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