
Beheerders hebben de Maatgevende Hoogwaterstanden gecontroleerd aan de hand van
hun gebiedskennis. Voor het HOWABO gebied wordt verwezen naar de opmerkingen bij
waterschap Aa en Maas. Omdat de gegevens waarop de berekende hoogste
waterstanden zijn gebaseerd, te beperkt zijn voor een betrouwbaar resultaat,
heeft de provincie een onzekerheidsmarge van 0,10m op de door waterschap De
Dommel aangeleverde toetspeilen toegepast en is uitgegaan van verhang op de
Essche stroom. Een en ander op basis van een deskundigenadvies.
Methodiek waterschap Brabantse Delta In het beheergebied van waterschap
Brabantse Delta zijn voor het vaststellen van de normering van de regionale
keringenwaterstanden bepaald voor de Mark-Vliet boezem, het Oude Maasje en de
Roode Vaart Noord. De veiligheidsnorm voor deze keringen is vastgesteld op een
overschrijdingsfrequentie van 1/100 per jaar. De waterstanden voor de normering
zijn met een gecombineerd hydrologisch/ hydraulisch model (SOBEK CF-RR)
berekend. Dit model is gekalibreerd over een tienjarige periode om hoogwater
situaties goed te simuleren. De kansen van voorkomen van de met het model
berekende waterstanden zijn bepaald aan hand van de stochastenmethode. De
stochasten die gebruikt zijn, zijn 1) negen-daags neerslagvolume, 2)
neerslagpatroon (verdeling van de neerslag over de tijd) en 3) de
voorgeschiedenis van de bodem. De benedenrand is niet als stochast gedefinieerd,
en is vastgesteld als een constant peil (0,5 m + NAP) op het Volkerak–Zoommeer.
De berekende benedenstroomse waterstanden op de Mark-Vliet boezem worden sterk
beïnvloed door deze rand.
Het waterschap stelt dat de afgeleide Maatgevende Hoogwaterstanden ten behoeve
van de normering (niet zondermeer) kunnen worden gehanteerd als de Maatgevende
Hoogwaterstanden voor de toetsing. Een belangrijke reden hiervoor zijn
(impliciete) onzekerheden verbonden aan de gehanteerde stochastenmethode.
Berekende maatgevende waterstanden worden bij deze methode over het algemeen
overschat doordat de kansverdeling van de stochastische parameters en hun
onderlinge relaties niet bekend zijn. Het waterschap heeft daarom de Maatgevende
Hoogwaterstanden afgeleid op basis van berekeningen met gecorrigeerde 100-jarige
neerslagreeksen en een aanvullende extreme waarden analyse. Neerslagreeksen
(1906-2005) van De Bilt zijn getransformeerd naar 100-jarige reeksen voor 7 KNMI
stations in het beheergebied van waterschap Brabantse Delta. Deze reeksen zijn
doorgerekend met het oppervlaktewater model (Sobek CF-RR) en vervolgens middels
kansdichtheidfuncties geanalyseerd aan de hand van jaarmaxima. Deze
frequentieanalyses hebben uiteindelijk geleid tot maatgevende waterstanden
behorend bij het beschermingsniveau van 1/100 jaar.
De resultaten van deze berekeningen zijn op consistentie vergeleken met de
eerdergenoemde stochastenberekeningen en analyses van maatgevende afvoeren en
waterstanden uit het verleden. Ook is een gevoeligheidsanalyse uitgevoerd
voor:
* de keuze van de benedenrandvoorwaarde (geconstrueerde dynamische benedenrand
voor de huidige situatie en constant (hoog) peil op het Volkerak–Zoommeer) * de
inzet van de vierde bergboezem * klimaatscenario G+ * ruimtelijke variabiliteit
van neerslag (met neerslagradar data) * toekomstige ontwikkelingen.
Voor de tabellen bij de toelichting, download Provinciaal Blad 2010, 241.pdf