Het morfologische effect van bochtverbeteringen in een rivier

Abstract

In een rivierbocht treedt een zogenaamde spiraalstroming op, waardoor het typische dwarsprofiel van een rivierbocht ontstaat: diep in de buitenbocht en ondiep in de binnenbocht. Hierdoor is slechts over een kleine breedte voldoende vaardiepte aanwezig en vormen bochten in de Waal een knelpunt in de rivier voor de scheepvaart. In het Waalproject worden onder andere deze knelpunten aangepakt. Daarbij wordt gezocht naar nieuwe, kleinschalige maatregelen, omdat de traditionele rivierverbeteringen te grote gevolgen hebben voor zowel de rivier als voor de ecologie en het landschap. Doordat deze maatregelen innovatief van karakter zijn, zijn de effecten ervan nog onvoldoende bekend. In dit afstudeerproject zijn met behulp van het ID-programma SOBEK de grootschalige morfologische effecten van een vaste laag, bodemkribben en bodemschermen bepaald. Deze bochtmaatregelen vergroten de weerstand van de rivier, waardoor de waterstanden bovenstrooms worden opgestuwd. Dit heeft zowel boven- als benedenstrooms van de bochtmaatregel morfologische gevolgen. Voor het bepalen van die morfologische gevolgen is van het rivierensysteem Rijn, Waal en Pannerdens Kanaal een 'gladde' schematisatie gemaakt, dat wil zeggen dat zo weinig mogelijk discontinutteiten in geometrie en ruwheid op een riviertak voorkomen. Met deze schematisatie wordt bereikt, dat de bodemontwikkeling in langsrichting van de rivier geen zeer grote schommelingen vertoont, zoals dat in het door Rijkswaterstaat gebruikte Rijntakken-model het geval is en waardoor de morfologische gevolgen van bochtverbeteringen moeilijk te onderscheiden zijn van de overige morfologische veranderingen. Het model is geijkt op waterbeweging, sedimentbeweging en morfologie. Daarbij is er van uitgegaan, dat het uiteindelijke doel van het model het voorspellen van grootschalige morfologische ontwikkelingen ten gevolge van zomerbed ingrepen op met name de Waal is. Dit betekent dat, hoewel de waterbeweging redelijk goed is geijkt, het model niet geschikt is voor het voorspellen van locale waterstanden, omdat locale kenmerken in de geometrie van de rivier hierop veel invloed kunnen hebben en deze niet in het model zijn meegenomen. Om dezelfde reden is het model ook niet geschikt voor de voorspelling van zeer locale bodemontwikkelingen. De door SOBEK berekende sedimenttransporten komen goed overeen met de sedimenttransporten waarvan in het IVR project ( Rijkswaterstaat) wordt uitgegaan. De autonome bodemdaling in het ontwikkelde SOBEK-model is over het algemeen te klein. Benedenstrooms van een overgang van rivierbocht naar rechtstand treden oscillaties in de bodemligging op. De oscillaties benedenstrooms van een Waalbocht zijn analytisch benaderd met behulp van het twee-kanalen model. Benedenstrooms van een bocht waar een een vaste laag of bodemkribben zijn aangelegd, zijn de oscillaties sterker dan in de oorspronkelijke situatie. Dit wordt veroorzaakt door de erosiekuil die benedenstrooms van de bochtmaatregel ontstaat. Bij bodemschermen ontstaat geen erosiekuil en zijn de bodemoscillaties kleiner dan in de oorspronkelijke situatie.