Waterveiligheid
Het geven van meer ruimte aan de rivier leidt tot een waterstandsdaling in de rivieren. De mate waarin het effect heeft, is lastig op voorhand te kwantificeren, aangezien het sterk afhankelijk is van waar de maatregel wordt uitgevoerd en hoe ver de invloed in het systeem reikt. Waterstandsdaling heeft in algemene zin een positief effect op de waterveiligheid maar kan beperkend zijn voor de scheepvaart.
Door het vergroten van de afvoercapaciteit zal de impact op de waterveiligheid voornamelijk positief zijn (voor overlopen, overslag, instabiliteit en piping) doordat waterstanden dalen. De waterstandsdaling kan worden verdisconteerd in de grenstoestandsfuncties die beschikbaar zijn in het Beoordelings- en ontwerpinstrumentarium voor primaire waterkeringen (BOI). Voor de berekening van overloop en golfoverslag zijn hydraulische databases (inclusief rivieraanpassing) nodig waarin de kans op waterstanden voor meerdere terugkeertijden gegeven is. Maatregelen in de uiterwaarden kunnen echter ook een negatieve impact hebben (voor instabiliteit en piping) doordat de intredeweestand wordt gereduceerd bij het doorsnijden van afdekkende kleilagen waardoor kwelwater sneller onder de dijk zal doorstromen wat leidt tot een toename van de stijghoogte, en ook de golf reducerende werking (voor overslag) van het voorland (de uiterwaard) zal afnemen wanneer dit wordt afgegraven t.b.v. rivierverruiming. In de grenstoestandsfuncties in het BOI instrumentarium kan daartoe de kwelweglengte/intredeweerstand worden gereduceerd.
In Tabel 2.2 is een amenvatting gegeven van de impact van rivierverruiming op de waterveiligheid.
Het Rijk stelt de regels op voor het uitvoeren van de veiligheidsbeoordeling op en stelt leidraden beschikbaar voor het ontwerp en het beheer van primaire keringen. Deze regels zijn beschikbaar in het Beoordelings- en ontwerpinstrumentarium (BOI). Het instrumentarium bestaat uit handleidingen, technische leidraden, software-applicaties en databases. Deze instrumenten worden gebruikt om de overstromingskans van een dijktraject te bepalen.
In de Handleiding Overstromingskansanalyse dijken/dammen (deel 1 – 5) zijn rekenregels terug te vinden om bijvoorbeeld de impact van een waterstandsdaling op verschillende faalmechanismen van dijken te berekenen. De rekenregels zijn ook verwerkt in de applicaties die onderdeel uitmaken van het BOI (zoals Riskeer), zodat deze gebruikt kunnen worden om de kans van optreden van bepaalde faalmechanismen te berekenen. De actuele documenten van het instrumentarium zijn terug te vinden op het BOI-portaal.
Dijkterugleggingen
Door het verleggen van de dijk naar het binnenland, ontstaat meer ruimte voor het water, waardoor de waterstanden in de rivier afnemen. Dit verlagende effect werkt alleen door in stroomopwaartse richting. Afhankelijk van de omvang van de dijkteruglegging in vergelijking tot de huidige breedte van het winterbed kunnen grote waterstanddalingen tot lokaal meer dan 30 cm worden bereikt. Hiervoor dient de breedte van het winterbed in sommige gevallen meer dan verdubbeld te worden. Het is van belang dat het gebied meestroomt tijdens hoogwater; als het water stilstaat kan het beter als retentiegebied worden ingericht (ARK, 2018). Zie ook het concept Waterbergingsgebieden.
Aanleg nevengeulen
Nevengeulen zijn een vorm van dijkteruglegging waarbij het nieuwe winterbed losligt van de huidige stroomgordel en waar al dan niet een nevengeularm in wordt gegraven. Zonder een nieuw gegraven bedding wordt dit een groene rivier genoemd. Nevengeulen kunnen permanent stromend zijn of alleen bij hoogwater een deel van het water afvoeren. De effectiviteit is het grootst als in het nieuwe winterbed ook een nieuwe bedding wordt uitgegraven. Afhankelijk van de lengte en de doorstroomcapaciteit van de nevengeul kunnen tientallen centimeters waterstanddaling worden gerealiseerd. Zo bedraagt het effect van de circa 10 km lange en 500-1000 m brede groene rivier bij Veessen-Wapenveld bijna 75 cm. Nevengeulen kunnen daarmee de gehele klimaatopgave op een locatie invullen. Als de dijken ondanks de waterstandsdaling versterkt dienen te worden, hoeft de dijk minder hoog te worden. De maatregel kan worden toegepast in dunbevolkte trajecten waar over minimaal 5 km een nevengeul aangelegd kan worden naast de bestaande rivierloop (ARK, 2018).
Uiterwaardmaatregelen
Het doel van uiterwaardmaatregelen is het vergroten van de afvoercapaciteit. Dit leidt tot lagere hoogwaterstanden. De waterstanden dalen ter hoogte van de maatregelen en bovenstrooms ervan (stuwkromme-effect). Uiterwaardmaatregelen beïnvloeden de rivierafvoer niet of nauwelijks. Het effect op waterstanden benedenstrooms is daarom nihil (ALR, 2007). Het kan als compensatie gelden voor (deels) buitenwaartse versterkingen.
Doordat zomerkades worden verwijderd en de uiterwaarden worden verlaagd (weerdverlaging), ontstaat meer ruimte voor water en worden de waterstanden ter plaatse lager. De uiterwaard heeft hierdoor meer interactie met de rivier en kan daardoor eerder meestromen. Ook zorgt het voor een toename van de afvoercapaciteit. De opbrengst voor de waterveiligheid is het grootste als de uiterwaard ook wordt verlaagd – eventueel in combinatie met geulen – en is afhankelijk van de mate van vergraving en de uiteindelijke vegetatie die er gaat groeien. Het effect van uiterwaardverlaging wordt groter naarmate meer opeenvolgende uiterwaarden worden verlaagd en ook obstructies in de uiterwaarden, zoals de zomerkades worden verwijderd (ARK, 2018). De geschiktheid van uiterwaarden voor de aanleg van nevengeulen is beschreven in Asselman en Klijn (2003). Een nevengeul kan tot stand komen door het graven van een nieuwe geul of door het heropenen van oude geulenError! Bookmark not defined.. Door de aanleg van plassen in een uiterwaard vermindert de stromingsweerstand omdat een open wateroppervlak hydraulisch gezien ‘glad’ is. De bovenste waterlaag van 2 tot 5 meter stroomt ook mee, waardoor de afvoercapaciteit verder toeneemt (ALR, 2007).
Door uiterwaardmaatregelen kan de waterveiligheid ook negatief beïnvloed worden, doordat de golfrandvoorwaarden bij de dijk toenemen als de strijklengte of de waterdiepte toeneemt. Ook kunnen uiterwaardmaatregelen invloed hebben op faalmechanismen zoals piping en macrostabiliteit, doordat de kwelweglengte wordt gereduceerd en/of de intredeweerstand wordt verlaagd door het graven in afdekkende kleilagen (ALR, 2007).
Zomerbedmaatregelen
Zomerbedverruiming leidt tot lagere waterstanden bij alle afvoeren. De waterstanden dalen ter plaatse van de maatregel en bovenstrooms daarvan (stuwkromme-effect). Omdat over het algemeen het grootste deel van de hoogwaterafvoer door het zomerbed stroomt, zijn zomerbedmaatregelen zeer effectief voor het behalen van waterstandverlaging (Technische Leidraad UiterwaardmaatregelenError! Bookmark not defined.). Zomerbedverlaging kan ook een negatief effect op het faalmechanisme piping en zettingsvloeiiing hebben door het reduceren van de intredeweerstand en het realiseren van een steile helling.
Door het verlagen van de kruin van de krib overstroomt de krib vaker en neemt het doorstroomprofiel toe, waardoor de waterstand in de rivier daalt. Dit is positief voor de waterveiligheid. Langsdammen zijn dammen die evenwijdig aan de oever in de rivier liggen en de kribben in het geheel vervangen. Deze dam is meestal lager dan de voormalige kribben en overstroomt circa 50 dagen per jaar. De rest van de tijd stroomt een deel (18 tot 27%) van het rivierwater achter de langsdam langs (De Ruijsscher et al., 2020). De langsdammen zorgen ook voor lagere waterstanden tijdens hoogwater, omdat de kribben zijn verwijderd en het doorstroomprofiel van de rivier daarmee groter is geworden (ARK, 2018).
Een pilot die momenteel langs de Waal nabij Tiel wordt uitgevoerd, moet uitwijzen hoe effectief dit concept is. De inlaat van de geul achter de langsdam is regelbaar en daarmee kan de hoeveelheid water gereguleerd worden. Het uiteindelijke effect op de waterstanden bij maatgevende omstandigheden is vooraf ingeschat op 6 tot 12 cm. Vanwege de mogelijke morfologische effecten op de hoofdgeul, aanzanding, en extra erosie van de oever, is moeilijk in te schatten wat op langere termijn de effecten zullen zijn (ARK, 2018).