Overstromingsmodel Dijkring 6

Opdrachtgevers: Provinsje Fryslân en provincie Groningen

Overstromingsmodel dijkring 6

Modelbouw en scenarioberekeningen

Auteurs: C.A.H. Wouters T.J. Hoffman

PR1134.10 november 2006

november 2006 Overstromingsmodel dijkring 6

Inhoud

Lijst van tabellen...... iii

Lijst van figuren ...... v

1 Inleiding...... 1-1 1.1 Aanleiding...... 1-1 1.2 Doelstelling...... 1-2 1.3 Uitgangspunten ...... 1-2 1.4 Leeswijzer ...... 1-2

2 Bouw overstromingsmodel ...... 2-1 2.1 Introductie in overstromingsberekeningen...... 2-1 2.1.1 Afgeleide producten ...... 2-1 2.1.2 Toepassingsmogelijkheden ...... 2-2 2.2 Werking van SOBEK...... 2-2 2.2.1 2D modelgebied ...... 2-2 2.2.2 1D takken ...... 2-2 2.2.3 Koppeling 1D en 2D ...... 2-3 2.3 Opbouw 2D modelgebied dijkring 6 ...... 2-3 2.4 Opbouw 1D takken dijkring 6...... 2-5 2.5 Initiële waterstanden in het model...... 2-7 2.6 Randvoorwaarden ...... 2-7 2.7 Bressen ...... 2-9 2.8 Kwaliteitsborging...... 2-9

3 Scenarioberekeningen...... 3-1 3.1 Scenario 1: Prinses Margrietsluis ...... 3-2 3.2 Scenario 2: Stavoren ...... 3-4 3.3 Scenario 3: Gaast-Piaam...... 3-6 3.4 Scenario 4: Tsjerk Hiddessluis ...... 3-8 3.5 Scenario 5: Oosterbierum ...... 3-10 3.6 Scenario 6: Boonweg ...... 3-12 3.7 Scenario 7: Wierum–Moddergat...... 3-14 3.8 Scenario 8: Lauwersoog ...... 3-16 3.9 Scenario 9: Warffum coupures open ...... 3-18 3.10 Scenario 10: Warffum coupures gesloten ...... 3-20 3.11 Scenario 11: westelijk van Eemshaven coupures open...... 3-22 3.12 Scenario 12: westelijk van Eemshaven coupures gesloten ...... 3-24 3.13 Scenario 13: Holwierde ...... 3-26 3.14 Scenario 14: Delfzijl zeesluis...... 3-28 3.15 Scenario 15: Borgsweer ...... 3-30 3.16 Scenario 16: Carel Coenraadpolder...... 3-32 3.17 Scenario 17: Worstcase Scenario...... 3-34

4 Schade en Slachtoffers ...... 4-1 4.1 HIS Schade en Slachtoffermodule...... 4-1

HKV LIJN IN WATER PR1134.10 i Overstromingsmodel dijkring 6 november 2006

4.2 Overzicht van de schade en slachtoffers...... 4-2

5 Slotopmerkingen ...... 5-1

6 Referenties...... 6-1

Bijlage A: Nikuradse ruwheid...... A-1

Bijlage B: Overzicht overstromingsberekeningen...... B-1

Bijlage C: Overzicht gebruikte gegevens...... C-1

Bijlage D: Bodemhoogte overstromingsmodel ...... D-1

Bijlage E: Alle elementen die waterkeren en zijn verhoogd in het overstromingsmodel...... E-1

Bijlage F: Overzicht bresbreedtes, bresdebieten en overstroomd oppervlak...... F-1

ii PR1134.10 HKV LIJN IN WATER november 2006 Overstromingsmodel dijkring 6

Lijst van tabellen

Tabel 2-1 Herclassificatie bodemgebruik in Nikuradse ruwheid...... 2-5 Tabel 4-1 Overzicht schade, getroffenen en slachtoffers ...... 4-2

HKV LIJN IN WATER PR1134.10 iii november 2006 Overstromingsmodel dijkring 6

Lijst van figuren

Figuur 1-1 Dijkringgebied 6...... 1-1 Figuur 2-1 Stroomschema overstromingsmodel ...... 2-1 Figuur 2-2 Eén- en tweedimensionale laag in SOBEK (bron figuur: SOBEK helpfile) ...... 2-3 Figuur 2-3 Vergelijking bodemhoogte AHN5 en uiteindelijke terreinhoogte grid...... 2-4 Figuur 2-4 Resultaat van ophogen lijnelementen tot kruinhoogte...... 2-4 Figuur 2-5 Ruwheid grid dijkring 6 ...... 2-5 Figuur 2-6 Controle connecties van watergangen met terreinhoogte...... 2-6 Figuur 2-7 Overzicht watergangen overstromingsmodel...... 2-7 Figuur 2-8 Verloop windopzet ...... 2-8 Figuur 2-9 Verloop waterstand ...... 2-8 Figuur 2-10 Schematisch overzicht van de verschillende stappen van automatische bresgroei (aangepast uit de SOBEK helpfile) ...... 2-9 Figuur 3-1 Overzicht van de breslocaties ...... 3-1 Figuur 3-2 Breslocatie Prinses Margrietsluis...... 3-2 Figuur 3-3 Maximale waterdiepte scenario Prinses Margrietsluis...... 3-3 Figuur 3-4 Breslocatie Stavoren...... 3-4 Figuur 3-5 Maximale waterdiepte scenario Stavoren...... 3-5 Figuur 3-6 Breslocatie tussen Gaast en Piaam ...... 3-6 Figuur 3-7 Maximale waterdiepte scenario Gaast – Piaam ...... 3-7 Figuur 3-8 Breslocatie Tsjerk Hiddessluis ...... 3-8 Figuur 3-9 Maximale waterdiepte scenario Tsjerk Hiddessluis ...... 3-9 Figuur 3-10 Breslocatie Oosterbierum ...... 3-10 Figuur 3-11 Maximale waterdiepte scenario Oosterbierum ...... 3-11 Figuur 3-12 Breslocatie Boonweg...... 3-12 Figuur 3-13 Maximale waterdiepte scenario Boonweg...... 3-13 Figuur 3-14 Breslocatie Wierum – Moddergat ...... 3-14 Figuur 3-15 Maximale waterdiepte scenario Wierum en Moddergat...... 3-15 Figuur 3-16 Breslocatie Lauwersoog ...... 3-16 Figuur 3-17 Maximale waterdiepte scenario Lauwersoog ...... 3-17 Figuur 3-18 Breslocatie Warffum ...... 3-18 Figuur 3-19 Maximale waterdiepte scenario Warffum (coupures open)...... 3-19 Figuur 3-20 Maximale waterdiepte scenario Warffum (coupures gesloten)...... 3-20 Figuur 3-21 Breslocatie Westelijk van Eemshaven...... 3-22 Figuur 3-22 Maximale waterdiepte scenario Westelijk van Eemshaven (coupures open)...... 3-23 Figuur 3-23 Maximale waterdiepte scenario Westelijk van Eemshaven (coupures gesloten)...... 3-24 Figuur 3-24 Breslocatie Holwierde...... 3-26 Figuur 3-25 Maximale waterdiepte scenario Holwierde...... 3-27 Figuur 3-26 Breslocatie Delfzijl ...... 3-28 Figuur 3-27 Maximale waterdiepte scenario Delfzijl ...... 3-29 Figuur 3-28 Breslocatie Borgsweer...... 3-30 Figuur 3-29 Maximale waterstand scenario Borgsweer...... 3-31 Figuur 3-30 Breslocatie Carel Coenraadpolder ...... 3-32 Figuur 3-31 Maximale waterdiepte scenario Carel Coenraadpolder ...... 3-33 Figuur 3-32 breslocaties Worstcase scenario...... 3-34 Figuur 3-33 maximale waterdiepte Worstcase scenario...... 3-35 Figuur 4-1 Stroomschema HIS–SSM...... 4-1

HKV LIJN IN WATER PR1134.10 v november 2006 Overstromingsmodel dijkring 6

1 Inleiding

1.1 Aanleiding

De Provinsje Fryslân, provincie Groningen, wetterskip Fryslân en de waterschappen Noorderzijlvest en Hunze en Aa’s hebben samen het initiatief genomen om een overstromingsmodel van dijkring 6 (Fryslân en Groningen) te laten en maken. De aanleiding hiervoor was: 1. De verantwoordelijkheid van de provincies en de waterschappen op het gebied van overstromingen; 2. De calamiteitenzorg van de provincies en de waterschappen; 3. Het onderzoeken van het nut van tweede waterkeringen; 4. Het project VNK, waarin het overstromingsrisico van dijkring 6 wordt berekend.

De ligging van deze dijkring is weergegeven in Figuur 1-1. In deze dijkring liggen grote delen van Fryslân, Groningen en een klein deel Drenthe. Het deel van dijkring 6 van de provincie Drenthe is dermate klein en ligt dermate hoog, dat deze provincie niet participeert in de projectgroep.

Met het overstromingsmodel kunnen overstromingsberekeningen worden gesimuleerd met een computer. Het resultaat van deze berekeningen is het ruimtelijke verloop van de waterstand en de stroomsnelheden (bijvoorbeeld waterdieptekaarten en filmpjes).

Figuur 1-1 Dijkringgebied 6

HKV LIJN IN WATER PR1134.10 1-1 Overstromingsmodel dijkring 6 november 2006

Het programma, waarmee de overstromingen worden gemodelleerd, is SOBEK. Het programma SOBEK heeft daarvoor een schematisatie van het gebied nodig. In deze schematisatie is onder andere een hoogtemodel, de ligging van dijken, de kunstwerken en waterlopen opgenomen. Kortom alles wat een overstroming kan beïnvloeden.

De projectgroep, die dit project heeft begeleid, bestaat uit de provinsje Fryslân, de provincie Groningen, de waterschappen Hunze en Aa’s, Noorderzijlvest, Wetterskip Fryslân en Rijkswaterstaat DWW.

1.2 Doelstelling

Het doel van dit onderzoek is het maken van een modelschematisatie van dijkring 6 (Fryslân en Groningen). Met de modelschematisatie wordt een aantal overstromingsberekeningen gemaakt, die worden gepresenteerd in termen van overstromingsverloop, hoeveelheid schade, aantal getroffenen en aantal slachtoffers.

1.3 Uitgangspunten

Voor dit project is van een aantal punten uitgegaan, te weten: • Het overstromingsmodel wordt gebouwd op basis van een resolutie van 100m x 100m van het terreinhoogte- en ruwheidsmodel; • Er wordt gebruik gemaakt van SOBEK. • De schade en slachtofferberekeningen worden uitgevoerd met HIS-SSM versie 2.1. • Voor alle overstromingsberekeningen wordt aangenomen dat alle kunstwerken (sluizen, stuwen, gemalen, ed) waterkerend zijn, tenzij er expliciet is aangegeven dat ze water doorlaten.

1.4 Leeswijzer

In hoofdstuk 2 is de bouw van de modelschematisatie beschreven, beginnend met een algemene inleiding over overstromingsberekeningen en de werking van SOBEK. Daarna wordt in detail ingegaan op hoe het overstromingsmodel van dijkring 6 is opgebouwd. De resultaten van het overstromingsmodel staan in hoofdstuk 3. In hoofdstuk 4 zijn de resultaten van de overstromingberekeningen vertaald naar schade en slachtoffers met behulp van de Schade- en Slachtoffersmodule (HIS-SSM). De slotopmerkingen zijn opgenomen in hoofdstuk 5.

1-2 PR1134.10 HKV LIJN IN WATER november 2006 Overstromingsmodel dijkring 6

2 Bouw overstromingsmodel

2.1 Introductie in overstromingsberekeningen

Overstromingsberekeningen zijn computersimulaties van overstromingen. Om een simulatie te maken heeft het programma (SOBEK) ruimtelijke informatie nodig, zoals terreinhoogte, ligging van dijken, landgebruik, ligging van watergangen en doorgangen. Deze ruimtelijke informatie vormt samen de gebieds- of modelschematisatie.

Naast de gebiedsschematisatie is het ook nodig om de ligging van de dijkdoorbraak en/of het verloop van de buitenwaterstanden op te geven. De keuze voor de locatie van de doorbraak, het verloop van de buitenwaterstand en eventuele andere keuzes bepalen samen de omstandigheden, waarbij een overstroming optreedt. Deze gekozen omstandigheden worden in dit rapport ‘overstromingscenario’s’ genoemd.

Op basis van de modelschematisatie vindt voor elk scenario een modelberekening plaats (zie Figuur 2-1). De resultaten van deze berekeningen zijn het verloop van de overstroming, de waterstand en de snelheid van het water. De resultaten worden getoond als kaarten, tabellen en of animaties. gebiedsschematisatie animatie modelberekening scenario/ kaarten randvoorwaarden

afgeleide producten

Figuur 2-1 Stroomschema overstromingsmodel

2.1.1 Afgeleide producten

De gegevens, die uit de overstromingsberekening en de Schade- en Slachtoffermodule (HIS– SSM) komen, kunnen al naar gelang de wensen van de gebruiker getoond worden via: 1. Kaarten met een weergave van de maximaal opgetreden waterdiepte; 2. Kaarten met een maximale stroomsnelheid; 3. Kaarten met de momentane waterdiepte. Deze kaarten laten de waterstand zien op een bepaald tijdstip na het optreden van een overstroming. 4. Kaarten met de voortgang van het waterfront. Eén kaart geeft de ligging van het waterfront op bepaalde tijdstippen gedurende een overstroming weer. 5. Kaarten ten behoeve van risico-inventarisaties; 6. Schadekaarten; 7. Slachtofferkaarten; 8. Normering op basis van schade; 9. Animatie. Een filmpje van het verloop van de overstroming; 10. CD-ROM met digitale weergave van de kaarten en animatiefilmpjes; 11. Scenariobibliotheek.

HKV LIJN IN WATER PR1134.10 2-1 Overstromingsmodel dijkring 6 november 2006

2.1.2 Toepassingsmogelijkheden

Met het overstromingsmodel kunnen scenario’s worden opgesteld, die gebruikt kunnen worden voor onder andere: • Calamiteitenbestrijding; • Bewustwording (communicatie); • Risicobeheersing; • Nut en noodzaak van tweede waterkeringen; • Maatregelen (bijvoorbeeld compartimentering); • Ruimtelijke ordening.

2.2 Werking van SOBEK

Voor het modelleren van een overstromingssom in SOBEK wordt gebruik gemaakt van de modules “Channel-Flow” en “Overland-Flow”. Deze combinatie maakt het mogelijk om gegevens, weergegeven in ééndimensionale vorm, uit te wisselen met gegevens in de tweedimensionale vorm. De verschillende aspecten van het overstromingsmodel worden in deze paragraaf behandeld.

2.2.1 2D modelgebied

Het tweedimensionale gedeelte van het overstromingsmodel bevat de terreinhoogte van het modelgebied. Dit model beschrijft de hoogteligging in vlakken van 100 bij 100 m. Iedere vlak (gridcel) representeert de hoogte voor een gebied van één hectare. De toegekende waarde is in het algemeen de gemiddelde hoogte van het onderliggende gebied.

Binnen de dijkring komen waterkeringen voor, die het overstromingspatroon beïnvloeden. Hierbij is een onderverdeling te maken in: • Waterkeringen (primaire keringen, secundaire keringen, boezemkades etc); • Overige hoge lijnelementen (oude waterkeringen, die niet meer beheerd worden, hooggelegen snelwegen, spoorwegen, etc.).

Al deze lijnelementen maken onderdeel uit van de terreinhoogte. In § 2.3 wordt in meer detail ingegaan op de opbouw van het terreinhoogtemodel.

Naast de terreinhoogte bevat het tweedimensionale model ook de hydraulische ruwheid. De ruwheid representeert de weerstand, die het water ondervindt als het stroomt. Een bos is bijvoorbeeld hydraulisch ruwer dan productiegrasland. De ruwheid is opgegeven als een Nikuradse ruwheid in een grid met dezelfde resolutie als de bodemhoogte. De hydraulische ruwheid van het overstromingsgebied is afgeleid van het landgebruik.

2.2.2 1D takken

Waterlopen, die van invloed zijn op het overstromingspatroon, maar kleiner zijn dan de afmetingen van een gridcel (100 m), worden in het model opgenomen als takken (ééndimensionale watergangen). Aan deze ééndimensionale watergangen worden profielen toegekend en kunstwerken gekoppeld overeenkomstig de werkelijkheid. Bij de bouw van het model worden uiteraard alleen waterlopen gemodelleerd, die daadwerkelijk het overstromingspatroon kunnen beïnvloeden. Bijvoorbeeld: een sloot van 1,5 m breed zal niet veel bijdragen aan het overstromingspatroon, het Prinses Margrietkanaal daarentegen wel.

2-2 PR1134.10 HKV LIJN IN WATER november 2006 Overstromingsmodel dijkring 6

De één-dimensionale takken hebben nog een extra toepassing. Als in een dijk een opening aanwezig is, of in een snelweg een viaduct, dan zullen deze openingen vaak kleiner zijn dan 100 m. Met de takken kunnen deze alsnog in de modelschematisatie worden opgenomen.

2.2.3 Koppeling 1D en 2D

Tot op dit moment is er sprake van een apart 1D model met takken en een 2D model met vlakken. De koppeling tussen de 1D en 2D modelsysteem vindt plaats via ‘calculation nodes’ (wit) of ‘connection nodes’ (rood). Een voorbeeld hiervan is weergegeven in Figuur 2-2. Op deze locaties staat de ééndimensionale tak in verbinding met het onderliggende tweedimensionale grid (vierkanten met grijze cirkels in Figuur 2-2). Hier kan bijvoorbeeld water uit een rivier een gridcel inlopen. De blauwe ovalen geven aan op welke manier een ‘calculation’ of ‘connection’ node in verbinding staat met een gridcel.

Figuur 2-2 Eén- en tweedimensionale laag in SOBEK (bron figuur: SOBEK helpfile)

2.3 Opbouw 2D modelgebied dijkring 6

Het terreinhoogtemodel is het Actueel Hoogtebestand Nederland. Dit is uitgegeven door Rijkswaterstaat Adviesdienst Geoinformatie en ICT. Dit terreinhoogtemodel is gecorrigeerd in dicht bebouwde gebieden door TNO-NITG. Het grid is omgezet naar een grid met cellen van 100 bij 100 m. Het resultaat is gecontroleerd met een grid van 5x5 m (AHN5), weergegeven in Figuur 2-3.

HKV LIJN IN WATER PR1134.10 2-3 Overstromingsmodel dijkring 6 november 2006

Figuur 2-3 Vergelijking bodemhoogte AHN5 en uiteindelijke terreinhoogte grid.

Bij het omzetten van het 25 bij 25 m TNO-NITG grid naar een 100 bij 100 m grid is aan een cel de gemiddelde bodemhoogte toegekend. Dit is in het algemeen geen probleem omdat de terreinhellingen in Nederland flauw zijn, zodat de naast elkaar gelegen gridcelwaarden niet veel van elkaar zullen verschillen.

Waterkeringen of objecten, die water kunnen keren zoals een spoorbaan worden in het terreinmodel gemodelleerd door een aaneenschakeling van hoge gridcellen. In het basisgrid zijn deze elementen gemiddeld naar een cel van 100 bij 100 m. Hierdoor zijn in het basisgrid de cellen te laag. Daarom zijn deze gridcellen verhoogd tot de juiste kruinhoogte door de aangeleverde lijnelementen te vergridden en de hoogtelijnen te controleren met kruinhoogtebestand of het AHN5. In Figuur 2-4 is het voor een detail bij het Lauwersmeer weergegeven. In bijlage E zijn alle elementen weergegeven, die in het grid zijn verhoogd.

Figuur 2-4 Resultaat van ophogen lijnelementen tot kruinhoogte.

De laatste correctie, gemaakt op het basisgrid, betreft de meren. Bij het meten van de terreinhoogte wordt het wateroppervlak van deze meren gemeten als de terreinhoogte. In dit project is ervoor gekozen om de meren in het tweedimensionale gedeelte van het model op te nemen door de bodemhoogte te verlagen en vervolgens een initieel waterniveau aan het verlaagde gebied toe te kennen. De ligging van de meren is bepaald aan de hand van de LGN3cat van Fryslân en LGN4 van Groningen. Voor alle in het model opgenomen meren is de bodemhoogte op NAP –2,0 m gezet.

De uiteindelijk gebruikte bodemhoogte is weergegeven in bijlage D.

2-4 PR1134.10 HKV LIJN IN WATER november 2006 Overstromingsmodel dijkring 6

De hydraulische ruwheid van het model is bepaald in Nikuradse ruwheidklassen. Voor het bepalen van deze klassen is het bodemgebruik, zoals aangegeven in LGN3cat en LGN4 omgezet naar ruwheden volgens onderstaande herclassificatie:

Bodemgebruik Nikuradse Ruwheid Weidegrond 0,25 m Land- en tuinbouw 0,40 m Bomen 5,00 m Glastuinbouw 0,40 m Natuur 1,00 m Bebouwd gebied 10,00 m Infrastructuur 1,00 m Water 0,10 m Tabel 2-1 Herclassificatie bodemgebruik in Nikuradse ruwheid

De precieze omzetting van het bodemgebruik naar ruwheid is per LGN opgenomen in Bijlage A: Nikuradse ruwheid. Het uiteindelijke ruwheidgrid (Figuur 2-5) is tot stand gekomen door de grids samen te voegen en om te zetten naar een 100 bij 100 m grid. Daar waar de gegevens niet gebiedsdekkend waren, is de standaard ruwheidwaarde van 0,2 gebruikt.

Figuur 2-5 Ruwheid grid dijkring 6

2.4 Opbouw 1D takken dijkring 6

Voor de bouw van het ééndimensionale gedeelte van het overstromingsmodel zijn reeds bestaande SOBEK modellen van het gebied gebruikt: • Het boezemmodel van Wetterskip Fryslân is gebruikt voor het Friese gedeelte van dijkring 6 (DSS_HYDR.lit). • De modellen van de Electra- en Fivelingoboezem (ElecFiv.lit), de Noordelijke kustpolders (NKP_V2.lit) en het model van Waterschap Hunze en Aas zijn gebruikt voor het Groningse gedeelte van dijkring 6.

De toegeleverde modellen waren vrijwel allemaal neerslag - afvoermodellen. Deze zijn geschikt gemaakt voor het gebruik in het overstromingsmodel. Alle elementen anders dan “Channel -

HKV LIJN IN WATER PR1134.10 2-5 Overstromingsmodel dijkring 6 november 2006

Flow” en “Overland – Flow” zijn uit de modellen verwijderd. Tevens zijn alle waterlopen met een bodembreedte kleiner dan 5 m uit de modellen verwijderd.

Tot slot is de ligging van iedere watergang gecontroleerd op basis van de terreinhoogte. Het is van belang dat op de plaatsen, waar het ééndimensionale gedeelte met het tweedimensionale gedeelte in verbinding staat, de watergang op de correcte plaats ten opzichte van de kades ligt. Wanneer de waterloop niet binnen de kades ligt, zal aan het begin van de simulatie het water uit de watergang het land oplopen. Er is onderscheid gemaakt tussen drie soorten ligging van de waterlopen ten opzichte van de kades Figuur 2-6: • Watergangen, die geen kade hebben: de ligging is alleen geografisch gecontroleerd. • Watergangen met één kadehoogte aan beide kanten: op de plaatsen waar de ééndimensionale tak verbinding maakt met het tweedimensionale model moet de watergang op een cel met een hoogte overeenkomstig met de kadehoogte liggen. • Watergangen met verschillende kadehoogten aan weerszijde: omdat een overstroming het eerst optreedt aan de kant met de laagste kade moeten de verbindingen die de waterloop maakt met het terreinmodel plaatsvinden op de gridcellen met een hoogte overeenkomstig met de laagste kadehoogte.

waterloop zonder kade waterloop met 1 kadehoogte waterloop met 2 kadehoogten

Figuur 2-6 Controle connecties van watergangen met terreinhoogte

Het uiteindelijke ééndimensionale model, zoals opgenomen in het overstromingsmodel van dijkring 6 is weergegeven in Figuur 2-7.

2-6 PR1134.10 HKV LIJN IN WATER november 2006 Overstromingsmodel dijkring 6

Figuur 2-7 Overzicht watergangen overstromingsmodel

2.5 Initiële waterstanden in het model

Voordat een overstromingsberekening plaatsvindt, wordt in het model al water toegekend aan de meren en waterlopen. In werkelijkheid zal immers ook water aanwezig zijn. Dit is de initiële waterstand in het overstromingsmodel. Voor Fryslân zijn alleen waterlopen gemodelleerd, die onderdeel zijn van de boezem. Derhalve is voor deze wateren het boezempeil van NAP –0,52 m als initiële situatie gebruikt. Voor de Electraboezem is uitgegaan van NAP –0,90 m. Voor de waterlopen in het gebied van Hunze en Aa’s is uitgegaan van NAP –1,10 m. In alle gebieden staat het water stil. Er is geen initiële stroomsnelheid aangenomen.

2.6 Randvoorwaarden

Een belangrijke factor bij de overstromingsberekeningen is het verloop van de buitenwaterstand. Daarmee wordt bedoeld hoe de waterstand verloopt aan de zijde van de Waddenzee of IJsselmeer. Bij een hoge waterstand zal er veel meer water door de bres naar binnenstromen, temeer omdat de bres harder groeit.

Voor de scenarioberekeningen in deze studie is uitgegaan van de topwaterstand, die gemiddeld met een kans van 1/4.000 per jaar voorkomt. Dit is gelijk aan de wettelijk normfrequentie van deze dijkring (RWS DWW, 2001).

De waterstand op zee wordt beïnvloed door een groot aantal parameters, zoals gemiddelde getij, doodtij/springtij, wind, luchtdruk, etc. Voor de overstromingsberekeningen vanuit de kust is de keuze gemaakt om een gemiddeld getij te nemen (slotgemiddelde uit 1991, omdat het

HKV LIJN IN WATER PR1134.10 2-7 Overstromingsmodel dijkring 6 november 2006

slotgemiddelde 2001 nog niet bestond). Boven op dit getij is het verloop van een stormopzet gesuperponeerd. De top van het getij en de top van de stormopzet zijn 4,5 uur in fase verschoven. De top van de opzet valt 4,5 uur na de top van het getij. (RIZA werkdocument 2003.128X).

De stormopzet heeft een duur van 45 uur. Het verloop van de stormopzet is nagenoeg driehoekig. Vanaf twee uur voor de top, neemt de waterstand nog 0,1 m toe. Van de top tot twee uur daarna neemt de waterstand 0,1 m af. Dit is weergegeven in Figuur 2-8. In Figuur 2-9 is het verloop van de waterstand weergegeven, de bres ontstaat op het moment dat de buitenwaterstand maximaal is, zoals door middel van een lichtblauwe lijn is aangegeven in het figuur.

voorbeeld verloop stormopzet (3m)

3.5 22 3 0,1

2.5

1.5 opzet [m]

0.5

0 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 tijd [uren]

Figuur 2-8 Verloop windopzet

verloop windopzet + gemiddeld getij Verloop gemiddeld getij Verloop windopzet Verloop buitenwaterstand 8.00

6.00

4.00

2.00

0.00 waterstand [m t.o.v. NAP] -2.00 0:00:00" 2:00:00" 0:00:00" 2:00:00" 0:00:00" 2:00:00" 0:00:00" 2:00:00" 0:00:00" "1991/01/07;0 "1991/01/07;1 "1991/01/08;0 "1991/01/08;1 "1991/01/09;0 "1991/01/09;1 "1991/01/10;0 "1991/01/10;1 "1991/01/11;0 tijd

Figuur 2-9 Verloop waterstand

2-8 PR1134.10 HKV LIJN IN WATER november 2006 Overstromingsmodel dijkring 6

De vorm van het gemiddelde getij verloopt langs de Nederlandse kust. Op een aantal locaties is het gemiddelde getij bepaald, zoals Harlingen, Lauwersmeer en Delfzijl. Op basis van interpolatie is voor de tussenliggende locaties het verloop van het getij bepaald.

Voor de locaties vanuit IJsselmeer is hetzelfde patroon voor de stormopzet gebruikt. Er is op het IJsselmeer geen getij. Daarvoor in de plaats is het meerpeil gebruikt dat hoort bij de maatgevende hydraulische belasting tegen de dijk. Dit is bijvoorbeeld bij de Prinses Margrietsluizen zo gedaan.

Aan het IJsselmeer ligt een aantal locaties, waarvan de maatgevende hydraulische belasting voornamelijk wordt bereikt door een hoog meerpeil in plaats van een grote windopzet. Bijvoorbeeld bij Lemmer, daar wordt de maatgevende hydraulische belasting voornamelijk bepaald door wind, maar bij Stavoren door een hoog meerpeil. Aangezien de aard van de hydraulische belasting verschillend is, zal de belasting door windopzet slechts in de orde van een dag hoog zijn. Een hoog meerpeil kan daarentegen dagen aanhouden.

2.7 Bressen

Er is gekozen voor een automatische bresgroei (methode Verheij-vdKnaap). Dit is een functie, die is gefit op gegevens van diverse opgetreden overstromingen en laboratorium proeven. Het verloop van de bresgroei is als volgt: 1. In eerste instantie groeit de bres vanaf de kruinhoogte tot aan een opgegeven drempelhoogte. Voor de drempelhoogte is het maaiveld gekozen. De initiële breedte is op 10 m gesteld (stappen 1-2-3 in Figuur 2-10). De duur, waarin deze eerste drie stappen zich afspelen, is gekozen op 10 minuten. 2. Vervolgens groeit de bres in de breedte (stappen 4-5). Deze breedtegroei is afhankelijk van de stroomsnelheid (afhankelijk van verval) en grondeigenschappen. Standaard wordt voor deze bresgroei een zanddijk als uitgangspunt genomen.

Initiële breedte

Initiële 554 4 kruinhoogte 2

Bodemniveau bres

Referentie niveau

Figuur 2-10 Schematisch overzicht van de verschillende stappen van automatische bresgroei (aangepast uit de SOBEK helpfile)

2.8 Kwaliteitsborging

Het is niet mogelijk om het overstromingsmodel te toetsen aan metingen (kalibreren), omdat geen metingen voorhanden zijn. Het is echter wel belangrijk dat er vertrouwen is in de modelresultaten en deze niet in twijfel te. Het gaat om vertrouwen bij de maker van het model,

HKV LIJN IN WATER PR1134.10 2-9 Overstromingsmodel dijkring 6 november 2006

bij de gebruikers van het model, maar ook bij de mensen die maar sporadisch de resultaten zien. Om de kwaliteit van het model te waarborgen zijn gebiedsdeskundigen van de provincies en het waterschap bij het proces betrokken.

Bij de bouw van het model zijn de resultaten van het overstromingsmodel voorgelegd aan de gebiedsdeskundigen. Op een aantal punten hebben zij commentaar geleverd. Voorbeelden daarvan zijn: • Het aanwijzen van gebieden, die niet horen te overstromen • Het aanwijzen van gebieden die, juist zouden moeten overstromen • Het aanwijzen ‘lekken’ tussen het boezemsysteem en het land

Dit commentaar is verwerkt in een volgende versie van het model.

2-10 PR1134.10 HKV LIJN IN WATER november 2006 Overstromingsmodel dijkring 6

3 Scenarioberekeningen

De overstromingsberekeningen, die in het kader van dit project zijn uitgevoerd, zijn in dit hoofdstuk kort beschreven. Per overstromingsscenario worden de volgende aspecten toegelicht: • Breslocatie • Randvoorwaarden • Markante gebeurtenissen van de overstroming met een overzichtskaartje, zie ook de kaartenmap voor meer detail.

Naast deze korte toelichting op de overstromingsberekeningen is: • Een DVD beschikbaar met daarop de animaties van de overstromingen; • Een set A3 kaarten beschikbaar met de maximale waterdiepte; • Een set A3 kaarten met de duur tot het arriveren van het waterfront; • Een overzicht gegeven van de bresbreedtes, bresdebieten en overstroomd oppervlak in bijlage F.

De scenario’s die zijn uitgevoerd zijn vastgesteld in een workshop. De scenario’s zijn zo gekozen dat inzicht is gekregen van het functioneren van het model voor een doorbraak van de primaire keringen. Er zijn overstromingen gekozen vanuit het IJsselmeer, de Waddenzee en de Eems/Dollard. In Figuur 3-1 is een overzicht opgenomen van alle breslocaties.

Westelijk van Eemshaven Scenario 11, 12

Wierum - Moddergat Warffum Scenario 7 Scenario 9, 10 Holwierde Lauwersoog Scenario 13 Scenario 8 Boonweg Scenario 6 Delfzijl Borgsweer Scenario 14 Scenario 15 Oosterbierum Scenario 5 Carel Coenraadpolder Scenario 16

Tsjerk Hiddessluis Scenario 4

Gaast - Piaam Scenario 3

Stavoren Scenario 2 Prinses Margriet sluis Scenario 1

Figuur 3-1 Overzicht van de breslocaties

HKV LIJN IN WATER PR1134.10 3-1 Overstromingsmodel dijkring 6 november 2006

3.1 Scenario 1: Prinses Margrietsluis

De Prinses Margrietsluis bij Lemmer grenst aan het IJsselmeer (Figuur 3-2). De bres ligt zodanig dat het water vanuit het IJsselmeer direct het Prinses Margrietkanaal in kan stromen.

Het verloop van de buitenwaterstand bij Lemmer is opgebouwd uit een meerpeil van het IJsselmeer (NAP –0,40 m), daarbij komt een stormopzet, zodanig dat de maximale waterstand NAP +2,1 m bedraagt. De windsnelheid, die daarbij hoort, bedraagt bijna 36 m/s en komt uit westelijke richting.

Figuur 3-2 Breslocatie Prinses Margrietsluis

Op het moment van het ontstaan van de bres loop het water de Grote Brekken op. Een groot gedeelte van het water wordt in het meer en het aangrenzende moeras geborgen. Na 4 uur, waarin de waterstand blijft toenemen, wordt deze berging te krap en overstromen de naastgelegen polders. De overstroming vindt eveneens plaats vanuit het Tjeukemeer, waarmee de Grote Brekken in open verbinding staat. Afgezien van lokale dieper gelegen gedeelten waar een waterstand van een meter kan optreden is de gemiddelde diepte slechts enkele decimeters. Het maximale overstromingspatroon is gegeven Figuur 3-3.

3-2 PR1134.10 HKV LIJN IN WATER november 2006 Overstromingsmodel dijkring 6

Figuur 3-3 Maximale waterdiepte scenario Prinses Margrietsluis

HKV LIJN IN WATER PR1134.10 3-3 Overstromingsmodel dijkring 6 november 2006

3.2 Scenario 2: Stavoren

In dit scenario ontstaat een bres juist ten zuiden van de haven van Stavoren (Figuur 3-4). Voor de overstroming wordt uitgegaan van een waterstand van NAP +0,97 m. Deze waterstand wordt veroorzaakt door een hoog meerpeil op het IJsselmeer. Hoge meerpeilen houden vaak dagen aan op het IJsselmeer. Dit is anders dan de duur van een storm, die duurt vaak 1 dag. In de berekening is aangenomen dat de bres na twee dagen gedicht is. Hier wordt een maatregel verondersteld.

De kruinhoogte van de primaire kering is NAP +4,16 m. De bodemhoogte van de bres is gemodelleerd op maaiveldhoogte van het land net achter de primaire kering, te weten op NAP – 1,35 m.

Figuur 3-4 Breslocatie Stavoren

De maximale waterdiepte van de overstroming ten gevolge van het ontstaan van een bres te Stavoren, is gegeven in Figuur 3-5. Vlak na het ontstaan van de bres loopt het water de lagergelegen Zuidermeerpolder in. In het noorden wordt het waterfront tijdelijk tegen gehouden door het spoor. Door de hoger gelegen weg te Warns wordt de overstroming in zuidelijke richting afgebogen richting Laaxum. Hier kan de weg worden gekruist en stroomt het water via de Groote Warnser Zuiderpolder weer richting het noorden. De optredende waterstanden lopen uiteen van enkele decimeters te Scharl tot wel 2 meter in de Zuidermeer- en Groote Warnser Zuiderpolder. In de uiteindelijke situatie is de Fluessen en het Heegermeer buiten de kades getreden.

3-4 PR1134.10 HKV LIJN IN WATER november 2006 Overstromingsmodel dijkring 6

Figuur 3-5 Maximale waterdiepte scenario Stavoren

HKV LIJN IN WATER PR1134.10 3-5 Overstromingsmodel dijkring 6 november 2006

3.3 Scenario 3: Gaast-Piaam

In dit scenario is een breslocatie aangenomen tussen Gaast en Piaam (Figuur 3-6). De hoge waterstand wordt veroorzaakt door een storm op het IJsselmeer uit het zuidwesten met een windsnelheid van 27 m/s. De maximale waterstand bedraagt NAP +1,3 m. De bres ontstaat op het moment dat de waterstand maximaal is. De bodemhoogte van de bres is gemodelleerd op maaiveldhoogte van het land direct achter de primaire kering: NAP –0,92 m.

Figuur 3-6 Breslocatie tussen Gaast en Piaam

Vanwege de beperkte buitenwaterstand en de korte duur is de omvang van de overstroming zeer beperkt. Het water komt niet voorbij de Rijksweg N359 (Workum-Bolsward). Het water blijft staan in een laag gelegen deel, zie Figuur 3-7. Het maaiveld is daar lokaal lager dan NAP -2,0 m. In de lokaal lagergelegen gedeelten kan de waterdiepte dan ook oplopen tot bijna 2 meter.

3-6 PR1134.10 HKV LIJN IN WATER november 2006 Overstromingsmodel dijkring 6

Figuur 3-7 Maximale waterdiepte scenario Gaast – Piaam

HKV LIJN IN WATER PR1134.10 3-7 Overstromingsmodel dijkring 6 november 2006

3.4 Scenario 4: Tsjerk Hiddessluis

In dit scenario faalt de Tsjerk Hiddessluis in Harlingen (Figuur 3-8). Door het falen van de sluis bij een zware storm kan het water vanuit de Waddenzee ongehinderd het gebied instromen. Deze sluis is gemodelleerd door twee onderdoorgangen, een grote (breedte 12 m) en een kleinere (breedte 7 m). Beide kunstwerken falen op het moment van het optreden van de maximale buitenwaterstand.

Figuur 3-8 Breslocatie Tsjerk Hiddessluis

De maximale buitenwaterstand is het toetspeil NAP +4,90 m [RWS, 2001]. Het verloop van de waterstand is bepaald aan de hand van het gemiddelde getij van Harlingen met een windopzet van 45 uur. (Zie ook paragraaf 2.6).

3-8 PR1134.10 HKV LIJN IN WATER november 2006 Overstromingsmodel dijkring 6

Figuur 3-9 Maximale waterdiepte scenario Tsjerk Hiddessluis

Dit scenario geeft aan wat de gevolgen zijn van het falen van de Tsjerk Hiddessluis. De A31 en de kade van het Van Harinxma kanaal liggen hoger in het land en hebben invloed op het overstromingspatroon. De overstroming verspreidt zich voornamelijk richting het lager gelegen gebied ten zuidoosten van Harlingen, waarbij de Arumermiedpolder nog met water te kampen krijgt. De grootste waterstanden, tot 1,5 meter, treden op in de polder tussen Franiker en Harlingen. De waterstanden in de overige polders bereiken maximaal een diepte van een meter.

HKV LIJN IN WATER PR1134.10 3-9 Overstromingsmodel dijkring 6 november 2006

3.5 Scenario 5: Oosterbierum

In dit scenario is een bres aangenomen bij Oosterbierum (Figuur 3-10). Als randvoorwaarde is een gemiddeld getij met windopzet van 45 uur gekozen. Het gemiddelde getij is bepaald aan de hand van de meetstations Harlingen en Holwerd. De maximale buitenwaterstand is NAP +4,80 m. De bres ontstaat op het moment dat de waterstand maximaal is. De bodemhoogte van de bres is gemodelleerd op de maaiveldhoogte van het achterliggend land, te weten NAP +0,36 m.

Figuur 3-10 Breslocatie Oosterbierum

De overstroming die door het falen van de primaire kering ontstaat wordt het meest beïnvloed door de A31, waarlangs het zich in oostelijke richting verspreidt. Na 10 uur is deze barrière niet langer waterkerend en bereikt de overstroming Franeker. De maximale waterdiepte van de gehele overstroming die door het ontstaan van de bres optreed, is gegeven in Figuur 3-11. De waterdiepten lopen uiteen van enkele decimeters tot een ruime meter afhankelijk van lokale dieper gelegen polderdelen.

3-10 PR1134.10 HKV LIJN IN WATER november 2006 Overstromingsmodel dijkring 6

Figuur 3-11 Maximale waterdiepte scenario Oosterbierum

HKV LIJN IN WATER PR1134.10 3-11 Overstromingsmodel dijkring 6 november 2006

3.6 Scenario 6: Boonweg

In dit scenario is een bres gekozen ter hoogte van de Boonweg bij St. Jacobiparochie. De maximale waterstand die de Waddenzee bereikt bedraagt NAP +4,80 m. De bres ontstaat op het moment dat de buitenwaterstand maximaal is. De bodemhoogte van de bres is gemodelleerd op maaiveldhoogte van het achterliggend land, te weten NAP +0,27 m.

Figuur 3-12 Breslocatie Boonweg

Door de overstroming bij Boonweg, overstroomt een compartiment. Dit compartiment wordt gevormd door de primaire waterkering en de regionale of secundaire waterkeringen. Het beleid in Fryslân is, dat deze regionale keringen in stand worden gehouden. De secundaire waterkeringen keren het binnengestroomde water tot op een hoogte van ongeveer NAP +2,25 m. Op het moment dat het water hoger wordt dan de secundaire kering, overstroomt deze in zuidelijke richting. In de overstromingsberekeningen is niet uitgegaan van bezwijken van de secundaire keringen. Het water komt uiteindelijk bijna tot aan Leeuwarden, de waterstand loopt in het gebied ten zuiden van de Oudebildtdijk niet verder op dan 1 meter.

3-12 PR1134.10 HKV LIJN IN WATER november 2006 Overstromingsmodel dijkring 6

Figuur 3-13 Maximale waterdiepte scenario Boonweg

HKV LIJN IN WATER PR1134.10 3-13 Overstromingsmodel dijkring 6 november 2006

3.7 Scenario 7: Wierum–Moddergat

Het scenario Wierum-Moddergat betreft een breslocatie die tussen deze twee plaatsen in ligt, zie Figuur 3-14. Deze plaatsen liggen net ten westen van het Lauwersmeer. De maximale waterstand op de Waddenzee bedraagt in dit scenario NAP +4,95 m.

Figuur 3-14 Breslocatie Wierum – Moddergat

De maximale waterdiepte van de uiteindelijke overstroming, die in dit scenario optreedt, is weergegeven in Figuur 3-15. In het gebied dat overstroomd liggen geen dijken, die van enige invloed op het overstromingspatroon zijn. Het water stroomt daardoor richting het zuiden. Hierbij treden de grootste waterdiepten op in de polders grenzend aan het Lauwersmeer, tot ongeveer 2 m, waarin het water blijft staan. De waterdiepten in de overige polders variëren tussen de 1,5 m ten noordoosten van Dokkum en enkele decimeters.

3-14 PR1134.10 HKV LIJN IN WATER november 2006 Overstromingsmodel dijkring 6

Figuur 3-15 Maximale waterdiepte scenario Wierum en Moddergat

HKV LIJN IN WATER PR1134.10 3-15 Overstromingsmodel dijkring 6 november 2006

3.8 Scenario 8: Lauwersoog

In dit scenario faalt de spuisluis bij Lauwersoog (Figuur 3-16). Het kunstwerk faalt op het moment op de top van het waterstandsverloop (NAP +5,0 m).

Figuur 3-16 Breslocatie Lauwersoog

In Figuur 3-17 is de maximale waterdiepte gegeven die in dit scenario optreedt. De overstroming brengt voornamelijk een hoge waterstand in het Lauwersmeer te weeg. Wanneer het meer echter geheel is volgelopen, vindt afvoer via het Reitdiep en Munnekezijlsterried plaats, waardoor onder meer wateroverlast optreedt in de Polder Vereniging Grijpskerk. De waterdieptes kunnen hier oplopen tot ongeveer 0,5 m. De grootste dieptes tot 1,25 m treden op in de Nieuwe Ruigezandsterpolder.

3-16 PR1134.10 HKV LIJN IN WATER november 2006 Overstromingsmodel dijkring 6

Figuur 3-17 Maximale waterdiepte scenario Lauwersoog

HKV LIJN IN WATER PR1134.10 3-17 Overstromingsmodel dijkring 6 november 2006

3.9 Scenario 9: Warffum coupures open

In het overstromingsscenario Warffum is uitgegaan van een maximale buitenwaterstand van NAP + 5,25 m. Deze waterstand van de Waddenzee wordt bereikt door een combinatie van een gemiddeld getij en een stormopzet. De ligging van de bres is gegeven in Figuur 3-18. Achter de primaire kering ligt bij Warffum een tweede waterkering. In deze berekening is er vanuit gegaan dat de aanwezige coupures open zijn.

Figuur 3-18 Breslocatie Warffum

De maximale waterdiepte van de uiteindelijke overstroming in dit scenario is gegeven in Figuur 3-19. Na het ontstaan van de bres loopt het water direct de Noordpolder in. Doordat dat coupures niet gesloten zijn dringt het water ook direct de Uiterdijkse Landen binnen alwaar Warffum direct met wateroverlast te kampen krijgt. Uiteindelijk dringt het water zelfs door tot Baflo. De waterdiepten buiten de Noordpolder blijven beperkt tot enkele decimeters, in de Noordpolder zelf worden diepten tot 1,5 m bereikt.

3-18 PR1134.10 HKV LIJN IN WATER november 2006 Overstromingsmodel dijkring 6

Figuur 3-19 Maximale waterdiepte scenario Warffum (coupures open)

HKV LIJN IN WATER PR1134.10 3-19 Overstromingsmodel dijkring 6 november 2006

3.10 Scenario 10: Warffum coupures gesloten

Om het effect van een coupure op een overstroming te bepalen is de doorbraak van dit scenario identiek aan dat van scenario 9, maar de coupures in de secundaire kering zijn gesloten. De uiteindelijke overstroming wordt hierdoor beperkt, zoals weergegeven in Figuur 3-20. De secundaire kering is in staat de overstroming volledig te keren, de maximale waterdiepte wordt niet groter dan 1,5m maar in het gehele gebied treden grotere diepten op. In deze berekening is geen rekening gehouden met de faalkans van de secundaire kering door toenemende belasting door het water.

Figuur 3-20 Maximale waterdiepte scenario Warffum (coupures gesloten)

3-20 PR1134.10 HKV LIJN IN WATER november 2006 Overstromingsmodel dijkring 6

HKV LIJN IN WATER PR1134.10 3-21 Overstromingsmodel dijkring 6 november 2006

3.11 Scenario 11: westelijk van Eemshaven coupures open

In scenario 11 ontstaat een bres ten westen van Eemshaven (Figuur 3-21). De primaire kering heeft een kruinhoogte van NAP +9,00 m. De bres ontstaat wanneer de waterstand maximaal is, de bodemhoogte van de bres is gemodelleerd op maaiveldhoogte van het achterliggend land, op NAP +1,21 m.

Figuur 3-21 Breslocatie Westelijk van Eemshaven

De buitenwaterstand wordt gevormd door een gemiddeld getij met een windopzet van 45 uur. Het gemiddelde getij is bepaald door interpolatie van de getijcurves van de Eemshaven en van Lauwersoog. De maximale buitenwaterstand die wordt bereikt is NAP +5,35 m.

In dit scenario is er vanuit gegaan dat er coupures aanwezig zijn in de secundaire keringen. Met gevolg dat de overstroming zich via de hiaten verspreidt over de Oostpolder. De waterdiepte kan in deze polder oplopen tot 0,4 m, waarbij Spijk en ’t Zand te kampen krijgen met wateroverlast. De grootste diepten, tot 2,25 m, ontstaan in de Emmapolder. Een overzicht van de maximale diepten gedurende de overstroming is gegeven in Figuur 3-22.

3-22 PR1134.10 HKV LIJN IN WATER november 2006 Overstromingsmodel dijkring 6

Figuur 3-22 Maximale waterdiepte scenario Westelijk van Eemshaven (coupures open)

HKV LIJN IN WATER PR1134.10 3-23 Overstromingsmodel dijkring 6 november 2006

3.12 Scenario 12: westelijk van Eemshaven coupures gesloten

Eveneens voor het vergelijken van het effect van een coupure op een overstroming te Eemshaven zijn in dit scenario de coupures zoals gemodelleerd in scenario 11, gesloten.

De maximale waterdiepte, die in dit scenario optreedt is, weergegeven in Figuur 3-23. Door het sluiten van de coupures kunnen de compartimenten meer water bergen. Daardoor vindt een minder grote overstroming plaats in de Oostpolder. Hierdoor wordt de wateroverlast in dorpen beperkt. Daarentegen treden er wel grotere waterdiepten op in de polders binnen de coupures.

Figuur 3-23 Maximale waterdiepte scenario Westelijk van Eemshaven (coupures gesloten)

3-24 PR1134.10 HKV LIJN IN WATER november 2006 Overstromingsmodel dijkring 6

HKV LIJN IN WATER PR1134.10 3-25 Overstromingsmodel dijkring 6 november 2006

3.13 Scenario 13: Holwierde

In dit scenario ontstaat een bres ter hoogte van Holwierde (Figuur 3-24). De kruinhoogte van de primaire kering is NAP +8,20 m. Als randvoorwaarde is een gemiddeld getij met 45 uur windopzet gekozen. Het gemiddelde getij is bepaald aan de hand van de gemiddelde getijcurves van Eemshaven en Delfzijl. De maximale buitenwaterstand bedraagt NAP +5,80 m. De bres onstaat op het moment dat de buitenwaterstand maximaal is. De bodemhoogte van de bres is gemodelleerd op maaiveldhoogte van het achterliggend land: NAP +0,68 m.

Figuur 3-24 Breslocatie Holwierde

De maximale waterdiepte van de totale overstroming is gegeven in Figuur 3-25. Hieruit blijkt dat in dit scenario veel water de dijkring binnenstroomt. Het water stroomt voor een groot deel in de fuik van het Damsterdiep en het Eemskanaal. In het zuiden wordt de overstroming begrensd door het Eemskanaal. Naar het westen toe nemen de waterdieptes af, van ongeveer 1 m vlak achter de breslocatie tot enkele decimeters. De laagst gelegen polders ten noorden van Appingedam en tussen de N41 en het Eemskanaal krijgen het meest te kampen met wateroverlast. De diepten lopen hier op tot bijna 2 m. Uiteindelijk vinden zelfs de voorsteden van Groningen hinder van water.

3-26 PR1134.10 HKV LIJN IN WATER november 2006 Overstromingsmodel dijkring 6

Figuur 3-25 Maximale waterdiepte scenario Holwierde

HKV LIJN IN WATER PR1134.10 3-27 Overstromingsmodel dijkring 6 november 2006

3.14 Scenario 14: Delfzijl zeesluis

In dit scenario is aangenomen dat de sluis bij Delfzijl faalt. De buitendeur staat open en de binnen deur bezwijkt in dit scenario. De breedte van de sluis is aangenomen als de breedte van de opening in de dijk. Er is geen bresgroei aangenomen. De buitenwaterstand is gelijk genomen aan het toetspeil (NAP +5,95 m). De locatie van de bres is gegeven in Figuur 3-26.

Figuur 3-26 Breslocatie Delfzijl

Het overzicht van de maximale waterdiepte en omvang van de overstromingen die optreden als gevolg van het falen van de sluis bij Delfzijl is gegeven in Figuur 3-27. Het water stroomt in dit scenario vrijwel direct over de kades van het Eemskanaal naar het zuiden. Hierbij wordt opgemerkt dat er vanuit wordt gegaan dat de kades van het Eemskanaal overstromen, maar niet bezwijken. De gebieden ten zuiden van Delfzijl raakt overstroomd. Het overstromingspatroon wordt beïnvloed door kades en wegen die daar liggen. Het waterfront stroomt aan de zuidzijde van het Eemskanaal naar de dieper gelegen polders.

Het Eemskanaal overstroomt ook nog op enkele andere plaatsen dan dicht bij de bres. Hierdoor raakt het gebied tussen het Damsterdiep en het Eemskanaal overstroomd. Vanuit de het Noord Willems Kanaal, overstromen gebieden in de omgeving van Eelde.

3-28 PR1134.10 HKV LIJN IN WATER november 2006 Overstromingsmodel dijkring 6

Figuur 3-27 Maximale waterdiepte scenario Delfzijl

HKV LIJN IN WATER PR1134.10 3-29 Overstromingsmodel dijkring 6 november 2006

3.15 Scenario 15: Borgsweer

In dit scenario ontstaat een bres ter hoogte van Borgsweer, net ten westen van Termunten, zie Figuur 3-28. Deze locatie is gekozen omdat hier geen secundaire kering achter de primaire kering aanwezig is. De bodemhoogte van de bres is gemodelleerd op maaiveldhoogte van het achterliggend land: NAP +0,68 m.

Figuur 3-28 Breslocatie Borgsweer

Als randvoorwaarde is een gemiddeld getij gekozen met een windopzet van 45 uur. Het getij is bepaald aan de hand van de gemiddelde getijcurves van Delfzijl en Nieuwe Statenzijl. De bres ontstaat op het moment dat de maximale waterstand van NAP +6,15 m wordt bereikt.

De maximale waterdiepte is gegeven in Figuur 3-29. Het water stroomt in zuidwestelijke richting, daar waar het maaiveld laag is. De zuidoostelijke dijk van het Schildmeer en de A7 zijn waterkerend waardoor het water richting Siddeburen wordt gestuurd. Dit is over het algemeen laag gelegen veengebied. De waterdiepten in de polders kunnen oplopen tot ongeveer 2 m. De overstroming heeft niet noemenswaardig last van waterkeringen, snelwegen en boezemkades. Wat opvalt in het overstromingspatroon is dat de woonkernen van Siddeburen en Nieuwolde droog blijven. Deze liggen hoger dan het gemiddelde van de omgeving.

3-30 PR1134.10 HKV LIJN IN WATER november 2006 Overstromingsmodel dijkring 6

Figuur 3-29 Maximale waterstand scenario Borgsweer

HKV LIJN IN WATER PR1134.10 3-31 Overstromingsmodel dijkring 6 november 2006

3.16 Scenario 16: Carel Coenraadpolder

Het meest oostelijk gelegen overstromingsscenario is de overstroming van de Coenraadpolder, vlak bij Nieuwe statenzijl. Deze polder grenst aan de Eems. Het waterstandsverloop van de Eems bestaat uit een gemiddeld getij, met daarop een windopzet. De maximale waterstand bedraagt NAP +6,70 m. De locatie van de bres is weergegeven in Figuur 3-30. Achter de primaire kering ligt een tweede waterkering.

Figuur 3-30 Breslocatie Carel Coenraadpolder

De waterdiepte die uiteindelijk ontstaat is weergegeven in Figuur 3-31. Hieruit blijkt dat de waterdiepte het grootst is in het eerste compartiment. Het meeste water wordt opgevangen in de Carel Coenraadpolder, alvorens de regionale kering overloopt en het achterliggende land bereikt. De waterdiepte loopt hier op tot ongeveer 3 m, in dit scenario is geen rekening gehouden met het bezwijken van een coupure door belasting van het water. De overstroming wordt in het oosten tegengehouden door de kade van de Westerwoldse Aa. Daarnaast hebben vele boezemkaden invloed op het overstromingspatroon. De overstroming bereikt uiteindelijk Winschoten en zorgt voor wateroverlast in vele tussengelegen dorpen. Ofschoon een groot gebied overstroomt lopen de waterstanden niet verder op dan ongeveer 1 m, waarbij de inwoners van Woldendorp de meeste wateroverlast hebben.

3-32 PR1134.10 HKV LIJN IN WATER november 2006 Overstromingsmodel dijkring 6

Figuur 3-31 Maximale waterdiepte scenario Carel Coenraadpolder

HKV LIJN IN WATER PR1134.10 3-33 Overstromingsmodel dijkring 6 november 2006

3.17 Scenario 17: Worstcase Scenario

In dit scenario vinden ontstaan er op meerdere plaatsen bressen door een extra hevige storm waardoor de windopzet twee keer zo lang duurt als in voorgaande scenario’s, vandaar de naam: worstcase scenario. Het overzicht van breslocaties is gegeven in Figuur 3-32. De breslocaties te Holwerd en Tacozijl vertegenwoordigen het falen van sluizen, de overige locaties zijn als dijkdoorbraken gemodelleerd.

Wierum - Moddergat Holwerd

Marrum Dijktempel

Boonweg

Oosterbierum

Zurich

Gaast - Piaam

Hindelopen

Stavoren Tacozijl

Figuur 3-32 breslocaties Worstcase scenario.

De uiteindelijke overstroming als gevolg van dit rampscenario is gegeven in Figuur 3-33. De grootste overstromingen vinden plaats in het noorden van Friesland. Bovendien hebben de meren die voornamelijk in het zuiden liggen een groot bergend vermogen. De coupures in het gebied bieden eveneens weerstand aan het water. Er is niet uitgegaan van een doorbraak in een coupure als gevolg van toenemende belasting. Plaatselijk kan daardoor ook de waterdiepte oplopen zoals te zien valt bij onder meer de Boonweg en Hindelopen. Verder zijn ook hoger gelegen lijnelementen zoals wegen en spoorlijnen van invloed op het overstromingspatroon, de

3-34 PR1134.10 HKV LIJN IN WATER november 2006 Overstromingsmodel dijkring 6

snel- en rijkswegen in het noorden van Friesland belemmeren duidelijk het watertransport in zuidelijke richting.

Figuur 3-33 maximale waterdiepte Worstcase scenario

HKV LIJN IN WATER PR1134.10 3-35 november 2006 Overstromingsmodel dijkring 6

4 Schade en Slachtoffers

4.1 HIS Schade en Slachtoffermodule

In het kader van HIS Beleid is een programma ontwikkeld dat de schade en het aantal slachtoffers van een overstroming berekent. Dit programma heet HIS – Schade- en Slachtoffermodule (HIS–SSM). In Figuur 4-1 is de werking van het programma schematisch weergegeven. Het programma combineert informatie over ruimtegebruik (aanwezigheid van wegen, woningen, type landgebruik, etc) met een overstromingscenario middels schadefuncties en maximale schadebedragen. Het programma resulteert in schadebedragen per schadecategorie per 100 bij 100 meter grid. De schadecategorieën, die kunnen worden onderscheden, zijn grofweg: o Grondgebruik; o Infrastructuur; o Huishoudens; o Voertuigen; o Bedrijven en, o Overig Het ruimtegebruik voor diverse typen landgebruik (schadecategorieën) is afgeleid uit geografische basisgegevens, gebiedsgegevens. De hydraulische gegevens als stroomsnelheid, overstromingsdiepte etc, komen voort uit de berekende overstromingscenario. Bij het combineren van deze gegevens wordt gebruik gemaakt van schadefuncties en maximale bedragen.

Het resultaat van de schadeberekening is een overzicht van de verdeling van de overstromingsschade. Deze schade kan worden gepresenteerd per soort landgebruik, per eenheid van oppervlak of per gemeente.

Het aantal getroffenen en het aantal slachtoffers wordt eveneens door HIS–SSM berekend. Op basis van de waterstand en de stijgsnelheid wordt berekend hoeveel van de aanwezige mensen overlijdt.

Figuur 4-1 Stroomschema HIS–SSM

HKV LIJN IN WATER PR1134.10 4-1 Overstromingsmodel dijkring 6 november 2006

4.2 Overzicht van de schade en slachtoffers

De berekende schade en het aantal getroffenen en slachtoffers is per scenario weergegeven in Tabel 4-1. De schade, het aantal getroffenen en het aantal slachtoffers is berekend op basis van de maximale waterstand, de stroomsnelheid en de stijgsnelheid die optreden. Er is geen rekening gehouden met evacuatie.

Nr Scenario Schade Getroffenen Slachtoffers (miljoen €) (personen) (personen)

1 Prinses Margrietsluis 36 526 1 2 Stavoren 141 2.679 5 3 Gaast-Piaam 46 352 1 4 Tsjerk Hiddessluis 366 22.308 38 5 Oosterbierum 288 10.990 19 6 Boonweg 241 4.685 25 7 Wierum-Moddergat 252 9.882 17 8 Lauwersoog 182 1.905 4 9 Warffum coupures open 84 2.194 5 10 Warffum coupures gesloten 67 235 1 11 Westelijk van Eemshaven coupures open 112 1.278 2 12 Westelijk van Eemshaven coupures dicht 99 422 1 13 Holwierde 1.203 52.105 101 14 Delfzijl 445 19.059 58 15 Borgsweer 447 5.321 12 16 Carel Coenraadpolder 274 3.125 14 17 Worstcase Scenario 2.793 89.937 176 Tabel 4-1 Overzicht schade, getroffenen en slachtoffers

Het gemiddelde schadebedrag van de eerste 16 overstromingen bedraagt € 175 miljoen euro. Uit de gemaakte overstromings- en schadeberekeningen blijkt dat een overstroming bij Holwierde de meeste schade oplevert. Dit is een grote overstroming, waarbij delen van steden als Delfzijl en Groningen overstromen. Voor dit scenario bedraagt de gemiddelde schade € 49.000 per hectare. De helft van de schade wordt veroorzaakt door schade aan eengezinswoningen. Slechts 15% van de schade wordt veroorzaakt door schade aan landbouw.

Het aantal getroffen personen is gebaseerd op het aantal mensen in het gebied dat overstroomd is, zonder dat er wordt uitgegaan van evacuatie of vluchten. In werkelijkheid zal uiteraard een groot deel van de bevolking geëvacueerd of gevlucht zijn, zeker als er voldoende tijd aanwezig is tussen het waarschuwen en het arriveren van het waterfont. Voor alle berekeningen is een kaart gemaakt met daarop in kleur aangegeven hoe lang het duurt tot het waterfront arriveert. Deze kaarten zitten in de kaartenmap die bij dit document hoort.

Het aantal slachtoffers is berekend op basis van de maximale waterdiepte en de stijgsnelheid van het water. Ook hier geldt dat er geen rekening is gehouden met het vluchten van mensen. Er vallen voornamelijk slachtoffers als er steden worden getroffen, zoals Delfzijl, Harlingen, Stavoren en Groningen.

4-2 PR1134.10 HKV LIJN IN WATER november 2006 Overstromingsmodel dijkring 6

5 Slotopmerkingen

Op basis van de uitgevoerde overstromingsberekeningen blijkt het volgende: • Enkelvoudige doorbraken leiden niet tot een overstroming van het hele dijkringgebied; • Meervoudige doorbraken kunnen tot een overstroming leiden van een groot deel van het dijkringgebied. • Regionale of secundaire waterkeringen hebben grote invloed op het overstromingspatroon; • Als het water het boezemsysteem bereikt, dan overstroomt het op plaatsen waar de kades laag zijn. Dat kan zijn op een locatie die vele kilometers van het instroompunt ligt. • In Groningen is het laagst gelegen gebied juist ten westen van de stad. Overstromingen met enige omvang, bewegen zich daardoor in de richting van de stad. Dit geldt ook voor overstromingen tussen Delfzijl en Nieuwe Statenzijl. • De gemiddelde schade van de beschouwde overstromingsscenario bedraagt € 175 miljoen euro. Dit bedrag kan sterk variëren op momenten dat delen van bebouwde gebieden (steden) overstromen.

HKV LIJN IN WATER PR1134.10 5-1 november 2006 Overstromingsmodel dijkring 6

6 Referenties

[RWS DWW, 2001]

Hydraulische randvoorwaarden voor het toetsen van primaire waterkeringen. Rijkswaterstaat Dienst Weg en Waterbouwkunde, december 2001.

HKV LIJN IN WATER PR1134.10 6-1

Bijlagen

november 2006 Overstromingsmodel dijkring 6

Bijlage A: Nikuradse ruwheid

Voor het omzetten van het landgebruik naar een hydraulische ruwheid is een omrekentabel gebruikt. Voor Fryslân en voor Groningen waren twee verschillende bestanden voor het landgebruik beschikbaar. Daarom zijn er twee verschillende omrekentabellen gebruikt.

Code Beschrijving volgens LGN3 Nikuradse volgens ruwheid LGN3cat (m) 19 Bebouwing in buitengebied 10,00 11 Bos 5,00 6 Bouwland 0,40 8 Glastuinbouw 0,40 1 Grasland 0,25 25 Hoofdwegen en spoorwegen 1,00 45 Open natuur 1,00 18 Stedelijk bebouwd gebied 10,00 16 Zoet water 0,10 17 Zout water 0,10

HKV LIJN IN WATER PR1134.10 A-1 Overstromingsmodel dijkring 6 november 2006

Code Beschrijving volgens LGN4 Nikuradse volgens ruwheid LGN4 (m) 0 no data - 1 gras 0,25 2 Mais 0,40 3 Aardappelen 0,40 4 Bieten 0,40 5 Granen 0,40 6 Overige landbouwgewassen 0,40 8 Glastuinbouw 0,40 9 Boomgaard 5,00 10 Bollen 0,40 11 Loofbos 5,00 12 Naaldbos 5,00 16 Zoet water 0,10 17 Zout water 0,10 18 Stedelijk bebouwd gebied 10,00 19 Bebouwing in buitengebied 10,00 20 Loofbos in bebouwd gebied 5,00 21 Naaldbos in bebouwd gebied 5,00 22 Bos met dichte bebouwing 10,00 23 Gras in bebouwd gebied 10,00 24 Kale grond in bebouwd buitengebied 10,00 25 Hoofdwegen en spoorwegen 1,00 26 Bebouwing in agrarisch gebied 10,00 30 Kwelders 1,00 31 Open zand in kustgebied 1,00 32 Open duinvegetatie 1,00 33 Gesloten duinvegetatie 1,00 34 Duinheide 1,00 35 Open stuifzand 1,00 36 Heide 1,00 37 Matig vergraste heide 1,00 38 Sterk vergraste heide 1,00 39 Hoogveen 1,00 40 Bos in hoogveengebied 1,00 41 Overige moerasvegetatie 1,00 42 Rietvegetatie 1,00 43 Bos in moerasgebied 5,00 44 Veenweidegebied 1,00 45 Overig open gegroeid natuurgebied 1,00 46 Kale grond in natuurgebied 1,00

A-2 PR1134.10 HKV LIJN IN WATER november 2006 Overstromingsmodel dijkring 6

Bijlage B: Overzicht overstromingsberekeningen

Nr Doorbraaklocatie Topwaterstand Kans 1 Prinses Margrietsluis NAP +2,10 m 1/4.000 2 Stavoren NAP +0,97 m 1/4.000 3 Gaast-Piaam NAP +1,30 m 1/4.000 4 Tsjerk Hiddessluis NAP +4,90 m 1/4.000 5 Oosterbierum NAP +4,80 m 1/4.000 6 Boonweg NAP + 4,80 m 1/4.000 7 Wierum-Moddergat NAP + 4,95 m 1/4.000 8 Lauwersoog NAP + 5,00 m 1/4.000 9 Warffum (coupures open) NAP + 5,25 m 1/4.000 10 Warffum (coupures dicht) NAP + 5,25 m 1/4.000 11 Westelijk van Eemshaven (coupures open) NAP + 5,35 m 1/4.000 12 Westelijk van Eemshaven (coupures dicht) NAP + 5,35 m 1/4.000 13 Holwierde NAP + 5,80 m 1/4.000 14 Delfzijl NAP + 5,95 m 1/4.000 15 Borgsweer NAP + 6,15 m 1/4.000 16 Coenraadpolder NAP + 6,70 m 1/4.000

Westelijk van Eemshaven Scenario 11, 12

Tsjerk Hiddessluis Scenario 4

Gaast - Piaam Scenario 3

Stavoren Scenario 2 Prinses Margriet sluis Scenario 1

HKV LIJN IN WATER PR1134.10 B-1 november 2006 Overstromingsmodel dijkring 6

Bijlage C: Overzicht gebruikte gegevens

Data Bruikbaar Gebruikt AHN5x5 Ja Ter controle hoogtemodel AHN TNO-NITG Ja Ja (hoogtemodel) LGN3cat Ja Ja (ruwheid) LGN4 Ja Ja (ruwheid) DSS_HYDR.lit Ja 1d takken ElectFiv.lit Ja 1d takken NKP_V2.lit Ja 1d takken Kadehoogte hunze en aas Ja Ja (hoogtemodel) Kadehoogte primaire kering Ja Ja (hoogtemodel) noorderzijlvest Gegevens bruggen en duikers Ja Ja in de spoorlijnen Noorderzijlvest Shapefile met ligging oude Ja Ligging dijken en bres locaties Top25 raster Groningen Ja Nee Top50 raster Groningen Ja Ja, achtergrond Top25 raster Fryslan Ja Nee Top50 raster Fryslan Ja Ja, achtergrond Autocad regionale keringen Ja Ja (hoogtemodel) groningen Legger van Friesland Ja 1d takken Legger van Groningen Ja 1d takken

HKV LIJN IN WATER PR1134.10 C-1 november 2006 Overstromingsmodel dijkring 6

Bijlage D: Bodemhoogte overstromingsmodel

HKV LIJN IN WATER PR1134.10 D-1 november 2006 Overstromingsmodel dijkring 6

HKV LIJN IN WATER PR1134.10 D-3 november 2006 Overstromingsmodel dijkring 6

Bijlage E: Alle elementen die waterkeren en zijn verhoogd in het overstromingsmodel.

HKV LIJN IN WATER PR1134.10 E-1 november 2006 Overstromingsmodel dijkring 6

HKV LIJN IN WATER PR1134.10 E-3

november 2006 Overstromingsmodel dijkring 6

Bijlage F: Overzicht bresbreedtes, bresdebieten en overstroomd oppervlak.

Max Bresdebiet Max Bresbreedte Overstroomd gebied [m3/s] [m] [km2] 1: Prinses Margrietsluis 340 sluisbreedte 29 2: Stavoren 200 36 95 3: Gaast-Piaam 130 29 33 4: Tsjerk Hiddessluis 650 sluisbreedte 149 5: Oosterbierum 1250 110 129 6: Boonweg 1550 125 97 7: Wierum–Moddergat 2200 160 117 8: Lauwersoog 4500 sluisbreedte 96 9: Warffum Coupures open 800 104 53 10: Warffum coupures gesloten 800 102 41 11: westelijk van Eemshaven coupures open 950 100 69 12: westelijk van Eemshaven coupures gesloten 950 100 56 13: Holwierde 2200 160 270 14: Delfzijl 1300 sluisbreedte 128 15: Borgsweer 2600 110 178 16: Carel Coenraadpolder 3200 140 156 17: Worst case Friesland - - 1090

HKV LIJN IN WATER PR1134.10 F-1