Bijlage 19 - Bijlage 4 bij MER Willemspolder Fase 1 Rivierkundige effectbepaling

Opdrachtgever: Dekker Groep

Willemspolder Fase 1 Rivierkundige effectbepaling

DEFINITIEF

29 januari 2021

januari 2021

Colofon Opdracht:

Willemspolder Fase 1 Rivierkundige effectbepaling Opdrachtgever: Dekker Groep Opdrachtnemer: Anneke de Joode Rivierkundig Advies i.s.m. Agtersloot Hydraulisch Advies en RiQuest Auteur: ir. D.G. Meijer Collegiale toets: drs. A. de Joode, drs. R.C. Agtersloot Datum: 29 januari 2021 Projectcode: 079.07 Status: versie 2.0 Document: 20210129_Willemspolder-Fase1_v2.0.docx

ii

20210129_Willemspolder-Fase1_v2.0.docx

januari 2021

Inhoud Samenvatting ....................................................................................................................................... vii 1

Inleiding ........................................................................................................................................ 1 1.1

2

1.1.1

Het MER Herinrichting Willemspolder (fase 1) .................................................................... 1

1.1.2

Plan .................................................................................................................................. 1

1.1.3

Gebied .............................................................................................................................. 1

1.1.4

Wijze van onderzoek ......................................................................................................... 2

1.2

Doelstelling ........................................................................................................................... 4

1.3

Uitgangspunten..................................................................................................................... 4

1.4

Leeswijzer ............................................................................................................................. 4

Referentiesituatie ........................................................................................................................... 5 2.1

Geometrische aanpassingen .............................................................................................. 5

2.1.2

Hydraulische modellering bij diverse afvoerniveaus............................................................ 6 Modelactualisatie (tweede stap: binnen de projectcontour).................................................... 6

2.2.1

Geometrische aanpassingen .............................................................................................. 6

2.2.2

Hydraulische modellering bij diverse afvoerniveaus............................................................ 7

Willemspolder Fase 1: het Basisalternatief ...................................................................................... 8 3.1

Geometrische modellering ..................................................................................................... 8

3.2

Hydraulische modellering ...................................................................................................... 9

3.3

Waterstandseffecten bij diverse afvoerniveaus .................................................................... 10

3.4

Hinder voor scheepvaart: effecten op dwarsstroming .......................................................... 12

3.5

Morfologische effecten ........................................................................................................ 13

3.6

Waterdiepteanalyse ............................................................................................................. 14

3.6.1

Verrastering van de WaqMorf-resultaten (jaargemiddelde verandering) ........................... 14

3.6.2

Projectgebied en hectometervakken ................................................................................ 14

3.6.3

Analyse van de rasterdata ............................................................................................... 15

3.6.4

Analyse van de hectometervakken .................................................................................. 17

3.6.5

Baggervolumes ............................................................................................................... 20

3.6.6

Niet-baggerlocaties ......................................................................................................... 21

3.6.7

Bijzondere zones van het vaarwegbeheer ........................................................................ 21

3.6.8

Samenvatting .................................................................................................................. 23

3.7 4

Modelactualisatie (eerste stap: buiten de projectcontour) ...................................................... 5

2.1.1 2.2

3

Achtergrond .......................................................................................................................... 1

Tijdelijke situatie zonder vegetatieontwikkeling .................................................................... 23

Willemspolder Fase 1: het Voorkeusalternatief (VKA) ................................................................... 25 4.1

Geometrische modellering ................................................................................................... 25

4.2

Duiker in de Nieuweweg met nevengeul .............................................................................. 26

4.3

Hydraulische modellering .................................................................................................... 27

4.4

Waterstandseffecten bij diverse afvoerniveaus .................................................................... 27

4.5

Hinder voor scheepvaart: effecten op dwarsstroming .......................................................... 29

4.6

Morfologische effecten ........................................................................................................ 29

20210129_Willemspolder-Fase1_v2.0.docx

iii

januari 2021

4.7

Tijdelijke situatie zonder vegetatieontwikkeling .................................................................... 30

5

Rivierkundig Beoordelingskader .................................................................................................... 31

6

Gebiedsvisie Middenwaal (Willemspolder en Gouverneurspolder).................................................. 34

7

8

6.1

Inleiding .............................................................................................................................. 34

6.2

Geometrische modellering ................................................................................................... 34

6.3

Hydraulische modellering..................................................................................................... 34

6.3.1

Waterstandseffecten bij hoogwater ................................................................................. 34

6.3.2

Hinder voor scheepvaart: effecten op dwarsstroming....................................................... 35

6.3.3

Morfologische effecten..................................................................................................... 35

Conclusies en aanbevelingen ........................................................................................................ 36 7.1

Conclusies ........................................................................................................................... 36

7.2

Aanbevelingen..................................................................................................................... 37

Referenties .................................................................................................................................. 38

Bijlagen Bijlage 1

Ontwerptekening Willemspolder fase 1 (Meet BV, 2020)

Bijlage 2

Overzicht van Baseline-maatregelen en -gebiedsmodellen en WAQUA-modelsimulaties

Bijlage 3

Rivierkundig Beoordelingskader 5.0 (Rijkswaterstaat, 2019)

Bijlage 4

Gebiedsmodellering met behulp van Baseline

Bijlage 5

Ruimtelijke resultaten uit Waqview: Willempolder Fase 1

Bijlage 6

Analyse effecten op dwarsstroming bij diverse afvoerniveaus

Bijlage 7

Schatting van morfologische effecten m.b.v. WaqMorf

iv

Bijlage 7.1

Basisalternatief

Bijlage 7.2

Voorkeursalternatief

Bijlage 7.3

Overzicht morfologische analyses met behulp van WaqMorf

Bijlage 7.4

Morfologische effecten per hectometervak

Bijlage 7.5

Waterdiepteanalyse per hectometervak

20210129_Willemspolder-Fase1_v2.0.docx

januari 2021

Lijst van afbeeldingen Figuur 1

Basisalternatief Willemspolder Fase 1 op ondergrond actuele situatie, zie ook Bijlage 1...... 3

Figuur 2

Contouren (lichtoranje) van de modelactualisatie (wp_gp_ref) met maatregelnamen......... 5

Figuur 3

Modelactualisatie van beno18_5-v1 naar wp_gp_ref (eerste stap): waterstandseffect bij diverse afvoerniveaus (eerste stap: actualisatie buiten de ingreepcontour)........................ 6

Figuur 4

Contour van de modelactualisatie (wp_gp_ref_v2) met maatregelnaam ............................ 6

Figuur 5

Modelactualisatie van wp_gp_ref naar wp_gp_ref_v02 (tweede stap): waterstandseffect bij diverse afvoerniveaus (tweede stap: actualisatie doorvaartopening binnen de ingreepcontour) ................................................................................................................ 7

Figuur 6

Bodemhoogte (m+NAP) en lengteprofiel van de referentiesituatie (wp_gp_ref_v2) ........... 8

Figuur 7

Bodemhoogte (m+NAP) en lengteprofiel van het ontwerp Willempolder Fase 1 (wp_gp_var01) ................................................................................................................. 9

Figuur 8

Waterstandseffect in rivieras: Basisalternatief Willemspolder Fase 1 ten opzichte van de referentiesituatie (afvoerniveaus gelden te Lobith) .......................................................... 10

Figuur 9

Hoge kade (9 m+NAP) om plas, boven: referentie (wp_gp_ref_v2), onder: ontwerp (wp_gp_var01) ............................................................................................................... 11

Figuur 10

Maximaal waterstandseffect als functie van het rivierdebiet (Basisalternatief) .................. 12

Figuur 11

Morfologisch effect binnen analysecontour van de vaargeul: jaargemiddelde veranderingen (cm) ............................................................................................................................... 14

Figuur 12

Projectgebied Willemspolder (wl_willems_a3) en analysecontour met de hectometervakken ...................................................................................................................................... 14

Figuur 13

Waterdiepte ten opzichte van norm (referentiesituatie) met klasse-indeling en histogram. 15

Figuur 14

Locaties met een waterdiepte minder dan de norm (referentiesituatie) ............................. 15

Figuur 15

Waterdiepte in vaargeul onder de norm (referentiesituatie): locatie Willemspolder ........... 16

Figuur 16

Morfologisch effect binnen de vaargeul: verslechtering op locaties met een waterdieptetekort ...................................................................................................................................... 16

Figuur 17

Morfologisch effect binnen de vaargeul: verbetering op locaties met een waterdieptetekort ...................................................................................................................................... 17

Figuur 18

Waterdiepte ten opzichte van de norm per hectometervak (referentiesituatie) .................. 17

Figuur 19

Gemiddeld morfologisch effect per hectometervak (cm) .................................................. 18

Figuur 20

Histogram: erosie/sedimentatie per hectometervak door morfologische verandering (boven in mm, beneden in m3) ................................................................................................... 18

Figuur 21

Waterdiepte ten opzichte van de norm inclusief morfologische effecten per hectometervak (drie gewijzigde classificaties: zie pijlen).......................................................................... 19

Figuur 22

Bodemhoogte ten opzichte van de norm: gemiddelde en maximum per hectometervak (boven: analysecontour, onder: uitsnede nabij projectlocatie) ......................................... 19

Figuur 23

Ligging van de niet-baggerlocaties bij Dreumel en Wamel .............................................. 21

Figuur 24

Bijzondere zones van het vaarwegbeheer ....................................................................... 21

Figuur 25

Voorbeelden van bijzondere zones voor het vaarwegbeheer: sedimentatie (zone 196) en erosie (zones 132 en 200), de locaties van waterdieptetekort vallen buiten het sedimentatiebereik. ........................................................................................................ 22

Figuur 26

Bijzondere zone voor het vaarwegbeheer (zone 195): erosie juist buiten de vaargeul ...... 22

Figuur 27

Waterstandseffect van tijdelijke situatie en eindsituatie bij 10.000 en 16.000 m3/s (te Lobith) ...................................................................................................................................... 23

20210129_Willemspolder-Fase1_v2.0.docx

v

januari 2021

Figuur 28

Dwarsstroming in tijdelijke situatie en eindsituatie bij 10.000 m3/s (te Lobith) .................. 24

Figuur 29

Visualisatie van het Voorkeursalternatief (VKA) ................................................................ 25

Figuur 30

Bodemhoogte (m+NAP) en lengteprofiel van het VKA Willempolder Fase 1 (wp_gp_vka) 26

Figuur 31

Dwarsprofiel van de duiker en de nevengeul.................................................................... 26

Figuur 32

Waterstandseffect in rivieras: VKA Willemspolder Fase 1 ten opzichte van de referentiesituatie (afvoerniveaus gelden te Lobith) ......................................................................... 27

Figuur 33

Waterstandseffect in rivieras: Voorkeursalternatief en Basisalternatief Willemspolder Fase 1 ten opzichte van de referentiesituatie (16.000 m3/s te Lobith) ......................................... 28

Figuur 34

Maximaal waterstandseffect als functie van het rivierdebiet ............................................. 28

Figuur 35

Dwarsstroming in referentiesituatie, Basisalternatief en Voorkeursalternatief bij 8.000 m3/s (te Lobith): hier voldoet het VKA als enige niet aan het RBK-criterium van 0,15 m/s. ...... 29

Figuur 36

Schatting van waterstandseffect (deze effecten zijn NIET berekend) van tijdelijke situatie en eindsituatie bij 10.000 en 16.000 m3/s (te Lobith) ........................................................... 30

Figuur 37

Overzicht van de maatregelencontouren binnen de gebiedsvisie ...................................... 34

Figuur 38

Waterstandseffect in rivieras: Gebiedsvisie (totaal), VKA (Willemspolder Fase 1), en Basisalternatief (Willemspolder Fase 1) ten opzichte van de referentiesituatie (16.000 m3/s te Lobith) ........................................................................................................................ 35

vi

20210129_Willemspolder-Fase1_v2.0.docx

januari 2021

Samenvatting Dekker Groep is voornemens een uitbreiding van de zandwinlocatie aan de Waal bij IJzendoorn te realiseren (rkm 908,0 - 910,3), bestaande uit een herprofilering van de drie bestaande plassen en de aanleg van een haven. Hiertoe is in opdracht van Dekker Grondstoffen BV een ruimtelijk ontwerp uitgewerkt (Meet BV, 2020). Het betreft de eerste fase van het project Willemspolder. Voorliggende rapportage beschrijft een rivierkundige beoordeling van de voorgenomen ingreep, waarbij het ontwerp langs de criteria van het Rivierkundig Beoordelingskader 5.0 (Rijkswaterstaat, 2019) gelegd wordt. Dit is een noodzakelijke stap voor het verkrijgen van een Waterwetvergunning van de rivierbeheerder, Rijkswaterstaat Oost-Nederland. Hierbij is ook gekeken naar de onbegroeide situatie direct na aanleg, die als tijdelijke situatie vanuit het oogpunt van stroomsnelheden als meest kritisch beschouwd wordt. Er zijn twee ontwerpen geanalyseerd. Het eerste is het Basisalternatief, het initiële ontwerp dat al in een eerder stadium hydraulisch en morfologisch beoordeeld is.

Vervolgens heeft een optimalisatie plaatsgevonden, bestaande uit een herprofilering van de doorvaartopening, de plassen, een diepere onderlinge verbinding van de plassen, een andere locatie van het bedrijfsterrein bij de haven en een verlaging van de zomerkade van 9,00 naar 8,30 m+NAP en de oeverwalverlaging naar 8,00 m+NAP (benedenstrooms van de invaartopening). Deze optimalisatie is het Voorkeursalternatief (VKA). Beide alternatieven zijn in deze rapportage op alle rivierkundige aspecten beoordeeld. Hoogwaterveiligheid We concluderen dat het Basisalternatief bij hoogwater niet leidt tot waterstandverhogingen in de Waal (met uitzondering van een lokaal benedenstrooms effect van 11 mm). Gesommeerd zorgt de ingreep zelfs voor een lichte netto waterstandsdaling. De maximale waterstandsdaling bedraagt 9 mm in de rivieras. In de tijdelijke onbegroeide situatie kort na aanleg is dit maximaal 16 mm in de rivieras. Het benedenstroomse effect neemt in de tijdelijke situatie niet toe. Het VKA leidt tot iets meer waterstandsdaling (maximaal 14 mm in de rivieras) en een bijna even groot benedenstrooms effect (10 mm). Bij lagere afvoerniveaus is er duidelijker onderscheid: Het VKA stroomt eerder en meer door dan het Basisalternatief, hetgeen terug te zien is in iets sterkere stroomsnelheidseffecten.

Er is voor het VKA niet gekeken naar de tijdelijke situatie zonder begroeiing, maar wel een onderbouwde schatting gemaakt. Hinder voor scheepvaart Ten aanzien van hinder voor scheepvaart is gekeken naar effecten op dwarsstroming, eerst voor het Basisalternatief. Er zijn bij voor de scheepvaart relevante afvoerniveaus geen ongunstige effecten waargenomen, met uitzondering van één locatie bij alleen het hoogste afvoerniveau van 10.000 m3/s (te Lobith). Het gaat om de doorvaartopening, waar bij dit afvoerniveau de landinwaartse dwarsstroming toeneemt van 0,15 tot 0,30 m/s. Hoewel dit meer dan het RBK-criterium is, merken wij op dat deze waarde nog steeds beperkt is en dat de frequentie van voorkomen van dit afvoerniveau ca. 15 jaar is. In de nabije omgeving bevinden zich in de huidige situatie al vier locaties met een hogere dwarsstroming bij lagere afvoerniveaus. Wij bevelen aan de genoemde uitkomst in dit perspectief te beoordelen. Bij het VKA treedt ditzelfde effect op, maar het begint al bij een lager afvoerniveau. Ook bij 8.000 m3/s (te Lobith) wordt het RBK-criterium overschreden, waar dit in de referentiesituatie en bij het Basisalternatief nog niet het geval is. Morfologische effecten De effecten op de bodemmorfologie zijn geschat met behulp van WaqMorf. Hierbij is er in het Basisalternatief sprake van: • • •

een jaargemiddeld resultaat: maximale sedimentatie 6 tot 8 cm in de vaargeul, geschat netto volume 5.280 m3 (GIS-analyse: 5.499 m3); een resultaat na langdurig herstel bij laagwater: maximale sedimentatie 2 tot 4 cm in de vaargeul, geschat netto volume 3.440 m3; een resultaat na een hoogwaterperiode: maximale sedimentatie 8 tot 10 cm in de vaargeul, geschat netto volume 7.540 m3.

20210129_Willemspolder-Fase1_v2.0.docx

vii

januari 2021

De waterdiepteanalyse laat zien dat er met betrekking tot de waterdiepte een lokale netto verslechtering plaatsvindt. Deze concentreert zich bij de projectlocatie. De hoeveelheid aanvullend baggerwerk bedraagt 288 m3 (uitgaande van het theoretisch baggervolume ten opzichte van de CCR-norm. Deze hoeveelheid is beperkt en beheersbaar. Bij andere baggerscenario’s gelden er andere getallen (zie einde Bijlage 7). In het VKA zijn deze getallen aanzienlijk groter: • • •

een jaargemiddeld resultaat: maximale sedimentatie 10 tot 30 cm in de vaargeul (met een enkele randzone daarboven), geschat netto volume 112.120 m3, een resultaat na langdurig herstel bij laagwater: maximale sedimentatie 10 tot 30 cm in de vaargeul (echter over een geringere oppervlakte dan jaargemiddeld), geschat netto volume 51.160 m3; een resultaat na een hoogwaterperiode: maximale sedimentatie 50 tot 100 cm in de vaargeul, geschat netto volume 190.180 m3.

Voor het VKA is vooralsnog geen waterdiepteanalyse uitgevoerd. Naar ons oordeel is het voorliggende ontwerp (Willemspolder Fase 1: VKA) een evenwichtig uitgewerkte invulling van de wens van de eigenaar om de zandwinlocatie uit te breiden. Wij bevelen echter aan het ontwerp nader te optimaliseren teneinde de te verwachten sedimentatie te reduceren, alvorens het ontwerp aan de rivierbeheerder Rijkswaterstaat Oost-Nederland voor vergunningverlening in het kader van de Waterwet voor te leggen. Hierbij kunnen de ontwerpparameters van het Basisalternatief als inspiratiebron dienen. Zo geldt de kruinhoogte van de zomerkade (8,30 tegenover 9,00 m+NAP in het Basisalternatief) als vrijheidsgraad voor het uitvoeringsontwerp om het morfologische effect terug te dringen. Eventueel kan het Basisalternatief zelfs als terugvaloptie fungeren. Tot slot geeft de rapportage een doorkijk naar de toekomst, waarin de toekomstige ambities van Dekker Groep voor zandwinning, recreatie en natuur tot uitdrukking worden gebracht. Het betreft naast het Voorkeursalternatief van Fase 1 ook een uitwerking voor Fase 2 van de Willemspolder, een ontwerp voor de Gouverneurspolder en een verlaging van de Nieuweweg tot 0 m+NAP (tussen de overnachtingshaven IJzendoorn en de Willemspolder) om een sterkere waterstandsdaling te realiseren.

Dit alternatief (Gebiedsvisie) wordt in deze rapportage niet rivierkundig beoordeeld, maar ter kennisgeving gepresenteerd, waarbij alleen de hydraulische effecten bij het hoogste afvoerniveau (16.000 m3/s te Lobith) zijn geanalyseerd.

viii

20210129_Willemspolder-Fase1_v2.0.docx

januari 2021

0

20210129_Willemspolder-Fase1_v2.0.docx

januari 2021

1

Inleiding

1.1 Achtergrond 1.1.1

Het MER Herinrichting Willemspolder (fase 1)

Voorliggend onderzoek is opgesteld als onderdeel van de milieueffectrapportage [hierna: de m.e.r. (procedure) of het MER (rapport)] voor de herinrichting van Willemspolder fase 1. In dit rapport wordt het milieueffect van de Herinrichting Willemspolder (fase 1) nader onderzocht. Naast het feit dat dit rapport een bijlage bij het MER vormt, vormt het een zelfstandig leesbaar rapport, mede ten behoeve van de vergunningsaanvraag voor de Waterwet. Het project beoogt delfstoffenwinning mogelijk te maken waarna het gebied wordt ingericht ten behoeve van hoogwaterveiligheid, natuurontwikkeling, recreatie, landschapsinrichting, duurzaamheid en mobiliteit. De Willemspolder vormt een uiterwaard rond de Waal. Samen met de Gouverneurspolder maakt de Willemspolder deel uit van de Midden-Waal. Willemspolder Fase 1 betreft het plangebied vanaf de Nieuweweg in IJzendoorn tot circa 500 meter voor de Prins Willem-Alexanderbrug in Echteld. Fase 2 en 3 betreffen de resterende Willemspolder tot aan het Amsterdam Rijn-kanaal en de Gouverneurspolder. Op korte termijn kiest Dekker Grondstoffen BV (hierna Dekker) ervoor om eerst Willemspolder fase 1 te realiseren. 1.1.2

Plan

Dekker heeft een gebiedsvisie voor de inrichting van de Midden-Waal opgesteld. De visie komt voort uit de wens van Dekker om haar eigendommen in dit gebied in te zetten voor toekomstige projecten op het vlak van bouwgrondstoffenvoorziening in combinatie met de maatschappelijke opgaven. De ambitie is het agrarisch areaal om te vormen tot riviernatuur zoals stroomdalgrasland en ooibos en de gebieden in te richten en open te stellen voor recreanten. Daarnaast krijgt het bestaande bedrijfsterrein een nieuwe duurzame invulling. Randvoorwaarden voor de ontwikkeling zijn aanvaardbare milieueffecten en een positieve bijdrage aan de lokale leefomgeving. Het plan gaat uit van de aanleg van hoogwatergeulen die qua schaal in lijn zijn met de reeds aanwezige plassen in het gebied. Op deze plaatsen wordt dieper water toegestaan ten gunste van de bouwgrondstoffenvoorziening. Daarnaast worden ondiepere stromende geulen aangelegd om de ecologische waterkwaliteit te verbeteren. Doel is om in lijn met de programmatische aanpak grote wateren “toekomstbestendige grote wateren te creëren waar hoogwaardige natuur goed samengaat met een krachtige economie”. 1.1.3

Gebied

Willemspolder fase 1 grenst direct aan het kantoor van Dekker aan de Waalbandijk 1 in IJzendoorn. De Nieuweweg vormt als het ware een scheidingsdam tussen de overnachtingshaven van Rijkswaterstaat en de voormalige zandwinplassen (Oostplas en Westplas). Deze plassen worden door twee landtongen verdeeld en staan door een open verbinding (invaart) met de Waal in contact. De Nieuweweg ontsluit het bedrijfsterrein aan de Waal, een voormalige steenfabriek met bedrijfswoning, kantoor en op- en overslagfaciliteiten. Een deel van het bedrijfsterrein is rond 1975 legaal opgehoogd met zogenaamde pyrietslakken. Aan de oostzijde van het bedrijfsterrein is in het verleden bouw- en sloopafval gedeponeerd. Deze deellocaties worden beschouwd als voormalige stortplaatsen. Naast de Waalbandijk, die de primaire waterkering vormt, is in het plangebied een zomerkade als secundaire waterkering aanwezig. Tussen de Waalbandijk en de Waardweg zijn twee poelen gelegen, genaamd 1e en 2e Run. Ter hoogte van de Heersweg en Koepelweg is een derde zandwinplas gelegen die ’t Spijker wordt genoemd. Tussen de Waal en de zomerkade is een natuurlijke oeverwal gelegen. De Westelijke begrenzing van het plangebied op circa 500 meter van de Prins Willem-Alexanderbrug is gekozen op basis van de eigendomspositie van Dekker.

20210129_Willemspolder-Fase1_v2.0.docx

1

januari 2021

1: Overnachtingshaven RWS 2: Toegangsweg kantoor Dekker 3: Kantoor Dekker 4: Kern IJzendoorn 5: Nieuweweg 6: poelen 1e en 2e Run 7: Waardweg 8: Oostplas 9: Voormalige stortplaats 10: Bedrijfsterrein voormalige steenfabriek 11: Landtongen 12: Pyrietslakkenstort 1.1.4

13: Westplas 14: Invaart 15: Dijkzone 16: Zomerkade 17: Koepelweg 18: Heersweg 19: plas ’t Spijker 20: Oeverwal 21: Waal 22: Waalbandijk 23: Prins Willem-Alexanderbrug

Wijze van onderzoek

De systematiek voor het MER en het onderzoek is als volgt opgebouwd: 1. Referentiesituatie De huidige situatie van het plangebied met de autonome ontwikkelingen vormen samen de referentiesituatie. 2. Basisalternatief In de afgelopen jaren is de nodige voorbereiding getroffen om een plan voor de uitvoering op te stellen, ook wel het Basisalternatief genoemd. 3. Voorkeursalternatief Het Basisalternatief wordt geoptimaliseerd aan de hand van vijf doelstellingen. Per doelstelling zijn diverse optimalisaties en alternatieven geïnitieerd. De optimalisaties en alternatieven zijn in expertmeetings beoordeeld op haalbaarheid en milieueffecten (zie het MER voor deze resultaten). Daarbij zijn conflicterende belangen in beeld gebracht. Hieruit is het voorkeursalternatief (VKA) gevormd. In dit rapport wordt het VKA kwalitatief en kwantitatief beoordeeld. 4. Tijdelijke situatie en Gebiedsvisie Midden-Waal Tenslotte wordt ook een beoordeling van de tijdelijke situatie tijdens de realisatie en het VKA als onderdeel van de gebiedsvisie Midden-Waal gemaakt.

2

20210129_Willemspolder-Fase1_v2.0.docx

januari 2021

In het volgende schema is deze werkwijze geschematiseerd (zie Tabel 1). Tabel 1

Schematische weergave van het ontwerpproces

Referentiesituatie: Basis-

huidige situatie + autonome

alternatief

ontwikkeling

Optimalisaties

Varianten

Bouwgrondstoffen-

Bouwgrondstoffen-

behoefte

behoefte

Hoogwaterveiligheid

Hoogwaterveiligheid

Natuurontwikkeling

Natuurontwikkeling

Landschapsinrichting

Landschapsinrichting

en recreatie

en recreatie

Duurzaamheid en

Duurzaamheid en

mobiliteit

mobiliteit

Voorkeurs-

Tijdelijke

Gebiedsvisie

alternatief

situatie

Midden-Waal

(VKA)

(incl. VKA)

De voorgenomen uitbreiding van de zandwinlocatie aan de Waal bij IJzendoorn bestaat uit een herprofilering van de drie bestaande plassen en de aanleg van een haven (locatie Waal: rkm 908,0 910,3). Hiertoe is in opdracht van Dekker Grondstoffen BV een ruimtelijk ontwerp uitgewerkt (Meet BV, 2020), zie Bijlage 1. Figuur 1 geeft hiervan een verkleinde weergave, geprojecteerd op een topografische ondergrond van de actuele situatie.

-20

Figuur 1

-20

Basisalternatief Willemspolder Fase 1 op ondergrond actuele situatie, zie ook Bijlage 1

Voorliggende rapportage beschrijft een rivierkundige beoordeling van de voorgenomen ingreep, waarbij het ontwerp langs de criteria van het Rivierkundig Beoordelingskader 5.0 (Rijkswaterstaat, 2019) gelegd wordt. Dit is een noodzakelijke stap voor het verkrijgen van een Waterwetvergunning van de rivierbeheerder, Rijkswaterstaat Oost-Nederland.

20210129_Willemspolder-Fase1_v2.0.docx

3

januari 2021

1.2 Doelstelling Doel van deze rapportage is het presenteren van een rivierkundige toetsing van de aangeleverde ontwerpen (Basisalternatief en Voorkeursalternatief) inclusief de tijdelijke situatie en een doorkijk naar de gebiedsvisie. Hierbij wordt gekeken naar effecten op hoogwaterstanden, bevaarbaarheid en bodemontwikkeling van de rivier. Het achterliggende doel is het verkrijgen van een uitvoeringsvergunning in het kader van de Waterwet.

1.3 Uitgangspunten Deze uitwerking is gebaseerd op de volgende uitgangspunten: • •

• •

Voor de beoordeling gelden het Rivierkundig Beoordelingskader 5.0 (Rijkswaterstaat, 2019) en de Richtlijn morfologische effectbepaling van RWS ON (Reneerkens, 2020). Voor de ruimtelijke modellering gebruiken we Baseline 5.3 (een applicatie, operationeel binnen ArcGIS) en ArcGIS versie 10.4. We maken hierbij gebruik van het actuele beheer- en onderhoudsmodel van de Waal (als onderdeel van de Rijntakken), dat bij Rijkswaterstaat in beheer is (rijn_beno18_5-v1), aangevuld met een door Rijkswaterstaat Oost-Nederland toegeleverde actualisatie (zie Bijlage 2). Voor de rivierkundige simulaties gebruiken we het WAQUA-detailmodel van de Waal met verfijnd rooster (beno18_5_20m_waal-v1). Voor de WAQUA-simulaties is gebruik gemaakt van Simona 2017 patch 2.

In deze rapportage komen de onderwerpen aan de orde, zoals gespecificeerd in het Rivierkundig Beoordelingskader (Rijkswaterstaat, 2019), zie Bijlage 3. Dit betreft het hoogwatereffect van de ingreep in de rivieras en langs de waterkering, effecten op de scheepvaart (dwarsstroming) en op de riviermorfologie (verwachte bodemerosie of aanzanding).

1.4 Leeswijzer Dit verslag is als volgt opgebouwd: • • • •

• • •

4

Hoofdstuk 2 laat de referentiesituatie zien, die in dit geval overeenkomt met de huidige situatie, aangevuld met een bestaande onderhoudsvergunning voor de monding van de haven. In Hoofdstuk 3 komt de omzetting van het ontwerp (Basisalternatief) in een Baselinegebiedsmodel en de hydraulische modellering aan de orde (Bijlage 1 geeft hierbij een weergave van het onderzochte ontwerp en Bijlage 2 bevat een tabel met uitgevoerde modelsimulaties). Hoofdstuk 4 presenteert het Voorkeursalternatief (VKA), dat op enkele punten van het Basisalternatief afwijkt. De opbouw van dit hoofdstuk is zoals die van het voorgaande hoofdstuk. De feitelijke beoordeling staat in Hoofdstuk 5 beschreven (de criteria van het Rivierkundig Beoordelingskader staan in Bijlage 3 opgesomd en Bijlage 4 vormt een toelichting op de omzetting van het ontwerp in Baseline, in Bijlage 5 staan ruimtelijke resultaten van de modelsimulatie (Waqview) gepresenteerd, de resultaten voor de thema’s dwarsstroming (hinder voor scheepvaart) en morfologie (effecten op bodemontwikkeling) zijn in Bijlage 6 resp. Bijlage 7 opgenomen). Hoofdstuk 6 geeft een beschrijving van de gebiedsvisie Middenwaal, waarin de hiervoor beschreven aanvullende rivierverruimende ingrepen zijn opgenomen. De conclusies en aanbevelingen staan in Hoofdstuk 7 opgesomd. Hoofdstuk 8 vormt de referentielijst.

20210129_Willemspolder-Fase1_v2.0.docx

januari 2021

2

Referentiesituatie

2.1

Modelactualisatie (eerste stap: buiten de projectcontour)

2.1.1

Geometrische aanpassingen

Het beheer- en onderhoudsmodel van de Rijntakken (rijn_beno18_5-v1) werd bij aanvang van de opdracht door Rijkswaterstaat Oost-Nederland niet geschikt geacht om direct voor dit project toe te passen. Hiervoor moest eerst een actualisatie van de betreffende omgeving uitgevoerd worden (Figuur 2). Rijkswaterstaat heeft hiervoor 23 Baseline-maatregelen aangeleverd, waarmee de actualisatie uitgevoerd kon worden (model wp_gp_ref). Het betreft de oevers en uiterwaarden van de Waal binnen het ruimtebeslag en in de directe omgeving van het project. De maatregelen staan gespecificeerd in Bijlage 2, maar zijn niet nader toegelicht. Hiervoor verwijzen wij naar de metadata-documenten van de Baseline-maatregelen.

Figuur 2

Contouren (lichtoranje) van de modelactualisatie (wp_gp_ref) met maatregelnamen

20210129_Willemspolder-Fase1_v2.0.docx

5

januari 2021

2.1.2

Hydraulische modellering bij diverse afvoerniveaus

Voor het beheer- en onderhoudsmodel zowel voor en na actualisatie modelsimulaties bij diverse afvoerniveaus uitgevoerd (van 600 tot en met 16.000 m3/s te Lobith). Het resultaat hiervan is in Figuur 3 weergegeven. Er is bij het hoogste afvoerniveau (16.000 m3/s) een aanzienlijke waterstandsdaling bij Dreumel (ca 55 mm, rkm 918). Dit resultaat is hier ter kennisgeving gepresenteerd, maar wordt niet nader geanalyseerd. Waterstandseffect modelactualisaties

0,015

Willemspolder (fase 1)

0,010

5.000 m3/s

0,005 0,000 -0,005

Waterstandsverschil (m)

7.000 m3/s

8.000 m3/s

600 m3/s

-0,010

1.020 m3/s

-0,015

2.000 m3/s

-0,020

3.000 m3/s

-0,025

4.000 m3/s

-0,030

5.000 m3/s

10.000 m3/s

-0,035

Pannerdensche Kop

6.000 m3/s

16.000 m3/s 925

920

915

910

10.000 m3/s

Nijmegen

IJzendoorn

8.000 m3/s

905

900

895

890

885

16.000 m3/s

880

875

870

-0,040 -0,045 -0,050

Lobith

7.000 m3/s

865

-0,055 -0,060 860

855

Boven-Rijn / Waal (rkm)

Figuur 3

2.2

Modelactualisatie van beno18_5-v1 naar wp_gp_ref (eerste stap): waterstandseffect bij diverse afvoerniveaus (eerste stap: actualisatie buiten de ingreepcontour)

Modelactualisatie (tweede stap: binnen de projectcontour)

2.2.1

Geometrische aanpassingen

In een tweede stap is gezocht naar actualisaties binnen de projectcontour. Hierbij is de havenmond naar voren gekomen. Het referentiemodel bevat de doorvaartopening volgens de actuele geometrie (Figuur 2: links). Er ligt echter een vergunning voor het onderhoud van de doorvaartopening (Figuur 2: rechts). Deze vergunde situatie kent een ruimer profiel. Het is niet dieper maar het bodemprofiel is wel breder.

Figuur 4 6

Contour van de modelactualisatie (wp_gp_ref_v2) met maatregelnaam 20210129_Willemspolder-Fase1_v2.0.docx

januari 2021

De bodemhoogte is NAP -0,13 m. Ook in het ontwerp van de Willemspolder (Fase 1) is er sprake van een verruiming van de doorvaartopening met vrijwel dezelfde hoogte (NAP +0 m). Omdat men dit deels als een aanpassing en deels als onderhoud kan zien is het noodzakelijk de onderhoudssituatie als uitganspunt te nemen. 2.2.2

Hydraulische modellering bij diverse afvoerniveaus

Met dit opnieuw aangepaste referentiemodel zijn de afvoerniveaus wederom doorgerekend. Figuur 5 laat het waterstandseffect van alleen deze laatste aanpassing zien. Waterstandseffect modelactualisaties 0,001

Willemspolder (fase 1) 600 m3/s

1.020 m3/s

8.000 m3/s

2.000 m3/s 3.000 m3/s

Waterstandsverschil (m)

4.000 m3/s

0,000

5.000 m3/s 6.000 m3/s

7.000 m3/s 8.000 m3/s

8.000 m3/s

10.000 m3/s

925

920

915

910

905

900

895

890

885

880

875

870

-0,001

Lobith

Pannerdensche Kop

Nijmegen

IJzendoorn

16.000 m3/s

865

-0,002 860

855

Boven-Rijn / Waal (rkm)

Figuur 5

Modelactualisatie van wp_gp_ref naar wp_gp_ref_v02 (tweede stap): waterstandseffect bij diverse afvoerniveaus (tweede stap: actualisatie doorvaartopening binnen de ingreepcontour)

Door de actualisaties in twee stappen uit te voeren is inzicht ontstaan welk deel van het effect aan de actualisatie binnen de projectcontour toe te schrijven is. Het is duidelijk dat de verruiming van de havenmond een verwaarloosbaar waterstandseffect heeft. Bij 8.000 m3/s is het effect maximaal, maar is er nog minder dan 1 mm waterstandsdaling. Bij 16.000 m3/s is het effect afgerond 0 mm. De effecten van de modelactualisatie spelen geen rol in de beoordeling, immers de nieuwe referentiesituatie (wp_gp_ref_v2) is nu het uitgangspunt voor de modellering en de beoordeling van het Basisalternatief van de Willemspolder (Fase 1). De omzetting van het ontwerp komt in Hoofdstuk 3 aan de orde.

20210129_Willemspolder-Fase1_v2.0.docx

7

januari 2021

3

Willemspolder Fase 1: het Basisalternatief

3.1

Geometrische modellering

Het Basisalternatief is omgezet in een Baseline-maatregel (wl_willems_a3), die in bovenbeschreven referentiemodel is ingebracht. Het resultaat is een nieuw Baseline-gebiedsmodel (wp_gp_var01) dat de ingreep bevat. De tabel van Bijlage 2 (onderste rij) laat zien hoe het model opgebouwd is. In Bijlage 4.1 en Bijlage 4.2) zijn de hoogtemodellen van de referentie resp. van het Basisalternatief te zien. Figuur 6 en Figuur 7 zoomen in op de projectlocatie en laten een lengteprofiel door de plassen zien. De hydraulische ruwheden zijn eveneens in Bijlage 4.2 te zien (niet in deze paragraaf weergegeven). Ten opzichte van de referentie (Bijlage 4.1) zien we in het Basisalternatief (Bijlage 4-4) een toename in het aandeel open water (code 201), maar ook van bos (1983). Omdat dit bos een eindbeeld weergeeft, is er ook een modelvariant gemaakt die de tijdelijke situatie direct na aanleg voorstelt (Bijlage 4-5). Hierin is er op de plaatsen van het bos nog sprake van gras, met uitzondering van die plekken waar zich nu al bos bevindt en waar geen vergraving plaatsvindt. Deze aanvullende modellering (wp_gp_ts01) is bedoeld om tussentijdse kritieke situaties ten aanzien van stroomsnelheden en stabiliteit te kunnen signaleren, en is in de voorlaatste rij van Bijlage 2 weergegeven.

Figuur 6

8

Bodemhoogte (m+NAP) en lengteprofiel van de referentiesituatie (wp_gp_ref_v2)

20210129_Willemspolder-Fase1_v2.0.docx

januari 2021

Lengtedoorsnede haven

Figuur 7

3.2

Bodemhoogte (m+NAP) en lengteprofiel van het ontwerp Willempolder Fase 1 (wp_gp_var01)

Hydraulische modellering

Van het nieuwe geografische Baseline-gebiedsmodel (wp_gp_var01) is een hydraulisch WAQUA-model afgeleid. Bijlage 4 laat zien hoe de bodemhoogten, overlaten en ruwheden in het hydraulisch model ten gevolge van de ingreep wijzigen (zie bladen Bijlage 4-1 tot en met Bijlage 4-3). Voor zowel de referentiesituatie als het ontwerp zijn 11 stationaire modelsimulaties uitgevoerd. Het betreft hier de afvoerniveaus 600, 1.020, 2.000, 3.000, 4.000, 5.000, 6.000, 7.000, 8.000, 10.000 resp. 16.000 m3/s (te Lobith). Bijlage 2 geeft hiervan een overzicht. Voor de tijdelijke situatie (wp_gp_ts01) zijn de modelsimulaties voor alle afvoerniveaus herhaald. Als relevantste afvoersituatie geldt 10.000 m3/s (te Lobith). Dit wordt door Rijkswaterstaat als de hoogste bevaarbare afvoer beschouwd. Hierbij wordt getoetst of de lagere hydraulische ruwheden, met mogelijk hogere stroomsnelheden tot gevolg, tot problemen voor de scheepvaart leiden. Hoofdstuk 5 gaat in op de resultaten en de beoordelingen op basis van de criteria uit het Rivierkundig Beoordelingskader 5.0 (Rijkswaterstaat, 2019).

20210129_Willemspolder-Fase1_v2.0.docx

9

januari 2021

3.3

Waterstandseffecten bij diverse afvoerniveaus

Het effect op de waterstanden is over het gehele afvoerspectrum geanalyseerd (van 600 tot 16.000 m3/s te Lobith). Figuur 8 laat het waterstandseffect in de rivieras zien, met een blik tot ver bovenstrooms van de projectlocatie. Waterstandseffect Willempolder fase 1 (variant 1)

Waterstandsverschil (m)

0,022

Willemspolder (fase 1)

600 m3/s

0,020

1.020 m3/s

0,018

2.000 m3/s

0,016

3.000 m3/s

0,014

4.000 m3/s

0,012

5.000 m3/s

0,010

6.000 m3/s

0,008 0,006

7.000 m3/s

0,004

8.000 m3/s

0,002

10.000 m3/s

0,000

925

920

915

910

905

900

895

890

885

-0,002

Pannerdensche Kop 880

875

870

-0,004 -0,006 -0,008

Lobith

Nijmegen

IJzendoorn

16.000 m3/s

865

-0,010 -0,012 860

855

Boven-Rijn / Waal (rkm)

Figuur 8

Waterstandseffect in rivieras: Basisalternatief Willemspolder Fase 1 ten opzichte van de referentiesituatie (afvoerniveaus gelden te Lobith)

Het belangrijkste afvoerniveau voor de beoordeling is 16.000 m3/s (blauwe dikke lijn). Het Basisalternatief geeft een waterstandsdaling van maximaal 9 mm bij IJzendoorn en een lokaal waterstandverhogend effect van maximaal 11 mm. Deze waterstandsverhoging treedt over een lengte van ca 1.800 m op. De waterstandsdaling dempt slechts langzaam uit en is tot tientallen kilometers bovenstrooms waar te nemen. Bij het splitsingspunt Pannerdensche Kop laat het resultaat ca. 2 mm waterstandsdaling zien. Het gaat hier om een modelfluctuatie, want het verloop van het effect in bovenstroomse richting is niet logisch. Een effect van minder dan 1 mm mag hier verwacht worden, hetgeen voor de afvoerverdeling op het splitsingspunt geen probleem is. Ten aanzien van de overige afvoerniveaus merken we het volgende op. Bij de laagste drie afvoerniveaus (600, 1.020 en 2.000 m3/s te Lobith) is er nagenoeg geen effect te zien. Dit is ook begrijpelijk, omdat de ingreep nog niet kan meestromen. Bijlage 5 laat voor de verschillende afvoerniveaus de effecten op de waterstand en de stroomsnelheid ruimtelijk zien (op basis van de visualisatieprogrammatuur Waqview). Het overzicht begint bij 2.000 m3/s (Bijlage 5-4), omdat dit het hoogste rivierdebiet is, waarbij nog geen effecten optreden. Bij 3.000 m3/s (Bijlage 5-5: boven) is er een eerste effect waar te nemen.

Bij dit afvoerniveau beginnen de lagere delen van de oever te overstromen en lopen de kribben gedeeltelijk over. Er is een lichte waterstandsdaling (ca. 1 mm), die uitsluitend toe te schrijven is aan de havenopening die in het ontwerp geherprofileerd (vooral verbreed) is. De licht toegenomen stroomsnelheden aan de rechteroever rondom deze opening (Bijlage 5-5: onder) bevestigen dit beeld. De becijferde sedimentatie is geen effect van de uitbreiding van de zandwinning en de herinrichting van de uiterwaard, maar van de gewijzigde detaillering van de havenmonding en de oevers eromheen. Bij toenemende afvoeren tot ca. 6.000 m3/s (Bijlage 5-6 tot en met Bijlage 5-8) versterkt dit beeld zich, maar is er feitelijk nog steeds hetzelfde aan de hand. De waterstandsdaling in de rivieras neemt toe tot ca 3 mm. De plas stroomt nog niet mee. Bij 7.000 m3/s (Bijlage 5-9) treedt er een tweede mechanisme in werking: aan benedenstroomse zijde van de projectlocatie treedt uiterwaardstroming op, gevoed door instroming vanuit de Waal door de doorvaartopening. De uitstroming naar de Waal vindt tussen rkm 910 en 911 plaats. De waterstandsdaling neemt nu toe tot 5 mm.

10

20210129_Willemspolder-Fase1_v2.0.docx

januari 2021

langs rug in uiterwaard

Figuur 9

Hoge kade (9 m+NAP) om plas, boven: referentie (wp_gp_ref_v2), onder: ontwerp (wp_gp_var01)

Een derde mechanisme manifesteert zich bij 8.000 m3/s. De Nieuweweg raakt tussen 7.000 en 8.000 m3/s (afvoeren te Lobith) substantieel overstroomd, waardoor er instroming vanuit de overnachtingshaven IJzendoorn naar de projectlocatie kan plaatsvinden. Deze weg vormt een overlaat, die ligt op een hoogte van 9 m+NAP ligt.

20210129_Willemspolder-Fase1_v2.0.docx

11

januari 2021

De plas is echter omringd door een kade van deze hoogte (gele lijn in Figuur 9: boven) en vormt zodoende een badkuip die eerst gevuld moet zijn om verder in westelijke richting door te stromen. Bij een uitbreiding van de plas wordt deze rand om de plas, en dus de badkuip, ook groter (gele lijn in Figuur 9: onder). Aan de zuidzijde vormt een rug in de uiterwaard onderdeel van deze kuip en belemmert de instroming die in de referentiesituatie wel kan plaatsvinden. Dit is de oorzaak van de opstuwing bij 8.000 m3/s. Het is een mechanisme dat bij lagere afvoerniveaus niet optreedt, maar nu ineens prevaleert boven de waterstandsdaling van enkele millimeters die zich tot dusver bij een toenemende rivierafvoer heeft ontwikkeld. De 5 mm waterstandsdaling bij 7.000 m3/s slaat hierdoor ineens om in 19 mm stijging bij 8.000 m3/s, zoals in Figuur 8 en Bijlage 5-18 te zien. Bij nog hogere rivierdebieten (10.000 en 16.000 m3/s, zie Figuur 8, Bijlage 5-22 en Bijlage 5-26) raakt dit effect ondergeschikt aan het feit dat de uiterwaard en de plassen gaan meestromen. De waterstand is nu zo hoog dat de gewijzigde ligging van de kade (met kruinhoogte van 9 m+NAP) geen doorslaggevende rol meer speelt. Er is opnieuw een waterstandsdaling van 5 respectievelijk 9 mm.

De zuidelijke rug in de uiterwaard is nog wel een weerstand, maar hij is nu overstroomd en de aansluitende kade staat voldoende onder water om het gehele gebied te laten meestromen. Bijlage 5-28 tot en met Bijlage 5-31 geven een duidelijk beeld van de stromingspatronen in de referentiesituatie respectievelijk in het Basisalternatief bij het hoogste beschouwde afvoerniveau. Omdat er binnen de projectlocatie tenminste drie hydraulische mechanismen spelen die elk een eigen ontwikkeling in het afvoerspectrum doormaken, is het resultaat een zeer merkwaardige, ongebruikelijke maar toch plausibele relatie tussen het afvoerniveau en het waterstandseffect, zie Figuur 10. We zien aan de stroomlijnenkaarten dat het debiet door de plas bij alle afvoerniveaus vrijwel gelijk is aan dat van de referentiesituatie. Dit is niet alleen een resultaat, maar feitelijk ook een ontwerpuitgangspunt. Maximaal waterstandseffect (m)

Maximaal waterstandseffect als functie van debiet

0,020 0,015 0,010 0,005 0,000 -0,005 -0,010 0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000

8.000

9.000 10.000 11.000 12.000 13.000 14.000 15.000 16.000

Debiet te Lobith (m3/s)

Figuur 10 Maximaal waterstandseffect als functie van het rivierdebiet (Basisalternatief)

Samenvattend: •

•

3.4

Er zijn ten gevolge van het ontwerp bij extreem hoogwater (16.000 m3/s te Lobith) geen waterstandsverhogingen in de Waal (met uitzondering van een lokaal benedenstrooms effect van 11 mm). Gesommeerd zorgt de ingreep zelfs voor een netto waterstandsdaling. Direct bij de ingreep is deze 9 mm, uitdempend tot ongeveer nul bij het splitsingspunt Pannerdensche Kop. Nabij de bandijk zijn er bij het hoogste afvoerniveau geen grote waterstandsveranderingen (zie Bijlage 5.1).

Hinder voor scheepvaart: effecten op dwarsstroming

Voor de scheepvaart is het van groot belang dat er geen hinderlijke dwarsstroming ontstaat die het navigeren bemoeilijkt. Omdat scheepvaart over vrijwel het gehele afvoerspectrum tot ca. 10.000 m3/s (te Lobith) plaatsvindt, is bij alle afvoerniveaus gekeken naar de stroomsnelheid in de rechter normaallijn (noordzijde van de Waal), waarbij de stroomsnelheid steeds is ontbonden in een component in lengterichting en in dwarsrichting. Vervolgens zijn de dwarscomponenten van de referentiesituatie en het Basisalternatief met elkaar vergeleken. Evenals bij de waterstanden is er bij rivierdebieten tot 2.000 m3/s (te Lobith) geen effect van de voorgenomen ingreep te zien.

12

20210129_Willemspolder-Fase1_v2.0.docx

januari 2021

Bijlage 6 laat voor de afvoerniveaus vanaf 2000 m3/s (te Lobith) de resultaten zien. In de grafieken is een positieve dwarsstroming naar rechts gedefinieerd (landinwaarts, naar de uiterwaard) en een negatieve dwarsstroming naar links (rivierwaarts, naar de vaargeul). Als richtlijn geldt 0,15 m/s in beide richtingen. De resultaten laten het volgende zien: •

Bij alle afvoerniveaus zijn er locaties waar deze richtlijn in de referentiesituatie, dus zonder ingreep, niet gehaald wordt. Er zijn in de figuren locaties geïdentificeerd waar dit steeds het geval is, met stroomsnelheden tot 0,5 m/s of meer. Wij bevelen aan dit in de beoordeling mee te wegen. Bij 2.000 m3/s is er nog geen verschil tussen de referentiesituatie en het ontwerp (Bijlage 6-1). Bij 3.000 m3/s is het eerste spoortje van een verschil te zien (in de doorvaartopening bij rkm 909,2), echter rond de nullijn. Tot en met 8.000 m3/s (Bijlage 6-2 tot en met Bijlage 6-4) blijft dit het geval. In de doorvaartopening en de directe nabijheid zijn er verschillen in de dwarsstroming, maar de richtlijn van 0,15 m/s wordt niet overschreden. Pas bij 10.000 m3/s (Bijlage 6-4) treedt er in de doorvaartopening een toename van de dwarsstroming van 0,15 naar 0,30 m/s op. Dit gebeurt statistisch gemiddeld eens per 15 jaren. Bij 16.000 m3/s (Bijlage 6-5) is er hetzelfde beeld, maar dit afvoerniveau is nautisch niet meer relevant.

• • • •

Als conclusie vermelden wij dat ten gevolge van de ingreep alleen bij 10.000 m3/s op één locatie een verslechtering optreedt boven de richtlijn. In de nabije omgeving bevinden zich ook in de huidige situatie vier locaties met een hogere dwarsstroming bij lagere afvoerniveaus. Daarnaast is de frequentie van voorkomen van dit afvoerniveau ca. 15 jaar is. Wij bevelen aan de genoemde uitkomst in dit perspectief te beoordelen.

3.5

Morfologische effecten

De effecten op de bodemmorfologie zijn geschat met behulp van WaqMorf (Sieben, 2011). Bijlage 7.1 laat de morfologische effecten in drie figuren zien in de vorm van een jaargemiddelde verandering, een ondergrens en een bovengrens in de tijd. De weergavegrens van effecten is ±1 mm. Dat betekent dat effecten tussen -1 mm en +1 mm als transparant weergegeven zijn. De analyse is, na een vooranalyse van beginnen van meestromen, gebaseerd op drie afvoerniveaus van 3.000, 4.000 respectievelijk 7.000 m3/s. Hierbij is er sprake van een jaargemiddeld resultaat (maximale sedimentatie in vaargeul: 4 tot 6 cm, geschat volume 5.280 m3), een maximaal resultaat na een hoogwater (maximale sedimentatie in vaargeul: 6 tot 8 cm, geschat volume 7.540 m3) en een minimaal resultaat na langdurig herstel bij laagwater (maximale sedimentatie in vaargeul: 2 tot 4 cm, geschat volume 3.440 m3), zie Tabel 2. In de doorvaartopening is de maximale sedimentatie steeds 10 tot 30 cm, maar daar heeft de doorgaande scheepvaart geen last van. Tabel 2

Resultaten morfologische analyse Basisalternatief (WaqMorf): rkm 899,090 – 914,474

Volumes in vaargeul (m3)

Erosie

Sedimentatie

Netto

na laagwaterperiode (minmorf)

-2.460

5.900

3.440

jaargemiddeld

-6.120

11.400

5.280

na hoogwaterperiode (maxmorf)

-10.430

17.970

7.540

Opgemerkt wordt, dat er bij afvoeren tot 7.000 m3/s, waarop deze resultaten gebaseerd zijn, hydraulisch nauwelijks effecten van de ingreep zijn. Zoals uiteengezet in paragrafen 3.3 en 3.4 zijn deze hydraulische effecten vooral toe te schrijven aan de nieuwe vormgeving van de havenmonding. De morfologische effecten zijn volgend en kunnen dus grotendeels aan dit detail van het Basisalternatief worden toegeschreven. In de volgende paragraaf worden deze resultaten naast de benodigde sedimentatieruimte op dit traject gelegd, teneinde de aanvaardbaarheid hiervan te beoordelen.

20210129_Willemspolder-Fase1_v2.0.docx

13

januari 2021

3.6

Waterdiepteanalyse

3.6.1

Verrastering van de WaqMorf-resultaten (jaargemiddelde verandering)

Om het effect van de morfologische veranderingen op de bevaarbaarheid van de Waal te kunnen beoordelen is een waterdiepteanalyse uitgevoerd. De eerste stap is het bepalen van een analysecontour en het omzetten van het jaargemiddelde resultaat in een regelmatig raster (1 x 1 m2). De contour wordt bepaald door het bereik, waar de absolute effecten afgerond 1 mm of meer zijn (met enige marge). Figuur 11 geeft hiervan het resultaat. Vanzelfsprekend lijkt de figuur op de plot in Bijlage 7.1, echter met twee verschillen: de weergavegrens rond de 0,00 m is nu ±4 mm (resultaten tussen -4 mm en +4 mm worden transparant weergegeven) en de gehele analysecontour is in beeld gebracht: deze loopt van rkm 899,090 tot 914,418.

(-)

+

(-)

Figuur 11 Morfologisch effect binnen analysecontour van de vaargeul: jaargemiddelde veranderingen (cm)

Er zijn drie zones te onderscheiden: nabij de ingreeplocatie is er sprake van sedimentatie (+) van maximaal 75 mm in de vaargeul. Juist stroomafwaarts hiervan is er lichte bodemerosie (-) met een laagste waarde van -59 mm, juist onder de brug van de N232. Een omgekeerd benedenstrooms effect is niet ongebruikelijk. Juist bovenstrooms van de haveningang is er een traject met een lichte erosieve trend (-), als gevolg van de waterstandsdaling van de ingreep (ca. 6 mm). Uit de rasterdata blijken de volgende morfologische effecten (Tabel 3). Deze getallen zijn in de orde van grootte van, maar niet identiek aan de WaqMorf-resultaten (Tabel 2). Verschillen in uitkomsten kunnen ontstaan door verschil in resolutie (rasterdata: 1 x 1 m2 versus WaqMorf: 20 x 5 m2). De uitkomst van de GIS-analyse geldt als nauwkeuriger. Tabel 3

Resultaten morfologische analyse Basisalternatief (GIS-analyse raster): rkm 899,090 – 914,474

Volumes in vaargeul (m3) jaargemiddeld

3.6.2

Erosie -6.145

Sedimentatie 11.644

Netto 5.499

Projectgebied en hectometervakken

De waterdiepteanalyse maakt rondom het projectgebied gebruik van 153 hectometervakken, die in de analysecontour liggen: dit zijn de hectometervakken wa_8984 tot en met wa_9136 (Figuur 12).

Figuur 12 Projectgebied Willemspolder (wl_willems_a3) en analysecontour met de hectometervakken 14

20210129_Willemspolder-Fase1_v2.0.docx

januari 2021

De analyse is als volgt opgebouwd: in eerste instantie worden de verrasterde resultaten in de gehele analysecontour geëvalueerd (paragraaf 3.6.3). Hierna volgt een statistische analyse met behulp van de hectometervakken (paragraaf 3.6.4). Vervolgens wordt er gekeken naar enkele zones waar baggeren niet mogelijk is (paragraaf 3.6.6) en tot slot zijn er zones van bijzonder vaarwegbeheer, die deels buiten de vaargeul liggen (paragraaf 3.6.7). 3.6.3

Analyse van de rasterdata

Referentiesituatie Figuur 13 laat een door Rijkswaterstaat toegeleverd bestand zien, dat beschikbare waterdiepte bij OLR (Overeengekomen Lage Rivierstand) ten opzichte van de CCR-norm (Centrale Commissie voor de Rijnvaart) laat zien. Een positief getal betekent dat er marge op de waterdiepte is (lichtblauw in het histogram). Een negatief getal is een tekort (rood in het histogram). Figuur 14 laat uitsluitend de locaties met een waterdieptetekort zien (zwart) te midden van de analysecontour (wit).

Figuur 13 Waterdiepte ten opzichte van norm (referentiesituatie) met klasse-indeling en histogram

Figuur 14 Locaties met een waterdiepte minder dan de norm (referentiesituatie)

Ook nabij de projectlocatie zijn enkele plekken met een waterdieptetekort. Dit is te zien in Figuur 15. Omdat we al gezien hebben dat hier juist sedimentatie optreedt (Figuur 11), zal de waterdiepteanalyse hier in de volgende paragraaf nader op ingaan.

20210129_Willemspolder-Fase1_v2.0.docx

15

januari 2021

Figuur 15 Waterdiepte in vaargeul onder de norm (referentiesituatie): locatie Willemspolder

Basisalternatief Figuur 16 zoomt in op de Waal nabij projectlocatie en laat uitsluitend de bodemverhoging zien. De plekken met een waterdieptetekort zijn in zwart weergegeven. De bodemverhoging zorgt ook voor een grotere oppervlakte van deze locaties met een waterdieptetekort (extra oppervlakte in grijs). Het gaat om 0 tot 58 mm.

Figuur 16 Morfologisch effect binnen de vaargeul: verslechtering op locaties met een waterdieptetekort 16

20210129_Willemspolder-Fase1_v2.0.docx

januari 2021

Het omgekeerde komt ook voor. Bovenstrooms van de projectlocatie (Figuur 17: rechts) daalt de bodem 6 mm, waardoor het waterdieptetekort afneemt. Benedenstrooms van de projectlocatie (Figuur 17: links) varieert de bodemdaling van 4 tot 12 mm. De oppervlakte van de vlakjes neemt hierdoor ook iets af (de grijze vlakjes zijn iets kleiner dan zwarte vlakjes).

Figuur 17 Morfologisch effect binnen de vaargeul: verbetering op locaties met een waterdieptetekort

3.6.4

Analyse van de hectometervakken

Referentiesituatie Om op systematische wijze de morfologische effecten op de vaargeul te kwantificeren, wordt gebruik gemaakt van hectometervakken, zoals toegelicht in paragraaf 3.6.2. Figuur 18 laat een klasse-indeling zien, waaruit blijkt hoe de gemiddelde marge in waterdiepte rondom het projectgebied is. De legenda en klasse-indeling is anders dan in Figuur 13, omdat aan gemiddelde waterdiepten per hectometervak (150.000 m2) hogere eisen gesteld worden dan aan lokale waterdiepten per rasterpunt (1 m2).

Figuur 18 Waterdiepte ten opzichte van de norm per hectometervak (referentiesituatie)

Basisalternatief Het morfologische effect, zoals weergegeven in Figuur 11, is per hectometervak gemiddeld en weergegeven in Figuur 19. De grootste vak-gemiddelde sedimentatie bedraagt 72 mm. Figuur 20 laat het morfologische vak-gemiddelde effect in lengterichting van de rivier zien (boven in blauw) en vertaalt dit tevens naar volumes (onder in rood). Bijlage 7.4 geeft deze getallen in tabelvorm weer. Hierbij wordt opgemerkt dat binnen een vak zowel erosie als sedimentatie kan plaatsvinden. In de tabel is dit onderscheid gemaakt, omdat sedimentatie en erosie niet eenvoudig met elkaar verrekend kunnen worden. Ook als het netto-effect nul is, kan de vormverandering tot een verslechtering van de bevaarbaarheid leiden. 20210129_Willemspolder-Fase1_v2.0.docx

17

januari 2021

10 ~ 72 mm

Figuur 19 Gemiddeld morfologisch effect per hectometervak (cm)

wa_8984

wa_8988

wa_8992

wa_8996

wa_9000

wa_9004

wa_9008

wa_9012

wa_9016

wa_9020

wa_9024

wa_9028

wa_9032

wa_9036

wa_9040

wa_9044

wa_9048

wa_9052

wa_9056

wa_9060

wa_9064

wa_9068

wa_9072

wa_9076

wa_9080

wa_9084

wa_9088

wa_9092

wa_9096

wa_9100

wa_9104

wa_9108

wa_9112

wa_9116

wa_9120

wa_9124

wa_9128

wa_9132

wa_9136

80 70 60 50 40 30 20 10 0 -10 -20 -30

Bodemverandering (mm)

gemiddelde bodemverandering per hectometervak (mm)

hectometervak gemiddelde sedimentatie/erosie per hectometervak (m3)

1000 800 600 400 200 0 -200

wa_8984

wa_8988

wa_8992

wa_8996

wa_9000

wa_9004

wa_9008

wa_9012

wa_9016

wa_9020

wa_9024

wa_9028

wa_9032

wa_9036

wa_9040

wa_9044

wa_9048

wa_9052

wa_9056

wa_9060

wa_9064

wa_9068

wa_9072

wa_9076

wa_9080

wa_9084

wa_9088

wa_9092

wa_9096

wa_9100

wa_9104

wa_9108

wa_9112

wa_9116

wa_9120

wa_9124

wa_9128

wa_9132

wa_9136

-400

hectometervak

Figuur 20 Histogram: erosie/sedimentatie per hectometervak door morfologische verandering (boven in mm, beneden in m3)

In het gebied treedt ten gevolge van de ingreep sedimentatie (+ 11.644 m3) en erosie (- 6.145 m3) op. Netto is er sedimentatie (+ 5.499 m3), zie Bijlage 7.4 (met totalen op pagina Bijlage 7-11). Deze getallen staan al in Tabel 3 vermeld, omdat het om dezelfde rasterdata gaat. Door het optellen van de getallen van de hectometervakken uit Figuur 18 en Figuur 19 ontstaat een nieuw beeld van de vak-gemiddelde waterdiepte ten opzichte van de norm (Figuur 21). Doordat de klasseindeling ruim is, en de effecten gering, zijn er op het oog geen verschillen ten opzichte van Figuur 18 te zien. Slechts drie vakken passeren juist een classificatiegrens (eenmaal van geel naar groen en tweemaal van oranje naar geel). 18

20210129_Willemspolder-Fase1_v2.0.docx

Sedimentatie / erosie (m3)

1200

januari 2021

Deze ‘verbeteringen’ betreffen verschuivingen van minder dan een millimeter over een classificatiegrens. Dit heeft geen enkele betekenis voor de bevaarbaarheid. Daar waar de werkelijke effecten optreden (nabij de ingreep) worden toevalligerwijs geen classificatiegrenzen overschreden.

0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 -0,10 -0,20 -0,30 -0,40 -0,50 -0,60 -0,70 -0,80 -0,90 -1,00 -1,10 -1,20 -1,30 -1,40 -1,50 -1,60 -1,70 -1,80

Willemspolder

915

914

Referentie: maximale bodemhoogte per hectometervak

Referentie: gemiddelde bodemhoogte per hectometervak

Basisalternatief: maximale bodemhoogte per hectometervak

Basisalternatief: gemiddelde bodemhoogte per hectometervak

913

912

911

910

909

908

907

906

905

904

903

902

901

900

899

Waal (rkm) 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 -0,10 -0,20 -0,30 -0,40 -0,50 -0,60 -0,70 -0,80 -0,90 -1,00 -1,10 -1,20

907,6

907,7

907,8

907,9

908,0

908,1

908,2

908,3

908,4

908,5

908,6

908,7

908,8

908,9

909,0

909,1

909,2

909,3

909,4

909,5

909,6

909,7

909,8

909,9

910,0

910,1

910,2

910,3

910,4

910,5

910,6

910,7

910,8

Willemspolder

Waal (rkm)

Figuur 22 Bodemhoogte ten opzichte van de norm: gemiddelde en maximum per hectometervak (boven: analysecontour, onder: uitsnede nabij projectlocatie)

Figuur 22 laat het resultaat in grafiekvorm zien (gestippelde lijn ten opzichte van de nullijn), waarmee voor de referentiesituatie en het basisalternatief de gemiddelde marge per hectometervak inzichtelijk is. De grafiek laat echter ook de maximale bodemhoogten per hectometervak zien (bovenste lijnen).

20210129_Willemspolder-Fase1_v2.0.docx

19

Bodemhoogte per hectometervak t.o.v. norm (m)

Figuur 21 Waterdiepte ten opzichte van de norm inclusief morfologische effecten per hectometervak (drie gewijzigde classificaties: zie pijlen)

januari 2021

In de beoordeling van de resultaten in Figuur 22 tellen beide resultaten (met de nullijn als norm): • •

de maximale bodemhoogte (ofwel de minimale waterdiepte) ten opzichte van de norm (bovenste lijnen in de grafiek), de vak-gemiddelde bodemhoogte (ofwel waterdiepte) ten opzichte van de norm (stippellijnen).

De grafiek laat zien dat zowel de maximale als vak-gemiddelde bodemhoogten nabij het projectgebied hoger geworden zijn (ofwel de waterdiepten geringer geworden zijn). Figuur 22 laat opnieuw zien wat eerder al ruimtelijk in Figuur 16 getoond is. 3.6.5