Bijlage 16 Grondwater.pdf

Geen negatief effect < 5cm stijging GHG

m gebruikelijk. Voor woningen zonder kruipruimte kan een hogere grondwaterstand ook voldoende zijn.

In het binnendijkse gebied treden geen significante grondwaterstandveranderingen (> 5 cm) op onder gemiddelde droge en natte omstandigheden (GLG en GHG) als gevolg van het VKA. Significante effecten op de landbouw (droogte- danwel natschade) treden derhalve niet op. Ook het zettingsrisico en het risico op grondwateroverlast onder GHG-condities worden daarom als neutraal beoordeeld. In T=10 situaties worden direct achter de dijk bij de uiterwaard van Demen grondwaterstandverhogingen berekend tot maximaal 12 cm. Nu is aangehouden dat risico op grondwateroverlast kan optreden als de grondwaterstand ondieper ligt dan 0.7 m-mv. Figuur 31 geeft ter plaatse van bebouwing de locaties weer waar (1) veranderingen van de grondwaterstand groter dan 5 cm optreden en (2) het grondwaterstandsniveau onder maaiveld berekend voor het VKA. Zichtbaar is dat op enkele plekken grondwaterstanden ondieper dan 70 cm-mv voorkomen. De berekende toename van de grondwaterstand bedraagt hier maximaal 7 cm. Of dit ook daadwerkelijk tot overlast leidt is niet bekend.

Natuurontwikkeling Demen-Dieden

- 40 -

Figuur 31 links: grondwaterstandverandering bij een T=10 hoogwaterniveau bij bebouwing en rechts: de hoogte van de grondwaterstand onder maaiveld, berekend voor het VKA tijdens een hoogwater T=10

De totaaltabel met de effecten van het VKA per functie is opgenomen in Tabel 5. Tabel 5 Effecten van het VKA op functies Thema

Natschade landbouw Droogteschade landbouw Zettingsrisico gebouwen en infrastructuur Grondwateroverlast bebouwing Grondwateroverlast bebouwing, bij T=10 hoogwatersituatie

Classificering Negatief effect (-)

Geen negatief effect (0)

Score

> 5cm stijging GHG

< 5cm stijging GHG

0

> 5 cm daling GLG

< 5 cm daling GLG

0

> 5 cm waterstandsverandering bij GLG > 5 cm stijging grondwaterstand bij GHG en onvoldoende drooglegging > 5 cm stijging grondwaterstand of voldoende drooglegging

< 5 cm waterstandsverandering bij GLG

0

< 5 cm stijging grondwaterstand of voldoende drooglegging

0

< 5 cm stijging grondwaterstand of voldoende drooglegging

-

Natuurontwikkeling Demen-Dieden

- 41 -

7

Conclusie

De effecten van het natuurontwikkelingsproject Demen-Dieden, op het hydrologische systeem, zijn met het regionale grondwatermodel (MORIA v3.2) berekend en gescoord aan de hand van beoordelingscriteria van waterschap Aa en Maas. De verandering van de dijkse kwelflux bij een T=10 hoogwatersituatie verandert meer dan 2 % en scoort daarmee negatief. Overzicht: score van de effecten van natuurontwikkelingsproject Demen-Dieden nr 1 2

Beoordelingscriterium De grondwaterstandsverandering (GLG en GHG) mag maximaal 5 cm bedragen. De dijkse kwelflux mag (bij een T=10 situatie) maximaal 2% toenemen.

Score 0 -

Het regionale grondwatermodel is lokaal verfijnd en aangepast voor de weerstand in de uiterwaard en het oppervlaktewatersysteem binnendijks van Demen en Dieden. In de omgeving van Demen en Dieden zijn weinig grondwaterstand- of stijghoogtemetingen beschikbaar. Het model is getoetst aan de beschikbare metingen. Het berekende grondwaterniveau en de dynamiek komen goed overeen. De diepte van de klei in de uiterwaard is in de planfase middels boringen gedetailleerd onderzocht. De weerstand van de klei is echter niet goed bekend. Om deze reden is eerst een gevoeligheidsanalyse uitgevoerd middels stationaire effectberekeningen voor een bandbreedte van weerstandswaarden. Daarnaast zijn twee vergravingsvarianten doorgerekend, de basisvergraving (globaal representatief voor de uitwerking van het project) en de maximale vergraving, waarbij alle klei vergraven wordt. Uit de gevoeligheidsanalyse blijkt dat bij Dieden, de effecten van de maximale vergraving tweemaal zo groot zijn als de basisvariant. Bij de maximale vergraving wordt in deze uiterwaard ook veel meer vergraven. Voor Demen geldt dat het verschil in effect tussen de basis en maximale vergraving geringer is, ongeveer een toename van 20-30 %. In de basisvariant wordt namelijk al relatief veel klei verwijderd uit de uiterwaard.

Het VKA is op basis van alle deelstudies geoptimaliseerd, maar komt globaal overeen met de basisvariant. Het VKA is niet-stationair doorgerekend, om zo de effecten onder gemiddelde, gemiddeld droge en natte omstandigheden en tijdens een T=10 hoogwatersituatie in kaart te kunnen brengen. Voor het VKA is uitgegaan van de worst-case inschatting van de weerstandswaarden (hoge weerstand in de uiterwaard en relatief lage weerstand in het binnendijkse gebied). Daarnaast is ervan uitgegaan dat de open water gebieden in de uiterwaard na vergraving in goed contact blijven met de ondergrond. De effecten van het VKA zijn onder gemiddelde en gemiddeld droge en natte omstandigheden in het binnendijkse gebied, gering. Grondwaterstands- en stijghoogteveranderingen zijn kleiner dan 5 cm en fluxveranderingen zijn meestal kleiner

Natuurontwikkeling Demen-Dieden

- 42 -

dan 0.05 mm/d (maar kunnen lokaal hoger zijn tot 0.6 mm/d). Dit komt mede doordat de Maas gestuwd is en in droge perioden niet uitzakt. Onder gemiddelde omstandigheden (GLG, GG en GHG) wordt daarmee, zelfs in deze worst-case berekening, neutraal gescoord op de beoordelingscriteria. Een t=10 hoogwatersituatie komt gemiddeld éénmaal per 10 jaar voor en duurt ongeveer 10 dagen. Ten gevolge hiervan treden stijghoogteverandering op tot 30 cm, binnendijks, achter de dijk bij Demen. De grondwaterstandsveranderingen bedragen maximaal 15 cm en treden op ter plaatse van een areaal van 32 ha, waarvan op ongeveer 5 ha bebouwing aanwezig is. De grootste effecten op de kwelflux treden ook op bij Demen. De totale binnendijkse kwel neemt bij een T=10 hoogwatersituatie toe met ongeveer 7000 m3, dit komt neer op een toename van 15 % van de kwelflux. De toename van de kwelflux scoort daarom negatief. Het extra kwelwater stroomt uit bij de sloten en stroomt erna via de Hertogswetering naar het gemaal Gewande (capaciteit 10 m3/s). Het waterschap Aa en Maas zal, bij de vergunningaanvraag, moeten beoordelen of deze (zeer) tijdelijke lokale extra belasting van het oppervlaktewatersysteem mogelijk is, of dat de toename in waterhoeveelheid zodanig is dat hier binnendijks maatregelen voor getroffen moeten worden.

Natuurontwikkeling Demen-Dieden

- 43 -

8

Literatuur

•

Royal HaskoningDHV, 2016. Lagenmodel Moria, nieuw lagenmodel voor het Moria modelinstrumentarium gebaseerd op REGIS en Geotop

Natuurontwikkeling Demen-Dieden

- 44 -

Bijlage 1 Achtergrondinformatie deklaag Deze bijlage bevat achtergrondinformatie over het vertalen van de aangeleverde bodemgegevens naar een weerstandswaarde voor de deklaag.

Figuur 32 Geïnterpoleerde onderkant van de kleilaag (m +NAP) op basis van boringen (rode puntjes) en EM-metingen (zwarte puntjes)

Figuur 33 Verschil tussen de onderkant kleilaag bepaald op basis van de EM-metingen en de boringen (boring minus EM)

Natuurontwikkeling Demen-Dieden

- 45 -

Figuur 34 NAP-hoogte van onderkant kleilaag (puntmetingen) bepaald op basis van de EM-metingen en de boringen

Op sommige locaties liggen de boringen en EM-metingen dicht bij elkaar. Om na te gaan hoe deze bronnen met elkaar overeen komen zijn de boorlocaties geselecteerd, die maximaal 50 m van EM-boringen liggen. Daarna is per geselecteerde boring nagegaan welke EM-meting het dichtst bij ligt en zijn de diepte van de kleilaag van de twee bronbestanden vergeleken. Op de vorige pagina geeft de figuur het verschil weer (als volgt bepaald: diepte kleilaag op basis van boringen minus kleidiepte op basis van EM-metingen). Onderstaande overzichten geven de statistieken weer van deze selectie. Geconcludeerd wordt dat de diepte van de klei op basis van de boringen gemiddeld lager is (gemiddeld 60 cm) en dat de bandbreedte groter is.

Natuurontwikkeling Demen-Dieden

- 46 -

Statistieken van verschil (diepte boring minus diepte EM-meting):

Statistieken van diepte klei op basis van boringen (zelfde selectie):

Statistieken van diepte klei op basis van EM-metingen (zelfde selectie):

Natuurontwikkeling Demen-Dieden

- 47 -

Figuur 35 Weerstand van modellaag 1 in dagen voor de gevoeligheidsanalyse. Boven berekend bij 20 en 250 d/m, midden en onder berekend bij 100 en 1000 d/m. In de onderste afbeelding is de aangepaste weerstand nog 250 m binnendijks geëxtrapoleerd.

Natuurontwikkeling Demen-Dieden

- 48 -

Figuur 36 Weerstand van modellaag 1 in dagen voor het VKA, berekend bij 100 en 1000 d/m.

Natuurontwikkeling Demen-Dieden

- 49 -

Bijlage 2 Weerstand deklaag (dagen) na vergraving voor de vergelijkingsvarianten en het VKA

Figuur 37 Weerstand van modellaag 1 in dagen, berekend bij 1000 en 100 d/m voor basisvariant. Boven: weerstand in dagen en onder: vergraven weerstand in dagen.

Natuurontwikkeling Demen-Dieden

- 50 -

Figuur 38 Weerstand van modellaag 1 in dagen, berekend bij 1000 en 100 d/m voor maximale vergraving. Boven: weerstand in dagen en onder: vergraven weerstand in dagen.

Natuurontwikkeling Demen-Dieden

- 51 -

Figuur 39 Weerstand van modellaag 1 in dagen, berekend bij 1000 en 100 d/m voor VKA. Boven: weerstand in dagen en onder: vergraven weerstand in dagen.

Natuurontwikkeling Demen-Dieden

- 52 -

Bijlage 3 Bodemopbouw referentie model Deklaag, weerstand in dagen, berekend met weerstanden van 100 en 1000 m/d

WVP 1, doorlaatvermogen in m2/d

Waalre klei totaal, weerstand in dagen

Natuurontwikkeling Demen-Dieden

- 53 -

WVP 2, doorlaatvermogen in m2/d

WVP 1 en 2 tezamen, doorlaatvermogen in m2/d

Natuurontwikkeling Demen-Dieden

- 54 -

Bijlage 4 Hydrologische effectbeschrijving gevoeligheidsanalyse vergravingscontour en weerstand deklaag in uiterwaarden Eerst worden de effecten op het hydrologische systeem bij een Maaspeil van 4.9 m +NAP beschreven en daarna bij MHW.

Modelresultaat Maaspeil 4.9 m +NAP Grondwaterstand en stijghoogte Voor deze situatie treden als gevolg van de uiterwaardvergravingen grondwaterstandverlagingen op in de uiterwaard. Deze worden veroorzaakt doordat in de uiterwaard de grondwaterstand gemiddeld boven het Maaspeil berekend wordt door het model (5.2 tot 5.5 m +NAP). Deze effecten stralen in beperkte mate uit naar het binnendijkse gebied. Binnendijks worden grondwaterstand-/ en stijghoogteverlagingen van maximaal 16 cm berekend ter plaatse van enkele gridcellen direct achter de dijk (Tabel 6) voor de maximale vergraving en hoge weerstand. Doorgaans zijn de effecten binnendijks maximaal 10 cm. De gemiddelde grondwaterstand binnendijks bedraagt ongeveer 5.2 m +NAP. Tabel 6 Overzicht effect op grondwaterstand binnendijks ter plaatse van de twee vergravingslocaties

Dieden uiterwaard

Demen uiterwaard

Variant

Maximale verandering grondwaterstand in uiterwaard

Maximale verandering binnendijks

Maximale verandering grondwaterstand in uiterwaard

Maximale verandering binnendijks

Basisvariant lage weerstand

-22 cm

-7 cm

-45 cm

-9 cm

Basisvariant hoge weerstand

-44 cm

-11 cm

-60 cm

-10 cm

Maximale vergraving - lage weerstand

-30 cm

-12 cm

-45 cm

-9 cm

Maximale vergraving hoge weerstand

-70 cm

-16 cm

-64 cm

-12 cm

Figuur 40 geeft de berekende effecten voor de verschillende modellagen weer voor de worstcase variant (maximale vergraving en een hoge weerstand).

Natuurontwikkeling Demen-Dieden

- 55 -

Figuur 40 Maximale effecten op de grondwaterstand (links) en stijghoogte WVP 1 (rechts) bij Maaspeil 4.9 m +NAP (maximale vergraving en hoge weerstand)

Kwel en wegzijging In het binnendijkse gebied is het effect van het slotenpatroon zichtbaar in het effect op de kwel en wegzijging (flux onderkant modellaag 1), zie Figuur 41. Ter plaatse van (diepe) sloten treedt drainage op, dit neemt af ten gevolge van de grondwaterstandverlagingen. Tussen de sloten vindt wegzijging plaats, deze neemt toe. De verandering in de kwel/ wegzijging binnendijks bedraagt lokaal maximaal 0.3 mm/d (maximale vergraving en hoge weerstand).

Figuur 41 Maximale effect op de kwel en wegzijging bij Maaspeil 4.9 m +NAP (maximale vergraving en hoge weerstand) (links: locatie waar kwel optreedt en deze afneemt, rechts: locatie waar wegzijging optreedt en deze toeneemt.

Modelresultaat met Maaspeil 10.3 m +NAP (MHW) Grondwaterstand en stijghoogte Tijdens MHW staat de gehele uiterwaard onder water. Doordat plaatselijk de deklaag (deels) verwijderd wordt door de vergravingen, infiltreert het water uit de rivier makkelijker naar het grondwatersysteem. Hierdoor nemen de grondwaterstanden en stijghoogten binnendijks toe (Figuur 42 en Figuur 43). De toename van de grondwaterstand binnendijks hangt af van de mate waarin weerstand in de uiterwaard verwijderd is. De berekeningen met een hoge weerstand leiden tot bijna een verdubbeling van het effect op de grondwaterstand en stijghoogte ten opzichte van de berekeningen met een lage weerstand.

Natuurontwikkeling Demen-Dieden

- 56 -

Binnendijks bij Demen nemen de grondwaterstanden maximaal 8 cm (lage weerstand) tot 13 cm (hoge weerstand) toe (Tabel 7). Binnendijks van Dieden treedt in het noordwestelijke puntje lokaal het maximale effect op (11cm lage weerstand en basisvergraving tot 30 cm hoge weerstand en maximale vergraving). In het overige gebied bedragen de berekende grondwaterstandsverhogingen voor de maximale vergraving met een hoge weerstand maximaal 12 cm. De berekende stijghoogteverhogingen direct achter de dijk bedragen 30 tot 70 cm. Het wordt aangeraden om dit effect voor het VKA met een minder extreme hoogwatersituatie te verifiëren.

Figuur 42 Minimale effecten (basisvergraving en lage weerstand - links) en maximale effecten (maximale vergraving en hoge weerstand - rechts) op de grondwaterstand bij Maaspeil 10.3 m +NAP

Figuur 43 Minimale effecten (basisvergraving en lage weerstand - links) en maximale effecten (maximale vergraving en hoge weerstand - rechts) op de stijghoogte WVP1 bij Maaspeil 10.3 m +NAP

Natuurontwikkeling Demen-Dieden

- 57 -

Tabel 7 Overzicht effect op grondwaterstand binnendijks ter plaatse van de twee vergravingslocaties

Variant

Dieden uiterwaard - Maximale verandering grondwaterstand binnendijks

Demen uiterwaard - Maximale verandering grondwaterstand binnendijks

Basisvariant - lage weerstand

+11 cm

+8 cm

Basisvariant - hoge weerstand

+20 cm

+13 cm

Maximale vergraving - lage weerstand

+21 cm

+8 cm

Maximale vergraving - hoge weerstand

+30 cm

+13 cm

Kwel en wegzijging Ten gevolge van de stijghoogtetoename in WVP1 neemt de kwel naar de deklaag en het oppervlaktewatersysteem binnendijks toe, zie Figuur 44. De modelfluxen zijn gesommeerd per poldergebied (weergave gebieden in Figuur 46 en overzicht van de fluxtermen Figuur 45. De kwelflux is het grootst als uitgegaan wordt van lage weerstanden in het model. De verandering in kwelflux is echter het grootst als uitgegaan wordt van hoge weerstanden in het model. Om deze reden is voor de effectplaatjes uitgegaan van de modelresultaten, berekend met hoge weerstandswaarden.

Figuur 44 Minimale effecten (basisvergraving en lage weerstand - links) en maximale effecten (maximale vergraving en hoge weerstand - rechts) op de kwelflux bij Maaspeil 10.3 m +NAP (alleen locaties met kwel zijn gepresenteerd)

Tabel 8 geeft de waterbalans voor het binnendijkse gebied bij Dieden weer. Door uit te gaan van een hogere weerstand in plaats van een lage weerstand wordt het effect op de kwelflux ongeveer verdubbeld (toename van de kwelflux door vergraving bedraagt een factor 0.14 in plaats van 0.07). Zichtbaar is ook dat als de weerstandswaarde binnendijks wordt aangepast, het effect van de flux net iets geringer is dan zonder de aanpassing. De effecten van de maximale vergraving zijn ongeveer tweemaal groter dan de effecten van de basisvariant. De flux over de randen (modeltermen: FRF (flux right face) + FFF (flux front face)) bedragen een kwart van de flux die door de deklaag stroomt (FLF flux lower face). Dit duidt erop dat de

Natuurontwikkeling Demen-Dieden

- 58 -

horizontale doorlatendheid in modellaag 1 hoog is. De horizontale doorlatendheid in het model bedraagt ongeveer 5 m/d met op enkele plekken hogere waarden tot 40 m/d. In werkelijkheid ligt hier een dijk waardoor horizontale stroming praktisch voorkomen wordt.

Figuur 45 Overzicht waterbalanstermen deklaag Figuur 46 twee deelgebieden, die gebruikt zijn om waterbalans termen te sommeren Tabel 8 Gesommeerde fluxen voor gebied 2 (Dieden binnendijks) van de kwelflux (FLF modellaag 1) en de flux over de rand (FRF+FFF van modellaag 1) en de verandering van de kwelflux (verandering FLF) als gevolg van de ingreep

Berekening hoge weerstand referentie hoge weerstand basis hoge weerstand maximaal lage weerstand referentie lage weerstand basis lage weerstand maximaal hoge weerstand + binnendijks referentie hoge weerstand + binnendijks basis hoge weerstand + binnendijks maximaal

FRF+FFF verandering m3/d FLF m3/d FLF m3/s FLF 4071 13824 0.16 4049 14929 0.17 0.08 4034 15692 0.18 0.14 3998 16864 0.20 3989 17506 0.20 0.04 3980 18031 0.21 0.07 4112 11245 0.13 4104 12033 0.14 0.07 4098 12524 0.14 0.11

Tabel 9 geeft de waterbalans voor het binnendijkse gebied bij Demen weer. De effecten van de basis en maximale vergraving zijn in tegenstelling tot de waterbalans, binnendijks bij Dieden, vergelijkbaar qua orde van grootte. Door het aanpassen van de weerstandswaarde treedt ook in dit poldergebied ongeveer een verdubbeling van de kwelflux op. Ook in dit gebied geldt dat de horizontale doorlatendheid in het model relatief hoog is ter plaatse van de dijk en dat aanbevolen wordt deze aan te passen voor de VKA-berekening. De kwelflux neemt ongeveer 5-15 % (afhankelijk van de gekozen vergraving en weerstandswaaarde deklaag) toe in het binnendijkse gebied bij een Maaspeil van 10.3 m +NAP. Tabel 9 Gesommeerde fluxen voor gebied 1(Demen binnendijks) van de kwelflux (FLF modellaag 1) en de flux over de rand (FRF+FFF van modellaag 1) en de verandering van de kwelflux (verandering FLF) als gevolg van de ingreep

Berekening hoge weerstand referentie hoge weerstand basis hoge weerstand maximaal lage weerstand referentie lage weerstand basis lage weerstand maximaal hoge weerstand + binnendijks referentie hoge weerstand + binnendijks basis hoge weerstand + binnendijks maximaal

Natuurontwikkeling Demen-Dieden

FRF+FFF verandering m3/d FLF m3/d FLF m3/s FLF 1616 19004 0.22 1601 20975 0.24 0.10 1597 21259 0.25 0.12 1588 20251 0.23 1581 21529 0.25 0.06 1578 21814 0.25 0.08 1630 17496 0.20 1625 19086 0.22 0.09 1624 19303 0.22 0.10

- 59 -

Op basis van deze analyse wordt aangeraden om voor het VKA (1) de doorlatendheid in modellaag 1 aan te passen naar een lagere waarde ter plaatse van de dijk en de uiterwaard, (2) de effecten op de fluxen onder een minder extreme situatie te berekenen en (3) om ook de flux onder de dijk te bepalen en te vergelijken met de kwelflux in het binnendijkse gebied.

Natuurontwikkeling Demen-Dieden

- 60 -

Bijlage 5 Effect van het VKA bij MHW Ten behoeve van de geotechnische effectrapportage is ook een niet-stationaire modelberekening uitgevoerd voor MHW voor de referentie situatie en het VKA. De modeluitgangspunten en de kale modelresultaten zijn in deze bijlage ter volledigheid opgenomen. De resultaten zijn niet in deze rapportage uitgewerkt, maar worden toegelicht in de geotechnische rapportage.

Modeluitgangspunten Voor deze berekeningen is het niet-stationaire model gebruikt, waarbij alleen de hoogwatergolf in 2013 is aangepast naar een MHW-situatie. Dit is gedaan door de MHWhoogwatergolf achter de T=10 hoogwatersituatie in het model op te nemen. Figuur 47 geeft de golf weer.

Figuur 47 Overzicht van de gehanteerde Maaspeilen tijdens de MHW-golf in het grondwatermodel

De hoogwatergolf is voor het WBI2017 aangeleverd. Deze hoogwatergolf is geëxtrapoleerd naar de ontwerpwaterstand van 2075. Deze hoogwatergolf is ook gebruikt voor de geotechnische toetsing en is hoger dan het eerder gebruikte MHW-niveau in de stationaire sommen (bijlage 4). Figuur 48 hoort bij dwarsprofiel 440 waarvan een D Geo Flow berekening is gemaakt. Voor het VKA is aangehouden dat het peil op de Maas 7 cm lager zal zijn dan in de referentieberekening ten gevolge van de vergravingen.

De maatgevende waterstand in 2075 per dijkpaal langs het traject is als volgt: Interpolatie naar dijkpalen

Waterstand excl. Maatregelen (2075) 409

11.19

415

11.10

420

10.99

424

10.91

430

10.83

434

10.78

440

10.64

Natuurontwikkeling Demen-Dieden

- 61 -

Figuur 48 hoogwatergolf WBI2017 geëxtrapoleerd naar de ontwerpwaterstand van 2075 ter plaatse van dwarsprofiel 440 waarvan een D Geo Flow berekening is gemaakt. Modelresultaat Figuur 49 en Figuur 50 geven het effect van het VKA tijdens MHW op respectievelijk de grondwaterstand en de stijghoogte weer.

Figuur 49 Effect van VKA op de grondwaterstand (modellaag 1) op de modeldag 14 jan 2013

Natuurontwikkeling Demen-Dieden

- 62 -

Figuur 50 Effect van VKA op de stijghoogte (modellaag 6) op de modeldag 14 jan 2013

Natuurontwikkeling Demen-Dieden

- 63 -

van Hogendoornplein 4 2805 BM Gouda Telefoon: 0182 – 686 424 Internet: www.acaciawater.com Email: info@acaciawater.com Natuurontwikkeling Demen-Dieden

- 64 -