HET 0VERSTR0MIN6SGEVAAR LANGS DE WATEREN TUSSEN HET IJSSELMEER EN DE OVERIJSSELSE VECHT
HOOFDONTWERP (VERSLAG I DOOR L.E.R. SRRTHOF EN L.D. VEDREEK Het overatroniingsgevaar langs de wateren . tussen het IJsselmeor en de Overijsselse Vecht.
+ + + +
Januari 1978,
Hoofdontwerp, bestaat nit twee
delen s "verslag" en "•biiJ.agen"
doors L.E.B,Saathof
L.B. Verheek
onder hegeleidlng ^;ans
Ir.J.van der Kolff I n h O LI d s O p g a v e ;
blz. Lijst van appendices , ii Lijst v/an bijlagen iii Literatuurlijst vi
I, Inleiding 1.1. •verzicht .1 1.2, • Huidige veiligheid 3 1,3., Oplossingen bm de veiligheid te vergroten 4'
II, Algemene beschouuingen en uitgangspunten 11,1., Aanleiding tot het onderzoek "6 11.2. Doelstelling van het ontuerp ' 9' 11.3. Veillgheidsbeschouuingen 9
III*-- Probleemstelling en probleemanalyse
111,1, Algemene relaties en begripsvorming 10 III„2, Peil 15
111,3, Dpuaaiïng 17 III.4„ Afvoeren 111,4. 1» Freq.verd, l/echtaf voeren Sl 111,4,2, Freq„andere afvoeren P.8 III«4,3^ freq^ verd« uaterstanden 30
111,5. Actuele freq. verdeling van de waterstanden 32 IH,6„ Golven en golfoploop 39
111,7, De huidige veiligheid tegen overstromingsgevaar 44
IV, Alternatieve oplossingen ter vergroting van de • veiligheid lU.l. Alternatieven . 45 l\l,2. Dijkverhogingen • ' ' 52 Il/„3. Hooguaterkering nabij Ramspol ^ I\/,3,l, inleiding 53 I\/,3,2, frequontielij.n der uaterstanden 55 I\i,3.3, plaatselijke afwijkingen van de freq, 71 der waterstanden Il/,3»4, golven eh golfoploop '74 I\/,3.5, de veiligheid tegien overstromingsgevaar 76 II/,4, Vergelijking alternatieven 77 Lijst van appendicas
A, Theorie over opuiaai'ingsverschi jnselen, 1-5
B, Bepaling van de Trequentielijn voor de opwaai- ingen te Schokkerhaven. 1 - 10
C„ Bepaling van de frequentielijn voor de op~ waaiïngen te Kadoelen, 1-4
D, Bepaling van de frequentielijnen voor de water standen in gebied 1 (zie bijlage 8). 1-3
E, Berekening van de frequenties van golfhoogte en golfoploop, . 1 - 6' B.1 acj e nl i_J s t.
no. 1, Ouerzichtskaart IJsselmeer., 2, Kaart rret de besGhauude dijken, 3, Afuateringsgebied uan het IDsselmeer, /|, Totstandkoming v/an een peilverlioging op het Idsselmeer. 5, Afuoerend vermogen van de Idsselmeersluizen. 6, Uaterbezuaar en peil van het IDsselmeer tijdens zeer natte periodenf 7, liJaterstanden op Idsselmeer met overschrijdingskansen l/lO enl/lOOperjaar, 8, Overschrijdingsfrequentielijn van het IGsselmeerpeil. ,9, Situatieschets met peilschrijvers te Kadoelen en Schokl< erhaven, 10, IDsselmeer, met de verschillende inpolderingsfasen en de resp, zuaartepunten,» 11, Correctiefactoren voor de opwaaiing te Schokkerhaven i.v.m, de inpolderingsfasen, 12^'^' , Beuerkingen in tabelvorm van de opuaaiïngen te Schokkerhaven, 13, Tabel van homogeen gemaakte opuaaiïngen met overschrijdings frequenties. 14„ Frequentielijn I, van opuaaiïngen te Schokkerhaven bij N,A,Pr 15, Tabellen van opuaaiïngen met overschrijdingsfrequenties (voor 'zpmer en winterJ, 16, Frequentielijnen (voor zomer en winter) van opwaaiïngen te Scliokkerhaven, 17, Blz, .114 uit deltarapport (dl,2) met cumulatief histogram van de jaarlijkse gang van stormen te Den Helder, 18, Tabellen van opuaaiïngen met overschrijdingsfrequenties (voor twee groepen windrichtingen). 19, Frequentielijn (voor tuee groepen windrichtingen) van op waaiïngen te Schokkerhaven., 20a, Tabel Van opwaaiïngen en overschrijdingsfrequenties uit de (l< er tere) periode '57 - '74, 20b„ Frequentieli jn I als benadering van de opwaaiïng van bijlage 20a, • . " 21, Bewerkingen in tabelvorm van de- opwaaiïngen te Kadoelen, 22, 'Tabellen van opwaaiïngen met overschrijdingsfrequenties te Kadoelen voor twee groepen windrichtingen. 23, Frequentieli jnen voor opwaaiïngen te Kadoelen en Sclnokker- haven.
iii StroomgebiBd uan da Overijsselse Uecht. 25, De iJaberschapsindeling in Overijssel, 26, Frequentieli jnen van l/echtafvoeren te Vechterueerd, 27, Frequentielijnen (U, VI en IX) van afvoeren. 28, Schematisatie van Rarnsgeul, Zwarte Heer, Zwarte Uater en de Vecht tot aan Vechterweerd t,b,v, verhanglijn berekeningen. 29, Afvoerkrommen te Vechterweerd, 30, Frequentietabel van afvoeren met bijbehorende waterstanden, 31, Een viertal verhanglijnen van Ramspol tot Vechterweerd, 32a,b,c. De berekening van de vier verhangli jnen op bijlage 31. 33, Frequentielijnen voor de waterstanden te Vechterweerd (VIl), bij de mond van de Vecht (VIIl) en te Kadoelen (IV)„ 34, Situatieschets met daarin aangegeven welke invloed.sföktoren plaatselijk de waterstand bepalen. 35, Uit Deltarapport (lit,3) overgenomen figuren. fig, 2,5,7,. Assymmetrie van het windverloop tijdens een storm, fig, 2,5,9, Het verband tussen maximum en duur van een storm te Den Helder, 36, Tweedimensionale Ionsverdeling van op.waaiï.ng en meerpeil, 37a,b. Berekening van de frequentielijn voor de waterstanden uit de tweedimensionale kansverdeling van bijlage 36. 38, Tweedimensionale kansverdeling van de waterstand te Kadoelen en de afvoer en de berekening van de resulterende frequentie- lijn VIII voor de waterstanden aan de mond der Vecht, 39, Invloed van de breedte-lengte verhouding op de strijklengte i,v,m, het bepalen van de golfhoogte, 40, Berekening van de gecorrigeerde strijklengte op het Ketel meer (ingeval UNU en NU -windrichtingen, voor punt "Noord"). 41, Idem, (UNU en NU -windrichtingen, voor pu.nt . "Zuid") , 42, Idem, (U - wind,voor "noord" en "zuid"). 43a,b. Grafieken ter bepaling van golfhoogtes in ondiepwater voor Verschillende dieptes (copieën uit Shore Protection flanual lit, 16). 44, Frequentielijn van de waterstand plus golfoploop voor het oostelijke dijkvak langs het Ketelmeer, 45, Frequentielijn van de waterstand plus golfoploop voor de dijken langs het Zwarte -neer (uitgezonderd die Van de N, O, P, ) 46, Een tweetal frequentielijnen van de waterstand plUs golf™ oploop voor de dijken langs het Zwarte Uater. 47, Een tweetal frequentielijnen van de waterstand plus golf oploop voor de dijken langs het beschouwde Vechtgedeelte,
i V .48ajb, TabDllen met per dijkvak do hoogteligging van de kruln en ' de daaruit aFgoleide overschrijdingskans per jaar (\/eiligheid 49., Kaartje van het beschouwde gebied, mob daarin globaal per dijkvak de overschrijdingskans per jaar aangegeven, 50, "Ontwerpboom" met alternatieven om de veiligheid te vergroten. 51, Tabellen met per dijkvak bij een aantal na te streven vei ligheden de hoogteligging van'de kruin. 52a,b,C5d, Kaartjes van de beschouwde dijkvakken, met daarin aangegeven de grootte van te plegen dijkverhoging bij verschillende na te streven veiligheden, 53, Kaartje van het beschouwde gebied met daarin aangegeven het bergingsgebied, 'ingeval er een,hoogwaterkering nabij Ramspol aanwezig is, 54, Schematisch weergegeven werkingsprocedure van de hoogwater" kering, 55a,b. Enkele afvoergolven van de Uecht uit de periode 1961 t/m 1967. . 56, Uindsnelheidsverlopen boven het IDsselmeer bij verschillende O verschrijdtngsfrequenties. STa^bjCyd, Uaterstandsverlopen (quasi-stationaire-) voor een viertal combinaties van peil en storm, • 58, "l/olloopkrommen"; waterstandsverlopen op het bergingsgebied bij gesloten hoogwaterkering als functie van de instroming, 59ao Schematisatie t,b,v, de berekening van ds "volloopkrommen", 59b,c. Berekening van de "volloopkrommen". 60, Bergingsoppervlak als functie van de waterstand op het ber gingsgebied. 61a,b,c,d„ Tweedimensionale kansberekeningen van afvoer en opwaaiïngs- verloop voor een viertal combinaties van peil en storm, 62a, Berekening van de resulterende frequenti eli. jn (X.) van de waterstand op het bergingsgebied, 62b. Idem, frequentielijn XI, indien alleen 5D%-stormen in reke ning worden gebracht en frequentielijn XII, als alleen met N,A,P, gerekend wordt, 63, Frequentielijnen (X, XI, XII en XIIl) voor de waterstand op het bergingsgebied, 64, Uergelijking van een 50^ - windsnelheidsverloop met twee .opgetreden stormen uit 1953 en 1973. 55, Frequentielijn van waterstand plus golfoploop voor de be schouwde dijl 66, Een tweetal frequentielijnen van waterstand plus golfop loop voor dijken langs het Zwarte Uater (ingeval een .hoog waterkering) . • 67, Een Tweetal frequentielijnen van waterstand plus golfoploop voor dijken langs het beschouwde l/echtgedeelte (ingeval een hoogwaterkering), 68a,b. Tabellen met per dijkV/ak de hoogteligging van ds kruin en de daaruit afgeleide overschrijdingskans per jaar (ingeval een hoogwaterkering), 69a,b,c,d, Berekening dijkverhogingskosten. V Lit g r a t uur l i s t t„ nr, 1, Orgaan van de Unie van Uaterschappen,"Uaterschapsbelangen 1975, nr. B, 2, Provinciale Waterstaat Overi j ssel,"Heer jarenplan dljkver'^- betering Overijssel", Zwolle, nov. 1968, . 3, Rapport Deltacommissie, delen 1 t/m 6, Den Haag, 1961, 4, Land en Uater, 1966, nr, 2, 5, Rijkswaterstaat, directie Bovenrivieren aTdeling studie dienst , "voo rl opi g onderzoek naar extreem, hoge waterstanden op de Rijn en zijn takken',' nota 56.1,. Arnhem, 1956, 6, Rijkswaterstaat,"üe waterhuishouding van Nederland^' Den Haag,, 1968, 7, Huisman, P,,"Extreme waardén en decisieproblemen" T.H. Delft, 1966. 8, Saathof, L.E.B, en L,B, Uerbe.ek ,"Opwaaiïng van het Idssel- meer" deelontwerp vloeistofmechanica T.H, Delft, maart 1976 9, Stroband, H„3,,"0p~ en afwaaiïngen op het Grevelingenbek- kevi.l Uaterloopkundige afdeling van de Deltadienst, Den Haag 1971. . 10, Hellstrom, B,. ,"Uind effects on lakes and rivers, IngeniÖrs l/etenlops AkademienStockholm 1941, 11, Snljdelaar, fl, , "Afvoeren van de Overijsselse l/echt'/ • Rijkswaterstaat, dienst voor de waterhuishouding. Den Haag, 1960, 12, Dalen, P, van,"GOIftopafvoeren van de Overijsselse Uecht .1960 ~ 1970',' Rijkswaterstaat, dienst voor de waterhuis huishouding, Den Haag 1972, ].3, Bon, O,,"Afvoer en berging i,v,m. beek verbetering, toe gelicht aan het stroomgebied van de Lunterse Beek',' Instituut voor cultuurtechniek en waterhuishouding, mededelingen 107, Uageningen 1968. ^ , 14, Directie landaanwinning Lauwerszeewerken,"Het plan tot bedijking en gedeeltelijke droogmaking van de Lauwerszee; Leeuwarden, 1958, , 15, l/elde, P„A, van der en G,P, Bourguignon, Constructieve Uatorbouwkdnde, collegedj.ctaat ƒ 9a, T.H. Delft, mei 1976, 1.6. Army Coastal Engeneering Research Center, Shore Protection rianual, Uashingtonj 1973, vi 17, Zuidueg, H,3, BIT D„ Van dor Kley, Polders en Dijken, • Amsterdam, 19 69, 18, Rijksinstituut voor' de drinkuatsTvoorziening; Structuur- , schema drink" en industriewatervoorziening, Flinisterie van l/olksgezondheid en Flilieuhygiens, Den Haag; 19.72, 19, Dienst der Zui der zeewerk en ," l/eilighei d tegen overstromings gevaar van gebieden rond het IDsselmeer en de randmeren',' B73-24, oktober 1973. vii I. Inleiding. I-1. Overzicht. De af.sluiting van de Zuiderzee had als voornaamste doel het creëren van, een zoet-water meer, waarin gemakkelijk nieuwe landbouwgrondisn te ver krijgen waren. De afsluiting had tevens een gunstig effect op de veiligheid tegen overstro mingsgevaar van de omliggende gebieden. Deze werden nu niet meer bedreigd door hoog opgestuwd zeewater,(vooral hy noordwesterstorm was dit.het geval). Sommige gebieden, zoals delen van het Kampereiland,~kwamen voordieii nogal eens onder water te staan. De na de afsluiting ingepolderde gebieden deden het IJsselmeer steeds kleiner worden*. De opvv'aaiïngen werden daardoor in het algemeen geringer; echter met uitzon-' dering van,.het Ketelmeer en het Zwarte Meer, daar zijn ze zelfs groter ge worden. De veiligheid tegen overstroming, welke, door de afsluiting dus groter was geworden, is daar als gevolg van de verschillende inpolderingen weer iets teruggelopen, i.t^t. de andere delen van het IJsselmeer. Over deze problematiek zijn aan de minister van verkeer en waterstaat in 1974 dan ook vragen gesteld', naar aanleiding van de destijds bijna gereed geko men dijk van Enkhuizen naar Lelystad (lit.l). De grootste toevoer van water naar het IJsselmeer vindt ook juist plaats in deze zuidoosthoek van het, meer, via de IJssel en via het Zwarte Water, en deze veroorzaakt ook de nodige vervallen. Aangezien men in Nederland bezig is voor vele gebieden de overstro- ming.skansen te verkleinen, zowel voor kustgebieden als. voor gebieden langs de grote rivieren, is een. nadere beschoux'/ing over de aanwezige veiligheid langs deze delen van het IJsselmeer wenselijk. Door de provincie Overijssel is een meerjarenplan voor dijkverhoging op gesteld (li t . 2) , dat ook dijken langs Ketelmeer en Zwarte Meer omvat-te. - Aanleiding en doel onderzoek - 1. De sluiting van de dijk Enkhuizen-Lelystad, welke tevens voorlopig de laatste grote ingreep zal zijn m.b.t. oppervlak van het IJsselmeer, is voor ons aanleiding geweest om onderzoek te plegen naar de overstromingskansen in deze zuid-oosthoek van het IJsselmeer. J; Voor een overzichtskaart van het IJsselmeer zie bijlage 1. Wanneer na het bepalen van de huidige veiligheid deze laag blijkt te zijn willen we ook nog alternatieven geven om deze te verhogen. Het overstromingsgevaar van het op bijlage 2 aangegeven gebied zal nader worden beschouwd in dit verslag. Daartoe zullen de dijken worden onderzocht langs het Ketelmeer, het Zwarte Meer, het Zwarte Water en het gedeelte van de Vecht beneden de stuw te Vechterweerd. 2. Alhoex'/el een deel van het genoemde gebied ook blootstaat aan overstro mingsgevaar van de IJssel wordt deze rivier geheel buiten beschouwing ge laten i.v.m. de hoeveelheid werk. Alleen de invloed van de IJsselafvoer op het IJsselmeerpeil wordt in be-' schouwing genomen. Extreme waterstandösituaties worden enerzijds veroorzaakt door een hoog IJsselmeerpeil én door grote opwaaiïng (met name bij NW-stormen), en anderzijds door een grote afvoer (vooral van de Vecht), welke ook hoge waterstanden als gevolg heeft. De relaties tussen deze drie faktoren wordt besproken in par. III.l. Wanneer we de huidige veiligheid vastgesteld hebben, willen we voor enkele grotere veiligheden,alternatieven aangeven om die te bereiken. Een ervan wordt nader uitgewerkt nl. een hoogwaterkering nabij Ramspol in de Rams geul. * Onder IJsselmeerpeil wordt verstaan de gemiddelde hoogte van de water standen over het gehele meer. op een bepaald ogenblik. I--2. De vaststelling van de huidige veiligheid*. Om de veiligheid van een dijk - beter is te spreken van de oyerstro- mingskans van een dijk ~ te bepalen wordt in.het algemeen in een frequentie- lijn van de V7aterstanden plus golfoploop, de bij de hoogte van de. kruin behorende frequentie afgelezen. Deze frequentielijn wordt dan bepaald uit metingen van waterstanden, welke over een l.ange periode (bijv. 50 jaar) zijn opgetreden. Een dergelijke handelwijze is in het onderhavige geval echter niet mogelijk, omdat in de laatste decennia veel ingrepen hebben plaatsgevonden in het fysisch-systeem, waardóór de gemeten waterstanden geen homogene, onafhankelijke reeks meer vormen. De belangrijkste ingrepen betreffen de verschillende wijzigingen van het IJsselmeer door de inpolderingen, xs^elke gevolgen hadden voor dè opwaai ingen en in mindere mate ook voor de peilen. Niettemin is het via een omv7eg mogelijk om tot êên f requentielijn van dé waterstanden te komen. Daartoe worden de drie factoren, die gezamenlijk de gemeten waterstand vormen, te weten peil, opwaaiïng en afvoer, eerst gescheiden om zodoende van elk der faktoren afzonderlijk de frequentielijn te kunnen bepalen, waarna deze drie lijnen later tot êên frequentielijn samengesteld worden. Wordt tenslotte de golfoploop in rekening gebracht dan is de bedoelde fre quentie lijn gevonden en kan de overschrijdingskans (of veiligheid) afgele zen worden. De frequentielijn voor het meerpeil is geheel bekend, die .voor de afvoer gedeeltelijk (bepaald door overheidsinstanties), voor nadere be schouwingen hiervoor zie resp. par.III,2 en III.4. De frequentielijn voor de opwaaiïng kunnen we zelf bepalen door het waar nemingsmateriaal te bewerken, hiervoor verwijzen we naar par. III.3. Om de drie frequentielijnen (eigenlijk vier, want ook de golfoploop bepaald de uiteindelijke frequentielijn, zie hiervoor par.^111.6) samen te kunnen stellen is het nodig de mate van (on)afhankelijkheid van de drie faktoren te kennen. Deze (on)afhankelijkheid hebben we zelf niet statistisch bepaald, maar wel hebben we ons laten leiden door conclusies die R.W.S. heeft getrokken m.b.t. soortgelijke problemen. Een dergelijk onderzoek is ingesteld in het kader van de Deltaplannen be treffende de afhankelijkheid van de Rijnafvoer en de hoogwaterstanden voor de kust als gevolg van stormvloeden. * Voor een nadere beschouwing over het begrip veiligheid, zie par. 11,3. Daarvoor is als nulhypothese gesteld: onafhankelijkheid van de Rijnafvoer te Lobith en de h.w.standen te Hoek van Holland. Deze nulhypothese kon niet verworpen worden (lit. 3). , Ben tweede onderzoek betrof een dergelijke relatie tussen perioden met grote neerslag en hoge L.W .-standen bij de Lauwerszee. Statistisch onderzoek heeft ook hier uit'gewezen, dat er nauv7elijks sprake is van enige correlatie tussen beide natuurverschijnselen. Deze correlatie vms op het eerste gezicht wel te verwachten, omdat perioden met grote regenval nu eenmaal gepaard gaan met heftige wind uit westelijke tot noordwestelijke richtingen, en dus met hoge zeestanden (lit.4). De Lauwerszeeboezem ontvangt overtollig water van Friesland en van delen van de provincies Groningen en Drente , in totaal circa 400000 ha. Gezien deze twee onderzoeken hebben we voor het beschoux^^de gebied aan genomen, dat er geen correlatie is tussen de opwaaiïng aldaar (een gevolg van wind uit W tot N richtingen) en toevoer naar het IJsselmeer, zowel van de IJsse.l (lees Rijn) als van de Vecht en van de andere afwateringsgebieden (een groot deel van Nederland benoorden de grote rivieren, zie bijl. 3). Voor nadere beschouwingen over deze problematiek wordt verwezen naar par.III.l. 1-3. Oplossingen om de veiligheid te vergroten. Een aantal theoretisch denkbare oplossingen worden in par. IV~Lmet elkaar vergelekeii. Er blijken twee oplossingen in aanmerking te komen om^ nader beschouwd te worden. Ten eerste het plegen van dijkverhogingen van de bestaande dijken en ten tweede de bouw van een hoogwaterkering bij Ramspol in de Ramsgeul (waarbij ook nog enkele aanvullende dijkverhogingen .nodig zijn) . De grootte van dijkverhoging kan op de gebruikelijke wijzè per dijk vak worden vastgesteld aan de hand yan de frequentielijn voor waterstanden plus golfoplopen. Dit is voor een aantal veiligheden(of; overschrijdingskansen) gebeurd. Dit eerste alternatief vormt geen,goede oplossing yoor aan het water ge legen stedelijke bebouwing (zoals Zwolle, Hasselt, Zwartsluis en Genemuiden).. Daar zouden dan veelal bebouvjde kaden moeten worden verhoogd. Een dergelijke ingreep is nogal drastisch, bijvoorbeeld voor wat betreft' het stedeschoon. Het alternatief van een hoogwaterkering in de Ramsgeul heeft als doel de invloed van het IJsselmeer buitetl .te sluiten, met name de opwaaiïng. Zo'n kering wordt gesloten wanneer als gevolg yan opwaaiïng, het water op het punt staat naar binnen te stromen (vgl. de sluiting van een kering in een getijrivier op de kentering). Het zal duidelijk zijn dat de kering geen invloed heeft op het IJssel meerpeil en de Vechtafvoer, De heersende Vechtafvoer moet gedurende de periode, dat de kering gesloten is, geborgen worden, hetgeen uiteraard een waterstandsverhoging op het dan afgesj-oten bekken inhoudt, Ëen frequentielijn voor de waterstanden in dit geval, kan met de nodi ge bewerkingen worden afgeleid uit die voor Vecht-afvoeren en opxv'aaiïngs- verlopen. Afvoer en Opwaaiïngverloop bepalen o.a. de werkingsduur van de kering. De berekeningen worden besproken in par, IV.3.2. Wanneer vervolgens deze frequentielijn voor de waterstanden wordt gecombineerd' met die voor IJsselmeerpeilen en golfoplopen,kan de veiligheid per dijkvak weer bepaald worden, deze berekeningen worden in par, IV.3.5. besproken. Gebleken is dat de hoogwaterkering inderdaad een afdoende oplossing vormt, behalve voor enkele lage dijken'van buitenpolders en voor het meest bovenstroomse deel van het beschouwde' Vechtgedeelte, Op deze plaatsen blijkt langs deze weg de veiligheid niet of nauwelijks vergroot te worden, zodat hier toch aanvullende dijkverhogingen nodig zullen zijn. Aan de feitelijke hoogwaterkering is nog een apart deelontwerp gewijd. De beide alternatieven zijn echter niet gelijkwaardig, o.a. omdat de hoogwaterkering tevens de aan het water gelegen stedelijke bebouwing afdoende beschermd en het alternatief dijkverhoging daar moeilijk te realiseren is. Tot slot dient te worden vermeld dat de uitkomsten van dat.onderzoek . sterk bepaald worden door een aantal stati^sche bewerkingen. Waarnemingsmateriaal was niet altijd in voldoende mate beschikbaar, vaak zelfs ontbrak het geheel en moest worden gewerkt met aannamen. Een en ander moet bij de beoordeling van de resultaten van het onderzoek wel in het oog worden gehouden. - 6 II. Algemene beschouwingen en uitgangspunten. II.1. Aanleiding tot het onderzoek. De civiel-technische maatregelen, waarbij het overstromingsgevaar een bëlangrijke rol speelt, staan al geruime tijd in het centrum van de belang stelling. Genoemd kunnen worden de maatregelen betreffende de Oosterschelde, de Dollard, de Waddenzee en de rivieren (vooral de zgn- grote rivieren). Opvallend is dat bij de discussies rond al deze maatregelen de verdediging vaü de milieubelangen* sterk op de voorgrond is getreden. Dit mag geen verwondering v/ekken, daar civiel-technische werken vaak ingrij pend zijn en de belangstelling voor milieuzaken de laatste jaren, sterk is toe genomen. Een probleem vormt hierbij het feit dat, de gevolgen yoor het milieu niet of slechts bij benadering in geld zijn uit te drukken en de overige kosten eti ' baten meestal wel in geld tegen elkaar worden afgewogen. Een bekend.voorbeeld is wel de besluitvorming rond de vaststelling en vergroting van de veiligheid tegen overstroming van de dijken langs de Rijn en haar zijtakken. De richtlijnen waar de dijkverhogingen op gebaseerd zijn vinden hun oorsprong in een voorlopig rapportje, nota 56.1 van de RWS, (lit.,5), waar in wordt uitgesproken dat een maatgevende afvoer van de Rijn bij Lobith van 18.000 m3/s wel als maximum kan worden beschouwd. In een brief van de minister van Verkeer en Waterstaat van oktober 1956 aan Gedeputeerde Staten van Gelderland wordt deze 18.000 m3/s als vaststaand beschouwd. Uit latere berekeningen bleek deze 18.000 m3/s een overschrijdingsfrequentie van ca, 1/3000 per jaar had. ' , In de nota 56,1, wordt gesteld, dat genoemde cijfers ^lechts een indruk weergeven die men heeft, maar,dat er nog de nodige studie naar gedaan dient te worden. De minister heeft echter op grond van. deze voorlopige indruk van de maximum grootte van de afvoer zijn beslissing genomen en niet op grond van een na te streven veiligheid, deze is pas later berekend. Uit deze norm wordt het dijkontwerp bepaald volgens de zgn. "technische richtlijnen voor het verbeteren van de rivierdijken door de. RWS". * Onder milieubelangen verstaan we in dit verband natuur-historische, cultu- reelhistorische en landschapsbelangen (deze kunnen elkaar ook overlappen). 7 Deze richtlijnen werden opgesteld door de Technische Adviescommissie voor de Waterkeringen (T.A.W.), in 1965 door de minister ingesteld, Andere technische oplossingen dan dijkverbetering zijn niet of nauwelijks in overweging' genomen. Naderhand is n.a.v. de onvrede van de direct betrok kenen bij de dijkverbetering, vooral m.b.t. de karakteristieke dijkdorpen, een "Commissie Rivierdijken" (genoemd commissie Becht) door de minister ge ïnstalleerd. Deze had als taak te onderzoeken of er aanleiding was de bestaande maatstaven voor de rivierdijkverbetering te herzien. De commissie stelde in haar eindrapport voor om te streven naar een veilig heid bij een overschrijdingsconsequentie van 1/1250. Voorts stelde zij dat, op die plaatsen, x<7aar volgens meer traditioneel ont werp de dijkverbetering ernstige schade kan toebrengen aan de aanwezige land schappelijke, natuurwetenschappelijke en cultuurhistorische waarden, een meer uitgekiend ontv7erp toegepast dient te worden (lit.l). Op kleinere schaal speelt bovengenoemde problematiek nu ook in de provin cie Overijssel, waar de toestand van de (kleine) rivierdijken is onderzocht door de Provinciale Waterstaat. De resultaten van dat onderzoek zijn neergelegd in het "Meerjarenplan dijk verbetering Overijssel" 1968 (lit.2). Ter vergelijking van de verschillende dijkverbeteringen worden de betreffende delen van de provincie verdeeld in overstromingsgebieden (dijkdistrïcten ge naamd, samengesteld uit gebiedsdelen die als éên geheel overstromen, als in een van de omringende dijken een dijkdoorbraak optreed). De mate van de dijkverhoging per dijkdistrict heeft men geoptimaliseerd t.o.v. de. te verwachte schade, voor de meeste dijkdistrïcten resulterend in een over- schrijdingsfrequentie van 1/3000 per jaar. Andere maatregelen dan dijkverhoging,worden in het meerjarenplan niet vermeld. Ook worden hietgenoemd de (speciale) maatregelen, die nodig zijn voor die gedeelten langs de dijk xvzaar bebouwing voorkomt (bijv. Zwartsluis, Hasselt en Zwolle). • . Het afstudeerontwei^p betref t een aantal van de in het meerjarenplan ge noemde dijkdistrïcten. Het is dat gebied, dat direct of indirect bloot staat aan overstromingsgevaar'van de dijken langs de. Vecht stroomafwaarts van de stuw te Vechterweerd, het Zwarte Water, het Zwarte Meer en een deel van het Ketelmeer eii tenslotte de IJssel vanaf Zwolle (zie ook bijlage 2) . *) Dit gebied zal in het vervolg kortweg het overstromingsgebied genoemd worden. 8 Dus enerzijds speelt de IJssel- en Vechtafvoer hier een. rol en anderzijds de invloed van het IJsselmeer, de basis van beide rivieren. Ora ons te beperken in de hoeveelheid werk, wordt er van de situatie, op de IJssel., alleen de kwalitatieve aspecten weergegeven, hoewel voor een goede veiligheidsbeschouwing van het overstromingsgebied natuurlijk ook kwantita tieve gegevens nodig zijn. Kort samengevat zijn de aanleidingen voor dit afstudeerontwerp; 1. In het meerjarenplan wordt alleen dijkverhoging als oplossing gege ven, ten^ijl mogelijk andere alternatieven interessant kunnen zijn. Te meer daar in stedelijke gebieden (Zwartsluis, Ha,sselt en Zwolle) de ' waterkering moeilijk verhoogd kan worden. Dit is toch wel een moeilijk probleem, wat zich elders bij rivierdijk verbeteringen ook vaak voor doet; 2. Het overstromingsgevaar is vergroot voor het overstromingsgebied door het dichten van de dijk Enkhuizen-Lelystand in sept. 1975. Hierdoor • zijn namelijk hogere peilen en opwaaiïngen op het IJsselmeer te ver wachten. Daarbij was en is de invloèd van het IJsselmeer op de water standen in het overstromingsgebied erg groot. Met deze veranderde situatie is in het meerjarenplan nog geen rekening gehouden. V 1,1.2. Doelstelling van het ontwerp. De doelstellingen van dit.ontwerp kunnen als volgt geformuleerd worden; 1. Het bepalen van de huidige veiligheid van het overstromingsgebied ten aanzien van overstromingsgevaar. 2. Het aangeven van ëen of meer oplossingen (alternatieven) om de huidige veiligheid te vergroten. II.3• Veiligheidsbeschouwingen. Omschrijving van het begrip veiligheid. Daar de veiligheid in dit ontwerp een zeer belangrijke rol speelt is het zeker zinvol om na te gaan hoe dit begrip in dit geval moet"worden ge ïnterpreteerd, alsmede er enkele kanttekeningen bij te plaatsen.. Eerst enkele opmerkingen over het overstromingsgebied zelf. Dit gebied bestaat hoofdzakelijk uit grasland. Het maaiveld ligt vrijwel overal tussen NAP - 0,10 m en NAP+0,50 m. Het gebied zal bij dijkdoorbraak, voorzover het een Vechtdijk of een dijk langs het Zwartex<7ater betreft, vermoedelijk tot NAP + 1 m a + 2 m onder water komen te staan.na verloop van een paar dagen. Dit volgens lit. (2). Er komt in dat geval dus zo'n 0,50 a 2,00 m x<7ater op het land te staan. De laatste waarde houdt een zeker gevaar voor mensen levens in. Een belangrijk deel van de bevolking woont in de stad Zwolle, vérder in nog een aantal dorpen ~ waarvan de meeste langs het Zx\'artewater liggen - terxcijl de rest uit een boerenbevolking bestaat. We kunnen derhalve concluderen dat het bij het begrip veiligheid zox^el gaat om het beschermen van mensenlevens, als om het voorkomen van hinder en economische schade. De van overheidswege voorgestelde veiligheden. * In de conclusies van het reeds eerder genoemde meerjarenplan dijkverbetering Overijssel (lit.2) zijn de toekomstige veiligheden o.a. voor het door ons beschouwde overstromingsgebied, (zie bijl. 2) vastgelegd. / In dat plan wordt voor de buitenpolders een veiligheid (lees overschrij dingsfrequentie) van I/IOO per jaar wenselijk geachtVoor de overige in het plan beschouwde dijken echter een veiligheid van 1/3000 per jaar. Dat de eersten een veel lagere veiligheid toegewezen krijgen, vindt zijn oor zaak in het feit dat in vergelijking met de rest van het overstromingsgebied 10 - de maatregelen ter beveiliging hier veel kostbaarder zijn, doordat de aanwezige dijkén en kaden zeer laag zijn, ze liggen immers buiten de reeds bestaande hoofdwaterkering (vandaar ook hun naam). - de schade per hectare, ingeval van een overstroming veel geringer is, want: 1. de buitenpolders zijn düh bevolkt; 2. de meeste boerderijen staan er op terpen; 3. de buitenpolders bestaan geheel uit grasland, en dit heeft niet zoveel te lijden van overstromingen, tenzij deze erg lang duren ên in het groei seizoen plaats vinden. Tot zover de conclusies m.b.t. de aangenomen veiligheden in het Meerjarenplan van 1968. , Ih dit verslag vjillen we een aantal overschrijdingsfrequenties naast élkaar stellen, zodat daaruit een keus gemaakt kan worden. Dit wordt gedaan voor 1/100, 1/500, 1/1250 en 1/3000. Verder x\rorden verschillende alternatieve oplossingen naast elkaar bekeken zodat een keuze gemaakt kan worden. III. Probleemstelling en probleemanalyse. Illrl. Oorzaken van hoge waterstanden en hun onderlinge relaties. \' Wanneer we het overstromingsgevaar van de dijken in het overstromings gebied (zie bijl.2) beschouwen, dienen we allereerst vast te stéllen door welke factoren dit bepaald wordt. Voor dijken geldt in het algemeen, dat hun veiligheid afgeleid wordt uit de hoogteligging van de kruin (het bezwij ken van dijken is veelal een gevolg van het optreden van wateroverslag, hoe wel andere oorzaken bekend zijn), We zullen, dan de maatgevende combinatie van waterstand en golfoplopen dienen te bepalen. Wanneer we van deze combinaties een frequentielijn hebben tóunnen we daar uit tevens bij een te kiezen (hogere) veiligheid de nieuwe (hogere) kruins hoogte aflezen. Voor V7at de waterstanden betreft, dienen we de te beschouwen wateren (Ketelmeer, Zwarte Meer, Zwarte Water en de Vecht benedenstrooms van Vechter weerd) in een groter perspectief te zien. Genoemde waterexx staan alle in directe verbinding met het IJsselmeer en de plaatselijke waterstanden zullen in hoge mate bepaald worden door de situatie op het IJsselmeer, Het IJsselmeer is een groot boezemmeer (ca. 1200 km ) ,• dat zijn water ontvangt uit een groot afwateringsgebied, dat een zeer groot deel van Neder land omvat (zie bijl. 3). Bovendien komt via de IJssel ongeveer 10% van de Rijnafvoer op het meer en natuurlijk ook nog neerslag op het meer zelf. Het overtollige water moet naar zee worden geloosd, voor zover het niet op het meer zelf Arerdampt of onttrokken wordt ter voorziening van de waterbe hoefte van de omliggende gebieden (drinkwatervoorziening en landbouw, dit laatste alleen in tijden van weinig neerslag). . 3 In een gemiddeld jaar bedraagt het totale waterbezwaar 15 miljard m , .3 waarvan via de IJssel een 8,5 miljard m (lit.6). Het meeste van het overtol lige water wordt gespuid via de sluizen in dé Afsluitdijk. Het valt eenvoudig in te zien dat een ongunstige windrichting de.ebstandèn op de VJaddenzee te hoog kan doen zijn om te spuien^ hetgeen een'oplopen van het meerpeil zal veroorzaken ( de aanvoer blijft doorgaan). Bovendien veroorzaakt de wind op het IJsselmeer zelf ook nog aanzienlijke op en afwaaiing . . ' f-— Voor het onderhavige probleem spelen de meteorologische omstandigheden dan ook een grote\rol, hierbij moeten we met name aan de despressies denken, welke in NedeVland v^^ak zowel storm als. neerslag geven (zie fig. 1). Kenmerkend is ?/) dAarbij Ide vee. nhl ruimende wind (bijv. uit het zuiden via west naar noord) • ' / f f fig. 1 Depressies boven Nederland. *) Onder het peil van het IJsselmeer wordt verstaan: de gemiddelde waterstand over het gehele meer op een bepaald moment. 12 - Ter illustratie van'het tot stand komen van een peiIverhoging op het IJsselmeer hebben we op bijlage 4 geschetst hoe dit in zijn werk gaat. We hebben daarvoor aangenomen dat er tegelijkertijd van opwaaiingseffecten sprake Is en van een groot waterbezwaar, doch variaties in het astronomisch getij zijn buiten beschouwing gebleven. Bij een gemiddeld getij is er ruim voldoende spuicapaciteit aanwezig, daar de spuisluizen bij een klein verval al gauw op hun maximum capaciteit kunnen spuien. Blijkens bijlage 5 (onderste figuur) is bij een verval van 20 cm reeds de helft van de Qmax aanwezig. Daarom zal het verloop van de spuicapaciteit in de tijd een praktisch "blokvormig" karakter dragen, zoals we hebben weerge geven in de twee onderste figuren van bijlage .4. Dit karakter houdt tevens in, dat de vermindering van de spuicapaciteit als gevolg van windeffecten, niet zozeer plaatsvindt doordat het verval tijdens de spuiperiode geringer wordt, maar doordat deze periode korter wordt (zie bijv. het L.W. ten tijde van t3 op bijl. 4).' Ook kan op deze bijlage het tweeledig effect van de stormen gezien worden. Ter plaatse van de spuisluizen wordt dan aan de Waddenzeezijde een opwaaiïng en aan de IJsselmeerzijde een afwaaiïng bewerkstelligd en deze werken beide ongunstig op de spuicapaciteit. Het is niet noodzakelijk dat beide windeffecten tegelijkertijd plaatsvinden. Enerzijds omdat het IJsselmeer sneller op wind- snelheidsveranderingen reageert dan de Noordzee (vnl. als gevolg van het verschil in massatraagheid), anderzijds omdat het verloop van windrichting en windsnel heid boven beide wateren niet simultaan behoeft te verlopen (zie o.a. fig. 1). Als de instroming op het IJsselmeer konstant is, neemt in het geval er niet ge spuid kan worden, door het stijgende peil de kans op spuien bij ieder volgend laagwater toe. . De peilvariatie als gevolg van het periodieke karakter van het spuien al leen (zonder x\'indinvloed en bij konstante instroming) is gering, zoals op bij lage 4 bovenste figuur ten tijde tl en .t2 getekend is. Een slingering met een amplitude'van 10 cm mag reeds uitzonderlijk worden genoemd (frequentie < 1/1000 per jaar, lit. 6). ^ De peilverhoging zal in dit geval dus vrijwel' altijd kleiner zijn dan de helft van i O, is 5 cm. Dit is een verwaarloosbaar klein getal. In de bovenste figuur op bijlage 4 is de maximale peilverhoging na een periode van meerdere laagwaters getekend, In werkelijkheid loopt deze periode wel tot een maand op, zie bijlage 6 en lit. 6. Uit deze bijlage blijkt dat het peil en de instroming vrij simultaan verlopen. Daar een echte storm vrijwel nooit langer duurt dan enkele dagen, mag derhalve ge concludeerd worden dat de invloed van stormen op werkelijk grote peilverhogingen veel geringer is dan de invloed van de instroming. 11 - Vermoedelijk hebben niet zozeer stormen als wel krachtige wind van langere duur invloed op de peilverhogingen. In onderstaand schema zijn bovenstaande oorzakelijke relaties nog eens weer gegeven. W tot N - stormen groot waterbezwaar afwaaiïng IJsselmeer opwaaiïng Waddenzee . op IJsselmeer tpv. spuisluizen tpv. spuisluizen ' • aanwezigheid doodtij verhoging IJsselmeerpeil Van de tot dusver besproken factoren m.b.t. hoge waterstanden zijn bij de dienst der Zuiderzeewerken de extremen berekend met overschrijdingskansen 1/10 en 1/100. Deze zijn op bijlage 7 weergegeven zowel voor de vroegere situ- . atie met open Zuiderzee als voor de huidige situatie met gesloten dijk Enkhuizen - Lelystad. Op deze bijlage is duidelijk te'ziendat in de huidige situatie de hoogste waterstanden op het IJsselmeer zich op Ketelmeer én Zwarte Meer voordoen. In het statisch zwaartepunt van het meeropperA^lak, iets ten zuiden van Staveren, is bij de twee overschrijdingsfrequenties berekende extreme waterstand, natuurlijk het IJsselmeerpeil weergegeven. Wanneer we nu het door ons beschouwde overstromingsgebied weer'in ogenschouw nemen, dan speelt daar naast de opwaaiing en het peil ook nog de rivierafvoer van Vecht en IJssel een rol. Deze afvoeren veroorzaken een extra verval over het Zwarte Water, het Zwarte Meer (Vechf) en het Ketelmeer (Vecht en IJssel). Ook. deze extra.waterstandsverhogingen dienen we voor het bepalen van de veilig heid' in het beschouvzde gebied in ogenschouw te nemen. Evenzo veroorzaken hoge waterstanden op de genoemde meren een opstuw.ing op de beide rivieren, welke zich vele kilometers stroomopwaarts nog doet gevoelen. Samenvattend kunnen we stellen dat in het door ons beschouwde gebied de extreme waterstanden veroorzaakt worden door: - een hoog IJsselmeerpeil, ^ - grote opwaaiïngen en - grote afvoeren van IJssel en Vecht. Wanneer x^e in het algemeen een freqvaentielijn_ voor extreme waterstanden willen bepalen, dan zetten we de maxima uit tegen de frequentie waarmee ze in een bepaalde beschouwde période zijn waargenomen, daarbij worden de frequenties veelal op logaritmische schalen of op guiiibelpapier o.i.d. uitgezet (Ut. 7). Bij dit alles moet aan drie voorwaarden voldaan worden; het waarnemings materiaal moet homogeen, toevallig en onafhankelijk zijn. Dat wil zeggen dat de waarnemingen tot dezelfde kansverdeling behoren, wanneer er bijvoorbeeld in de onderzochte periode veranderingen zijn opgetreden in het fysisch systeem, waaraan de waarnemingen ontleend zijn, dan vormen de waarnemingen voor en na de verandering geen homogene reeks meer. Dit laatste speelt nu in ons geval. Er zijn verschillende achtereenvolgende veranderingen geweest, die niet op alle drie genoemde factoren in dezelfde mate invloed gehad hebben. De laatste decennia heeft het LJsselmeer als gevolg van de verschillende in polderingen in het kader van het Zuiderzeeplan behoorlijke wij zigingen ondergaan. Deze hebben gevolgen gehad, zowel voor de peilen als voor de opwaaiïngen. Voor de peilen heeft dit tot gevolg,, dat bij het kleiner worden van het meeroppervlak, bij eenzelfde waterbezwaar, de peilen hoger gaan oplopen, echter niet rechtevenredig, vanwege de reeds eerder genoemde grotere spuicapaciteit (leès: spuiperiode) bij hoger wordén^^peilen. Op de opwaaiïng heeft de verandering van het IJsselmeer nog meer invloed gehad, tevens een meer gecompliceerde en indirecte invloed. Aangezien tevens de opwaaiïng omgekeerd evenredig is met, het peil, is er als geheel sprake van een zeer gecompliceerde invloed van de inpolderingsfasen van het IJsselmeer op de resulterende waterstanden. Daarnaast zijn in het verleden ook in het s.troomgebied van de Vecht de nodige werken uitgevoerd, welke mogelijk gevolgen hebben gehad voor de topafvoeren. • Dus is het om deze redenen niet mogelijk de gemeten waters tanden, welke immers een resultaat zijn van het aanwezige IJsselmeerpeil plus opwaaiïng plus een water standsverhoging t.g.v. de genoemde rivierafvoeren, uit de gehele waarnemings periode als ëen homogene reeks te beschouwen. Tevens is het niet mogelijk otn met behulp van een of andere coëfficiënt de gemeten waterstanden uit de verschillende inpolderingsfasen te corrigeren naar de huidige situatie. Daarom hebben we gekozen voor een gescheiden aanpak en wel door de gemeten water stand te beschouwen naar de faktoren, welke gezamenlijk deze waterstand tot resul taat hebben. ^ Deze drie faktoren zijn het IJsselmeerpeil, dè opwaaiïng en de invloed van de Vechtafvoeren. Van elk van deze faktoren bepalen we dan de frequentielijn (be handeld respectievelijk in par. III.2., III.3., III.4.) en stellen deze dan op de een of andere manier Samen om de gezochte "totale" frequentielijn van de waterstanden te vinden (in par. III.5.). Het is uiteraard nodig te bedenken dat er niet ëën frequentie lijn bestaat voor het gehele IJsselmeer of voor het beschouv,7de bekken, behalve voor het peil, omdat dit per definitie de gemiddelde waterstand over het gehele meer is. " 1'] - Maar zowel de invloed van de opwaaiïng als van de Vechtafvoer zal van plaats tot plaats verschillen. Om praktische redenen kunnen we niet voor elke plaats de frequentielijn be palen en daarom veronderstellen \ III.2. IJsselmeerpeil. Het IJsselmeer kent twee streefpeilen , een winterstreefpei1 van oktober t/m maart van 0,40 m - N.A.P. en een zomerstreefpeil van 0,20 m'N.A.P. Het .winterstreefpeil is zo laag .gekozen om voor de afwaterende, gebieden een goede lozingsmogelijkheid te creëren en ook in verband met de veiligheid tegen overstromings gevaar, daar in het winterhalfjaar ook de zwaarste stormen voor komen. Een lager streefpeil is praktisch niet mogelijk, gezien de laagwaters in de Waddenzee (gemiddeld laagwater Den Oever 0,90 m - N.A.P.) en gezien de eisen, die de scheepvaart op het IJsselmeer, dat in het algemeen ondiep is, stelt, (lit.,6). Dit peil kan echter lang niet onder alle omstandigheden worden gehandhaafd. Wanneer gedurende een periode de toevoer (door neerslag op het meer zelf, kwel, lozing van.over tollig water uit de aanliggende gebieden, natuurlijk dan wel kunstmatig (zie bijl. 3) en vooral de IJssel) het debiet van het uitgaande water (door lozing via de spuisluizen in de Afsluitdijk en verdamping) overtreft, moet het verschil tussen deze twee geborgen worden. Deze hoeveelheid veroor zaakt dan een peilstijging. Zo'n toestand heeft twee hoofdoorzaken welke al of niet kunnen samen vallen. Aan de ene kant zorgt een enorm groot waterbezwaar vaak voor peilstijgingen en aan de andere kant wordt hetzelfde effect bereikt door de verminderde of zelfs verhinderde spuitiiogelijkheden naar de Waddenzee, als gevolg van opwaaiïngen al daar, terwijl op het IJsselmeer daar dan afwaaiïngen voorkomen. il) Onder peil wordt verstaan de gemiddelde hoogte van de waterstanden over het gehele meer op een bepaald ogenblik. De waterstand in een bepaald punt kan van het peil afwijken door slingeringen van het meer, verval en vo.oral op- en af waaiïngen. 16 Het verloop van het IJsselmeerpeil kan simpel in een formule-vorm weer gegeven xvforden als funktie van de tijd; h(t)=h(o)+ \_ I CC) - UCt) dr A vmarin h (t) IJsselmeerpeil op tijdstip 1^= t (m) h (o) IJsselmeerpeil op tijdstip< = o (m) A = üe oppervlakte van het IJsselmeer en de daarmee in open verbinding staande meren (m2) Deze oppervlakte is niet of nagenoeg niet afhankelijk van peil-.' variaties of opwaaiïngen en is daarom konstant verondersteld. In de huidige toestand is het IJsselmeeroppervlak ruim 1200 km2. • I ('f.) = in..'komend debiet, incl. neerslag op het meer zelf (m3/s) In périoden met groot waterbezx^aar wordt dit voor de helft door IJsselx^rater gevormd. U ix.) = uitgaand debiet, incl. verdamping op het meer zelf (m3/s) De uitstroming vindt plaats door spuisluizen in de afsluitdijk, in vergelijking hiermee is de bijdrage door de verdamping te ver- x^/aarlozen. • , Op bijlage 4 is geschetst hoe de peilverhogingen .tot stand kunnen komen, deze bijlage is in par. III.l. reeds besproken. Een frequentielijn voor IJsselmeerpeilen is vervaardigd door de dienst der Zuiderzeewerken en afgedrukt in.lit. 6, en is als bijlage 8 toegevoegd, waarna x-je deze lijn f requentielijn III noemen. Deze frequentielijn is bepaald uit waarnemingen van gemeten peilen in de periode 1932-1959. Deze x\iaarnemingen zijn voor de verschillende, inpolderings fasen omgerekend naar de huidige toestand. Zodoende werd inzicht gekregen voor de peilen als de meteorologische omstandigheden van deze dertig jarige periode zich zouden herhalen op het huidige meer. Op bijlage 8 is in de onderste figuur te zien dat het meerpeil vrij onge voelig is voor de oppervlakte van het meer. ^ I Ill•3 . Opwaaiing. De door de wind op een wateroppervlak uitgeoefende schuifkracht doet dit wateroppervlak hellen, d.w.z. na een zekere "inspeeltijd" is bij konstante windsnelheid en windrichting 'een zeker verhang van het wateroppervlak aanwezig (zie fig. 2). , In zo'n geval spreekt men van een stationaire situatie; waarbij dus in de tijd gezien geen verandering optreedt. . ... : eu UfjKiti'nv' L Jh De in fig, 2 getekende situatie vjordt door de volgende zgn. Zuiderzeeformule benaderd: . - cr O q35 .10 ^.w^ (1) g.d. waarin: i = verhang van de waterspiegel v; = windsnelheid in m/s ... g = versnelling yan de zwaartekracht (=9,81 m/s2) d = de diepte van het meer in m. . Nu kan in elk punt van dat meer de opwaaiïng berekend worden volgens': z = l.i. = 1. 0,35. lO^^.w^/g.d'. XO' V7aarin: z = de opwaaiïng (in m's) t.o.v. het stil waterniveau , i - het verhang van de waterspiegel 1 - de afstand in m's tot het kantelpunt. Een stationaire situatie doet zich in werkelijkheid nooit voor, en zeker niet voor de extreme opwaaiïngen, die voor ons probleem van bêlang zijn. Deze x^orden namelijk veroorzaakt door stormen, welke i.h.a. ,zowel qua richting als qua sterkte, een (in de tijd)grillig verloop vertonen. Er is dan altijd sprake van een niet-stationaire situatie. Het wateroppervlak zal zich voortdurend x^illen aanpassen aan de op dat moment aanwezige windschuifkracht, maar is niet in staat deze veranderingen "bij te benen", hoofdzakelijk als gevolg van de massatraagheid van het water en de bodem\«7rijving, die door de waterbeweging opgewekt wordt. Aldus ontstaat een gekompliceerde oscilerende waterbeweging. Op het IJsselmeer is het opwaaiïngsverschijnsel een tweedimensionaal pro bleem (in horizontale vlak), als gevolg van de aanwezige geometrie en de variëren de windrichtingen. 1 ;j Het is in feite een tweedimensionaal lange-golfprobleem, omdat de versnel- • lingen in de vertikaal te verwaarlozen zijn. üit ons deelontwerp vloeistofmechanica, lit. 8, is echter gebleken dat deze tweedimensionale w.atërbeweging vrij goed doör een^^tfimensionale berekening te benaderen is. Voor een nadere beschouwing over enkele conclusies daaruit en voor een korte beschrijving van de theorie wordt naar appendix A verwezen. In tabel 1 is de opwaaiïng nabij de Ketelbrug weergegeven voor verschil lende windrichtingen en windsnelheden. Deze tabel is afkomstig van de dienst dei- Zuiderzeewerken te Lelystad. ""'"-•^-aiindsnelheid m/s windrichting ^ !2. 16 20 25 30 35 Z -26 -48 -79 -130 -200 -290 ZZW -16 -30 -50 - 82 -130 • -160 ZW - 3 - 7 -10 - 19 - 25 - 38 WZW + 8 + 16 + 23 + 38 + 50 - 65 W 20 36 55 82 1 12 150 raw 28 49 75 1 10 155 210 NW 28 51 77 115 160 . 225 NNW ' 29 53 79 120 165 240 N 25 54 70 102 140 185 . tabel 1 Stationaire opwaaiïng nabij Ketelbrug (in cm ,t.o.v. NAP) volgens Zuiderzeewerken. MOOT het IDsselmeer eh het Ketelri^ieer bleek de opwaaiïng bij snel toenemende windsnelheid een. oscillerend karakter te hebben. Er is dan sprake van een lange golf met een periode van ca, 4 uur en 20 min. De maximale waterstand ( max) kan er 20 a '50% hoger zijn dan de waterstand, welke op zou.treden bij stationaire srtua- tie(2iefig.3), ' Op het Zwarte fleeTj, Zwar te • Ua te r en benedenloop van de.Uecht, in het vervolg het bergingsgebied genoemd, bleek genoemd oscilla- tieverschijnsel niet zo sterk door. te dringen als gevolg van het "flessehalsef f.Bct" van de opwaaiïng, ' ( co'p ^-,pl 'Zu;to..rli5, fllseir i *T* !• W\ I IJ 'Ramsgeul (vlg. sluitgat bnrfskeningen \/nor een gebied met' ge bij- invloed), zie ook fig„ 3, Uit .metingen is verder gebleken, dat op het genoemde bergings gebied de optredende verhangen klein zijn;over de totale lengte in LiitzonderingsgevaJ.len oen paar decimeter, liJanneer ue nu van deze opuaaiïng de f requentielijn willen Weten dienen we de volgende zaken goed in het oog ts houden, len gevolge van het geno.emde'*f lessehal sef f ect" van de Ramsgeul is liet te verwachten dat deze lijnen voor het Ketelmeer en voor het Zwarte Pleer verschillend zullen zijn, en . dienen beide ap.art be schouwd te worden. Daarnaast wordt aangenomen, dat de meteorologische omstandigheden niet veranderd zijn gedurende de periode, waarover wij waterstands- metingen bezitten. Aangezien het Idsselme'er wel veranderingen onder gaan heeft, zullen dezelfde meteorologischa omstandigheden verschil lende opwaaiïngen ten gevolge hebben, vóór en na esn verandering van het Idsselmeer, Voor de opwaaiïng dient dus een correctie toegepast te worden vanwege de veranderingen van het IDsselmeer (inpolderingsfasen). Dit betreft dan de gemiddelde diepte van het IDsselmeer en de af stand tob het statisch zwaartepunt (zie app, A), • . Daarnaast mogen we er niet vanuit gaan dat op het IDsselmeer al tijd het streefpeil gehandhaafd kon .ij/orden, dus dienen we de opwaai ing ook met het aanwezige peil ten tijde van de waterstandsmeting te corrigeren om een homogene reeks te verkrijgen. Aldus wordt een reeks opwaaiïngen verkregen, welke thans bij NAP zouden zijn^ opge treden bij de weersomstandigheden^welkB in het verleden zijnopge- treden. Deze berekeningen zijn in de appendices B en C uitgevoerd. Er staan ons de gegevens van twee peilschrijvers ter beschikking namelijk, te Schokkerhaven en te, Kadoelen (zie voor de ligging van deze twee plaatsen bijlage l). Op bijlage 9 is vervolgens aangege- ven voor welke ln ons onderzoek beschouwde dijkvakken de gonoemde •peilschrijvers het meest representatief zijn met betrekking tot h et opwaaiïngs 0 f f e c b, De berekening van de frequentielijn voor de opwaaiïng te ^ Schokkerha\'en wordt in appendix B gedaan en het resultaat op bij lage 14 wordb frequentielijn 1 genoemd. De berekening van de frequentielijn te Kadoelen wordt in ap- pen.dix C gedaan en het resultaat op bijlage 23 blijkt Voor de kleinere frequenties ( Dit laatste doet uoi-moeden dat hBt"fM essehal sef f ect" van de Rams geul geen overheersende invloed hee Ft j maar blijkbaar gecomp en seB.r d wordt door andere factoren, Flogelijk vindt er op het Ketelmeer 'en vooral op het Zuarbe Heer meer opuaaiïng plaats dan ge.dacht Werd, Een reden kan ook zijn dat da toename van de uindsne1 heid,niet zo snel optreedt^ zodat de Ramsgeul do i,)aterstandsverhoging. kan var- uerl FloB het ook zij^ als eindconclusie kan uorden gesteldj dat het voorkomen van extreme waterstanden, voor zover deze alleen door de wind veroorzaakt worden, ln het beschouwde overstromingsgsbied ge karakteriseerd kan worden door slechts een frequentielijn, (zie bijlage 14 voor frequentielijn l). I_IJ^,^4„ Afvoeren. II 1.4.1, A f voer en v an de \lec h t. "Inleiding - De l/echt is een regenrJ.vier met een dientengevolge sterk met het verloop uan het jaar vari'erende afvoer. Voor het stroomgebied zie bijlage 24, De Vecht ontspringt in Duitsland in het bekken van PliJnster op een hoogte van NAP -i- 105 m en komt nabij Leemgraven op een hoogte van ca,NAP+10mderijksgrensover, Zij mondt uit in het Zwarte Uater nabij Genne, De totale lengte van de rivier bedraagt ca, 177 km, waarvan slechts 60 km op Neder lands grondgebied. De totale oppervlakte van het stroomgebied- be draagt 377, 884 ha, waarvan 199.084 ha, op Nederlands grondgebied. De belangrijkste zijrivier in Nederland is de Regge, zij levert bij extreme afvoeren ca, een kwart van de Vechtafvoer, gemeten te Vechterweerd, lie voornaamste functie van de Vecht bestaat uit de afwatering van de neerslag in het stroomgebied, In de, tweede plaats heeft zij een taak.in de grondwaterbeheersing van de aangrenzende gronden. Maast deze waterhuishoUdkUndige aspecten doet ze ook nog dienst als scheepvaartweg (ze is bevaarbaar \/anaf de mond tot de stuw te dunne over een lengte van 34 km). Ter behartiging van bovenstaande belangen is de rivier door 7 stuwen in 8 stuwpanden verdeeld, fr bestaan echter plannen om deze aantallen tot 2 resp, 3 terug te brengen. Verder wordt het doorstroomde gebied in belangrijke mate door cie rivier gekarakteriseerd. De belevingswaarde van het gebied wordt gekenschetst als "waardevol" tot "zeer waardevol" rivierenlandschap De Vocht is een rijksrivier, althans voor wat hot zomerbod betreft, hot winterbed is veelal particulier, bezit. Er bestaan in Inet stroomgebied van de Vocht heden ben dage nog slechts elf Van de tot voor kort (1963) aanwezige 64 waterschappen (zie lit,24), De waterschappen zijn het die de zorg voor de. waterkeringen hebben in hun berritorium, Langs de Vecht hesbaan deze waterkeringen zowel uit dijken als uit natuurlijk aanwezige hoge oevers^ Van de mond tot Dalfsen is zij be dijkt. Deze dijken behoren tot de zgn, hoo f duo teri's ering,, l/ervolgens een gedeelte met lioge natuurlijke oevers tot flari'ênberg en tot de rijks grens wser eeh bedijkt gedeelte, - Bepaling frequentieli jn In het algemeen worden frequentielijnen van rivierafvoeren , - of ei.genlijk schattingen daarvan - afgeleid uit waarnemingen over een langere periode (van bijv, 30 jaar of langer). Een voorwaarde is daarbij,dat alleen waarnemingen gebruikt kunnen worden uit een periode gedurende welke geen' ingrijpende maatregelen in het rivier- regiem hebben plaatsgevonden. Dit om aan de voorwaarde van homogeen VJaarnemingsmateriaal' te voldoen. In het geval van de Uecht ligt de situatie ongunstig. Enerzijds omdat hier slechts een waarnemingsreeks ter beschikking staat vanaf 1947 en wel voor slechts twee meetpl aat'sen, te weten Uechterweerd en Leemgraven (nabij de rijksgrens), Uoor ons is al leen eerstgenoemde van belang, omdat het in dit .onderzoek alleen, gaat om het gebied benedenstrooms Van Uechterweerd, Anderzijds is de situatie ongunstig emdat in 1959 - 1960 op.Duits grondgebied ingrijpende wijzigingen in het rivierregiem hebben plaatsgevonden, benevens enige kleinere, zodat het de vraag is of de waarnemingen van voor 1959 mogen worden gecombineerd met meer recente waarnémingen, Uan belang ia onderzoek, dat gedaan werd door de Rijks•Waterstaat, vastgelegd in de rapporten " Af vo eren Overi j.ssel se , Uecht" (lit.ll) (periode 1947-1960) en "Golftopafvoeren Overijsselse Uecht 1960- 1970" (lit,12), Op bijlage 26 zijn de frequentielijnen uit beide rapporten weerge geven^ waarbij onderscheid werd gemaakt tussen'zomer ( ap ril-ok tober..' en winter (november-maart), Deze frequentielijnen voor afvoeren te Uechterweerd uit de heide perioden verschillen niet veel ondanks de Merken in 1959 en i960,. Dit vindt zijn oorzaak 'in de topafvlak- king van de afvöergolf tussen Leemgraven en Uechterweerd, Bij eerstgenoemde plaats besbaat namelijk wel een groot vorschil ln de afvoeren uit beide perioden, althans voor de winterafvoeren, De beide perioden (van + 10 jaar) zijn wel erg kort om hier betrouwbare frequentielijnen uit te kunnen halen, maar omdat ze onderling zeer woinig verschillen zal de betrouwbaarheid wel mee-, vallen. Een extrapolatie moet wel met de nodige voorzichtigheid gedaan worden. - 23 - • Ue houden in het verv/alg de frequent i el i jn voor'.de uinter- afuoeren ucor de periode 1950-1970 aan, de zorperafv/oeren spolen geen rol van betekenis. De periode 1950-1970 is iinmers de moest recente en dus de meest relBVantej, en ool< omdat in deze periode van een nauwkeuriger stroommeter gebruik is gemaakt. Nog enige opmerl In de f requentielijn, treedt een knik op bij een afvoer van. 170 m3/sec.- Dat komt, omdat bij. deze afvoer het winterbed aan de afvoer deel gaat nemen (een fysische discontinuïteit)^ - Invloed van de wijzigingen na 1970 op de frequentielijn - Het is duidelijk,dat wijzigingen in het afvoersysteem,die na- 1970 hebben plaatsgevonden of in de naaste toekomst nog moeten plaatsvinden, in rekening moeten worden gebracht. De wijzigingen zijni le, wijziging in het regiem van de Regge; 2B. verbetering van da detailontwatering in het stroomgebied van 'de Vecht» ad, l^,^ Dit plan Van het waterscfiap Regge en Dinkel^ staat, bekend onder .de naam plan "lateraal kanaal". - 24 Dit plan betreft de aanleg en, verbetering \/an een hoo f daf uate- ringsstelsel voor het gebied ten .oosten en ten zuid-oosten van Almelo, dat deel uitmaakt van het stroomgebied \/an de Regge en dus van de Uecht. Omdat door de aanleg van dit kanaal de afvoer van de Regge aanmerkelijk verbeterd uordt - zo zullen inundaties in genoemde gebieden veelal voorkomen uorden - zullen do topaf voeren van de Regge aanzienlijk hoger uorden, Uolgens opgave van R«LJ,ru bedraagt deze toename 50 m"/sec. voor afvoeren met een frequentie van 1/3Ü00 per jaar. Da verhoging bij andere afvoeren is in tabel (2) ueergegeven,. Daarb^ij zijn ue er vanuit gegaan dat de verhoging' rechtevenredig is met de Uechtafvoer. DBZB aanname is slechts sen gok„ Uel ligt het voor de hand dat de invloed van het lateraal kanaal toe zal namen bij afnemands frequsnties. De fout van genoemde gok ligt maximaal ln da orde van grootte van e.nkele tisntallen m'/a. Een dergelijke fout is -klein m.b.t. de nauukeurigheid van het eindresultaat zoals laber blijken zal. overschrijdings- 0,10 0,01 0 jOOl 0,000 33 0jOOOl freqUBntias: Uechtafvoer 317 420 522 . 585 624 Extra afvoer tgv. 27 36 45 50 53 lateraal kan. . Uachtafvoer (incl„ 34 4 456 567 6 35 6 77 1 at.kan.) tabel 2 Overschrijdingsfrequenties van topafvoeren van de Uecht (in m3/s), geconstruBBrd m,b„v, grafiek op bijlage 26, Ds reden van da uitvosring van het plan lateraal kanaal is öe in het verlsden regelmatig optredende uater ovarlast in het ba- trokken gebied. Daarnaast spealt de veruachte doorgaande groei van hot vsrhard opparvlak esn rol om juist de ontwatering in'dat gebied ta verbBteren, flaar nist alleen hier is er sprake van groei van bat vsrhard oppervlak oo.k elders in het stroomgebied van de Regge is dit het geval. Als gevolg van stadsuitbreiding (stBdsnbahd Twente), uagon- aanlog, etc. zal in do regio het verhard. opperulak in het jaar, 2000 verdubbeld zijn. - 25 Dat beteken^t een toename uan lüOO ha, dit is ongeueer 1% uan het totale opperulak uan het stroomgebied uan de Regge (81.800 ha) (Dit uolgens de Tueeda Nota ouer de Ruimtelijke Ordening in Nederland en een nadere uituerking daaruan in het streelcplan Tuente). Het principiële uerschil in afuoerkarak ter tussen verhard en on- uerhard opperulak is in fig. 4 ueergegeuen. De neerslag zal bij verhard oppervlak roods na hooguit enkele uren de open waterlopen bereiken, teruijl dit bij onverhard oppervlak pas gemiddeld na een dag tot enkele dagen het geval is». Dit resulteert in hogere piekafvoeren voor verhard opperulak^ T (rp . 4.; Af ÜÜÖ.( o^o\ufl\A Ouerigens komt bij uerhard oppervlak ook een grotere hoeveelheid uater tot afvoer, omdat bij onvarliard opparvlak, een deel sterk vertraagd, dan uel in het geheel niet tot afvoer l Niettemin menen we .te mogen stellen, dat d'e invloed van deze toe name op de Uechtafvoer verwaarloosbaar klein- is^ vanwege de vol gende Overwegingens - do toename - van verhard oppervlak bedraagt slechts 1'% van het totale stroomgebied van de Regge; - de piekafvoeren van verhard oppervlak worden in eerste instan tie bepaald door de intensiteit j, terwijl de Regge afvoer meer bepaald wordt door de neerslag over een aantal dagen» Daarbij behoeven hogö dagafvoeren niet noodzakelijkerwijs voort te komen uit bLjien met grote intensiteiten.j - het verhard oppervlak vormt geen gesloten geheel. De afstanden tussen de verschillende steden uf stadsagglomeraties geven aanleiding tot looptijd verschillen. De afuoerpieken worden aldus uit elkaar gerafeld. - de topafvoeren van verhard oppervlak zullen enigszins afgevlakt worden, alvorens de Uecht te bereiken» - de piekafvoeren van het verhard oppervlak zullen gezien het boven staande veelal voorafgaan aan de andere afvoerpieken, dap wel an de rszinsnietmet deze samen val len. Het is helaas niet mogelijk om bovenstaande kwalitatieve beschouwin gen m.b.v. cijfers te verifiëren. Niettemin menen wa dat het alles zins aanvaardbaar is om het effect van de toename van hat verhard oppervlak niet in rekening te brengen, Overigens zou dit effect wel licht éen punt van nader onderzoek kunnen zijn, ad. 2e. Na 1970 zijn op verschillende plaatsen in het Nederlandse deel van het stroomgebied van de Uecht detail ontwateringen verbe terd, in het kader \/an ruil verkavel ingen, om de wateroverlast te verminderen. Ook in de nabije toekomst staan nog enkele van dergelijke ver beteringen op het programma, maar het grootste deel is inmiddels voltooid, Uat is nu het effect van daze detailontwatering verbete ringen? In feite is de situatie vergelijkbaar met hetgeen al over hel verharde oppervlak gezegd is; alleen nu liggen da verhoudingen min der extreem. Ook hier zal de afvoer per ha een uitgesproken piek hebben en zal de to.p wat eerder bereikt worden .dan vóór de verbe tering (zie fig. 4). Door de.grotere capaciteit van leidinge.n kan de afvoer in de nieuwe situatie, die van de oude situatie aanziBnlijl< overtreffen, mede doordat minder oppervlakte berging' optreedt (dit is een con clusie uit het hieronder vermelde rapport). Een verschil in berging in de vorm van grondwater of bbdem- vocht zal nauwelijks aanwezig zijn, omdat enerzijds de grondwater standen in . het beschouwde gebied aan de hoge kant zijn (mede daarom waren de verbeteringen van de detailontwatering juist nodig) en anderzijds in natte perioden het taodemvocht toch al op völdcapaciteil is. Overigens is .in de praktijk gebleken, .dat :er geen noemenswaar dig verband bestaat tussen afvoer en grondwaterstand bij topafvoeren (bij lagere afvoeren is dat wel het geval), Uoo.r bovengenoemde feiten zie o„a. lit, 1.3, uaar n.a.v, onder zoek in het stroomgebied van de Luntersebeak beschreven wordt, hoe na de verbetering van de detailontwatering de topafvoer van dit 5000 ha grote stroomgebied meer dan verdubbelde. - 'l I - DB totale hoev/eollTeid afstromend uater in de uan belang zijnde periode zal groter zijn uanuege de geringe opperulakte berging. Het is erg moeilijk om de tosname uan de topafuoeren uan de V/ochtj, als geuolg uan de gunoemds uerbeterds detailontuatering, zo dia er al is, te kwantificeren. Net als bij het uerhard opperulak zullen da bouengenoemde, bijdragen tot hogars top af uoersn j, weer uerinindBrd wordon door hot niat samen- uallsn uan ds afuoBrplBkan uit ds uerscliil 1 ends v/erbeterde deelga- blBden, door topuerulakking uan de afuoerp1ekBO- (alvorens deze de Uecl'it bereikt'hsbben), en door hst niet samenv/al len van de afvoar- piekan^met ds afuoerpiek van hst ovarige dsel van de Uechtafvoer, Een schatting van ds opparvlakte voor het , totale verbeterde en nog te verbeteren' gBbisd bBdraagt ongeveer 40,000 ha, dit is ca, 10% van het totale atroomgebiad. UB brengan dan ook da BVentuele invloed van de verbBterdB de- tailontwataring nist in rekening, QvBrigens zou ook deza invloed een punt van nader onderzoek kunnen zijn, ElndconclusiB; De anigs correctie op de f rBquentiali jn H (bijl, 26) die aangebracht dient te worden is het verdisconteren van da invlosd van het lateraal kanaal, zoals die is weergegeven in tabel 2, De totale frequentielijn UI voor de UachtafvoBrsn is weergegsven op bijlage 27. Tabal 2 vormt esn samanvatting daarvan. ~ 23 111.4.2. Overiqe afuoeren via het Zwarte Uater, De Frequentieverdeling van de lozingen op het Zwarte Uater (uitge- .zonderd de Uecht). Nadat in de vorige paragraaf de frequentiei/erdeling van de Uecirt- afvoeren te Uechterweerd bepaald is, dient nu de frequentieverde ling van de lozingen op het Zwarte Uater uit het gebied beneden Uechterweerd in ogenschouw gonomen te worden. Als eet-ste wordt het stroomgebied van de Sallandse Ueteringen beschouwd. Het gebied is 45,460 ha groot, en vormt met- het stroom gebied van de Uecht een aaneengesloten en soortgelijk gebied, met de lOssel als westelijke begrenzing. De Sallandse Ueteringen monden uit in de Nieuwe Uetering, Deze mondt weer uit in de stadsgrachten vag Zwolle, well tabel__3 Overschri j dingsf requenti es van afvoeren (in m /s). -2 lo""-"- 10~*^ . 3,3. 10"^^ frequenties: 10 Uecht (te Uechterweerd) 344 456 567 635 677 Sallandse Ueteringen 27 36 45 . 50 5.3 Andere toevoeren 125 125 125 125 126 Afvoer te Mond.v.h, 496 617 737 '810 855 Zwarte Uater ^ Hier is een soortgelijke gedachtengang toegepast als bij het "1ateraalkanaal plan". - 29 Reeds bij geringe verhogingen is dit niet meer mogelijk en dient het overtollig uater uitgeslagen te uorden, Uan de acht gemalen rond het Zuarte Uater uaarmee dit gebeuren kan, zijn de maximale afvoeren gegeven in tabel A, De totale oppervlakte van deze afwateringsgebieden is + 145.000 ha. Aangezien het onderzoek zich op hoge uaterstanden richt, kan er van uorden uitgegaan/dat ar alleen kunstmatige lozing plaats.kan vinden. Het is niet onredeli jk te veronderstellen, dat gedurende, da perio-- den van grote uateroverlast in het stroomgebied van da Uecht (we denken aan frequenties van lO"' en kleiner) er ook in da nu be- schouiide afwateringsgebieden wateroverlast zijn zal. De topafvoeren van de Uecht te Uechterweerd dienen dan' verhoogd ta worden met de totale capaciteit van de gemalen om de afvoer te verkrijgen aan de mond van het Zwarte Uater (zie tabel 3), In verband met de verhanglijn berekeningen, die uitgevoerd moeten worden (zie par. 111,4.3,), zijn de toevoeren naar het Zwarts Uater geconcentreerd gedacht op een tweetal plaatsen. tabel 4 Plaximale capaciteiten van de gemalen rond het Zwarte Liater volgens opgave R,U,3., dir, Overijssel, 3 , L/R oever kilometer afvoer m m / gemaal aan Zwolle-1d.sselkanaal L 0 Uesterveld R 1,2 n Streukelerzijl R 6 j, 5 17,5 Kloo sterzi jl R 10,8 6,4 Cellemui den L 11,5 0'-,a Kostverlorenzijl R 14,0 • 4,5 Zenemuiden R 14,1 9 3 • Zwol se Di ep R 18,7 totale capaciteit 124,9 In .de eerste plaats nabij de mond. van de Uecht met de afvoeren van de Sallandse Ueteringen, het gemaal van het Zwolle,-I3ssell III»4.3. Waterstanden te UechteriJaerd„ In deze paragraaf zal eerst de bepaling v/an • de a f v/o erk rornnie vyoor Uechterueerd besproken uorden» dit de combinatie v/an deze af v/oerkromme met de f requen tieli jn v/an de afv/oeren aldaar, zoals die in de vorige paragraaf is besprol - Bepaling van de afvoerkromme ~ Uit da literatuur staat het. volgende ter beschikking'; " het rapport . Af voeren van de Ov/eri j ssel se V/echt, lit. 11 ( dit rapport betreft do periode .1947 - 1960), - éen stroombaanberekening uitgevoerd door de studiedienst van de directie Bovenriviaren der R.U.S. 3 l/oor afvoeren beneden + 170 m /s zijn de resultaten uit het rapport overgenomen, deze•resultaten betreffen uaarnemingen gedaah bij af voeren, uelke niet tot inundatie van het i,u.ntBrbed hebben geleid^i l/an die situatie met geïnundeerd uinterbed zijn niet voldoende meet gegevens bekend om tot een betrouubare afvoerkromme voor deze situa tie te komen. Daarom is getracht deze te berekenen door een aantal verhanglijn berekeningen. De schematisatie van de Ramsgeul, het Zuarte fleer, het Zuarte Uater en da l/ëcht tot Uechterueerd, die daartoe gemaakt diepen .te uorden zijn ueergegeven op bijlage 28, Deze schematisatie is getoetst aan de reeds genoemde stroomb.aanbe-• rekening. Aangezien de stroombaan berekening slechts voor één bepaalde situa tie is uitgevoerd, uillen we graag ueten uat bij éénzelfde afvoer maar andere basisstand de resultaten.zijn, én.evenzo voor andere afvoeren. Er uordt.wel gesteld, dat de benedenstand invloed heeft op de waterstanden bij Uechterweerd, maar de' grootte daarvan is niet bekend. De stroombaanberekening gaf de situatie weer voor een afvoer van 585 m /s, te Uechterweerd bij ean benedenstand aan de Hond der Uecht van 2,30 m"*^ NAP. Te Uechterweerd werd dan een stand berekend van 3,40 m' NAP. De schematisatie leverde onder dezelfde randvoorwaarden- een stand van 3,37 m^ NAP. Ue gaan er daarom vanuit dat-deze ten minste rede lijk betrouwbaar is. De berekeningen zijn in eerste instantie ui t-^ gevoerd bij twee. basispeilen nl. NAP en ^m"* NAP te Ramspol, De resultaten .zijn op bijlagen 29 en 30 vermeld in tabel en grafiek - 31 - Een uiertal uerhangl i jnen zijn getekend op bijlage 31 uoor tuee aF- voeren en elk bij een hoge en lage benedenstand, zie bijl. 32a, b en c voor da berekening. Op deze maniar zijn eigenlijk tuee aFvoer- l - Bepaling frequentielijn van de Uachtstanden - Nu de afvoerkromme bekend is, kap door vervanging van de, af voeren van frequentielijn m (bijlage 27) door de bijbeliorende waterstanden de frequentielijn voor de , Uechtstanden bepaald uorden. Het resultaat is frequentielijn IEL! (bijlage 3'3), Daar de frequentielijn voor de afvoeren op enkallogaritmisch papier een rechte vormt en de afvoerkromme op dubbel 1 og.ari tmi sc h papier ook een rechte vormt, zal frequentielijn T/TT voor de uaterstanden te Uechterueerd op enkellogpapier geen rechte voorstellen. Hetgeen ook inderdaad op bijlage 33 te zien is. Opmerking. De bovenstaande omzetting van afvoeren in standen is formeel gesproken niet juist. De afvoerkromme is immers bepaald vanuit stationaire situaties - dus met een in de tijd constante afvoer - teruijl het bij de afvoergolven nu juist om een niet stationaire situatie (afvoer) gaat. 4 I: L-- VI (ii:a::V<, 1... j'l A i lUUIüH i:.niUD \Au Me VI Y fi\H G: Tt/K '1 'i-Wix, 3 2 - Fig, 5 geeft de aard uan de benadering aan. In uarkelijkheid is het uerband tussen afuoer en uatersband.niet eenduidig, maar uordt gedurende het uerloop uan de afuoergolf 'een lus doorlopen. Deze lus zal meer uan het benaderde stationaire uerband afwijken naarmate de afuoergolf korter duurt (in uarhouding tot de maximum afuoer). Eigenlijk had de plaatselijke topaband (P„3,) in rekening- moeten uorden gebracht i.p.u, de momentane topstand (P'LS.). De fout (dus het uerschil tussen P.S. an 14, S,) is echter bijzonder klein uanuege het karakter uan da afuoergoluen. üit metingen (zie lit,12) is nl. gebleken dat het uerschil tussen de uateratand ualksj bij de hoogste afuoer optreedt en de maximale waterstand dia optreedt, zeer gering is, Derhalue mag bouengenoemde procedure (dus de berekening uan frequentielijn IHI uia frequentielijn 'ÏÏI) dus wel als gerechtuaardigd worden beschouwd, III.5. Actuele f requentieuerdelin.q uan de. wa barstanden > In de voorgaande paragrafen zijn de uerschillende doeloorza ken, uan hoge waterstanden behandeld alsof ze afzonderlijk uoorkwamei Het gaat er nu om de daar barekende of aangegeuan frequentieuerde- lingen uan waterstanden en afuoeren'" uoor eeg aantal plaatsen lange, de dijken uan het ouerstromingsgebied zodanig samen te stellen, dat daar de werkelijk geldende frecjU'eptielijn uan de waterstanden verkregen worden. Daarbij wordt rekening gehouden met de huidige inzichten om trent toekomstige wijzigingen - zoals die overigens reeds in het voorgaande zijn verdisconteerd in de betreffende frequentielijnen - maar er wordt wel uitgegaan van de open verbinding van het Zwarte Heer met het Ketelmeer'' , Het is niet zo dat alls mogelijke combi naties ook overal voork-omen. Uit ons deelontwerp vloeistofmechanica (lit,8) is, gebleken dat de invloed van de extreme afvoeren zich, op het Zwarte Heer al nauwelijks meer doet gelden. Bij lage waterstan den is dit. effect wel iets groter dan bij de hoge waterstanden, maar het gaat juist om de extreme situaties,, Daarom wordt gesteld dat de afuoer alleen van invloed is op de extreme waterstanden bovci • strooms van de mond van het Zwarte Uater, • ,. Uoor de duidelijkheid uordt herhaald, dat met afvoer niet alleen die van de Uecht bedoeld wordt, maar het totaal van alle , lozingen op het Zwarte Uater, zowel kunstmatige als natuurlijke. In een volgend hoofdstuk zal het andere gayal, namelijk een regt; bare kering aldaar, besproken worden. Dp bijlage 34 zijn de gebieden aangegeuen. met de aldaar uan inuloed zijnde factoren, te ueten; - gebied 1 - opuaaiïng en peil, . , • - gebied 2 - opuaaiïng,peil en afvoBr. Per gebied uordt nu de situatie bekeken, G B b i e d 1, In dit gebied zijn alleen opuaaiïng en peil uan betekenis» De beide releuante frequentiBÜjnsn zijn dus resp, t (bijl,14),en m (\bijl.- 8), In fig. 5 zijn dezs bBide nog eens ueergegeuen. Duidelijk blijkt dat de opuaaiïng ueel gBUaarlijker is dan het pei,. Ean gebruikelijke benadering is nu beide frequentielijnen tot één 'totale', frequentielijn samsn te stellBn, ondar de aanname dat opuaaiïng en peil onafhankelijk uan elkaar zijn-. Dat dit laatste toelaatbaar is zal hierna uorden aangetoond in aan- uulling op hetgeen hierouer rseds in par, 111,1, is gszegd,,hoeuel hetnietexactjuistis, WOTERCTOiMD 'e \.)tV>£CIIILLl n 'i- (:',L('.(;i'i.i.|Ti fig. 6 freqUBntislijnan uoor'peil en opuaaiïng,. Het BBrsts probleem bij 'het satnenstBllan uan de beids frequentle- lijUBn is bat fait dat da grootts uan de opuaaiïng afhankelijk is uan de hoogte, uan het peil (opuaaiïng is omgekeerd e uen re dig met de diepte). Deze fysische afhankelijkheid kan uel bij het samen- stsllen in raksning gebracht uordan, Hoeilijker ligt het bij da (Busntuele) afhankelijkhaid uan de kans uan optreden uan beide faktoren. Ouer de (on)afhankelijkheid hst uolgsnde; 1, Uit figuren op bijlage 6^ uolke de grootste-peiluerhogingen ueer geuen uan de afgelopen 50 jaar (omgeret^end naar het huidige - 34 IDsselmeer) blijkt de lange duur v/an de grote peilv/erhogingen-; in orde uan grootte 1 a 1,5 maand. Een storm (en dus opwaaiïng) duurt echter nooit langer dan eep paar dagen, hetgeen er.g kort is t.o.u. de duur uan grote, peil- overschrijdingen (zie ook bijl, 56). Gezien dit uerschil zal een storm nooit een grote bijdrage leueren in de tot-stand- koming uan een grote peiluerhoging. Er moet echter ual uorden opgemerkt,dat stormen ueelal een ' uoorgoschiedenishebben in de uorm uan een periode met harde ulnd i,p,u. storm (biju,.' O m/s, uan een storm is pas sprake bij oen aaneengesloten periodi uaaruoor de uindsnelheid groter of gelijk is aan 12 m/s) uaar- uan de duur uele dagen kan bedragen. De invloed uan deze uoorgt schiedenis is echter veelal gering^ enerzijds door de geringe uindsnelheid, anderzijds doordat de uindrichting aanuankelijk uaak zuid-uestelijk is. Dit laatste houdt uerband met de baan, uelke de meeste depressies. doorlop en (zie ook par, III.l,), Daarnaast Icomen perioden met harde uind ook veel uoor zon der dat er een storm op uolgt. Ijet is ool< mogelijk dat een stoi door een andere storm uordt uoorafgegaan, uelke uit een andere depressie afkomstig is, maar dergelijke stormen die elkaar op-- uolgen (binnen enkele dagen) zijn erg zeldzaam. Da laatste 50 jaar is er maar één dubbelstorm uoorgekomen namelijk in 1954, Het zal duidelijk zijn,dat dubbel stormen ongunstig kunnen zijn t.a.u. peiluerhogingen, maar de l Daarom kan gesteld uorden dat deze dubbelstormen geen groot ge vaar vormen. De maximum opuaaiïng uordt in do praktijl< uooral bepaald door de maximale uindsnelheid ( uurgemiddelde) uell >Tn [y u 1 ( i >» l-N/i I-'":--''-w.'- .„ fl A y~ V/A- r ii: •i-'TA I' 11. ( li '1 I in"!-: )i -.-S- M^lXi^tuti \ ff. ( I \/fMl lili ptM LV.-i;uc>c (t-'t üi>U,'/i' Ul" ,\ M epK / l'i ö,5c • / -peil L-'^J^B HDÊ iil"ï;. ö-t2È= v.4iii/ UMiiiir{fe:L.it|j- ir'Uisdï 30 lo lö •3 6 '/(> 3, Naast verminderde spuimogelijkhedep is het uooral hot instro mende debiet (I), dat peiluerhogingen ueroorzaakt (zie ook par, III.l,), Bij hot Deltaplan (lit. 3) en bij de inpoldering van dc- Lauuerszee (lit,14) heeft men geen afhankelijkheid kunnen aan tonen tussen het instromend debiet en de uaterstanden (lees op uaaiïngen). Daar het onderhavige probleem zeer veruant is aan beide genoemde zaken kan ook hier uorden aangenomen dat opuaai ïng en instromend debiet en daarmee het 13sselmeerpei.l onaf hankelijk van elkaar zijn, 4» In een nota van de Dienst dar Zuiderzee; Herken (lit<19) uordt echter vermeld, dat bij een onderzoek naar de afhanl In de nota wordt voorgesteld om steeds door middel van een tueetal vrij uillekeurig gekozen combinaties van meerpeil en uindsnelheid, de ongunstigste daarvan als maatgevend te be- schouuen. Een getallenvoorbeeldje kan de geringe invloed van stormen op peilverhogingen van enige betekenis nog illustreren, Ue nemen een storm aan met de extreme duur van 3 dagen (over schrijdingsfrequentie < l/lOQO), Ue nemen tevens veiligheids halve aan, dat gedurende eenzelfde periode geen spuien plaats kan vinden,. Tenslotte nemen ua aan dat gedurende deze storm 6 3 een instroming I aanuezig is van 2QÜ , 10 m /etm, (f requen t i e l/lO),- Een samengaan van dergelijke extremen is natuurlijk uiterst onuaarschijnlijk, vooral indien men ook nog beseft dat de extremen niet alleen in hetzelfde jaar moeten optreden maar zelfs in dezelfde maand of ueek. Met peil loopt dan "extra", ops duur * debiet 3 ^ 200 , 10^ e,, , _ ~ .«.^„^ = ü ,j bU m oppervlakte 1200,10^ flaar van belang is, zoals gezegd (ongeveer) de helft hiervan, dus 0,25 m. Een deel van deze verhoging zou echter ook opge treden zijn zonder de aanuezigheid van de storm (hoeveel dit dan zou zijn is niet duidelijk). Omdat gezien de pessimistische aannamen, ook,bij extreem lange stormen veelal slechts een.fral Nu er is aangetoond,dat de opuaaiïng het gemiddelde peil niet noemensuaard beïnvloedt en er dus slechts sprake is van een, invloed van de hoogte van het peil op de grootte van de opuaaiïng, en niet andersom, kunnen ue de "totale" frequen tielijn bepalen* Deze -berekening is uitgevoerd in appendix D, . Als conclusie kan gesteld uorden, dat de frequentielijn I voldoet aan de gezochte "totale" frequentielijn voor gebied 1 Een en ander betekent overigens niet dat peilverhogingen niet belangrijk zijn, Frequentielijn geldt immers bij ean peil van N.A.P. Dit betekent nog altijd een peilverhoging van 0,40. m boven het uinterstreefpeil! ^( Stel de dijk moet voldoen aan de norm van l/lO,D0O per jaar. De ongunstigste combinatie van de volgende tuee uordt daarvoor aangehouden; ]) overschrijdingsfrequentie van het meerpeil l/lOOOO an van de uindsnelheid l/lO en 2) meerpeil l/l,0 en uind snelheid l/lOOOO, - 37 - • , Indien ue dit resultaat nu gaan v/ergelijken met de aanbe\/t; l,en methode, uit de onder punt 4 vyermelde nota, kunnen ue het volgende constateren. In gevaJ de corfidinati a mot extreme uind snelheid maatgevend is, moet da opuaaiïng berekend uorden bij een peil van 0,3G -i M.A^P. en is het resultaat nagenoeg 0,30 hoger dan bij N,A,P. het geval zou zijn. Onze berel Gebied 2. Hier is naast opuaaiïng (van IDssel- en Ketelmeer) en peil verhoging (van het lOsselmeer) ook de Uechtafvoer van betel zie par. III,2„ - 3Ö - Naast de invloed van do lyechtafwoer is ook nog eventueel , enige opuaaiïng op het Zuarte Uater zelf rnogolijk. Deze zal 1 echter gering zijn door de beschutte ligging van het Zuarte Uater (zie fig.S),, i • A • • i • Het Zuarte Uater is namelijk slechts enkele honderden'meters breed (gemiddeld ongeveer b,5G meter) , terui jl de "uindschaduu" uelke achter de dijk^ optreedt (aen gebied met neren en sterl Gezien het bovenstaande kan dus geconcludeerd uorden dat de uindinvloed op het Zuarteuater veruaarloosbaarJ<1ein is» Het spreekt vanzelf dat de uindinvloed op de V/acht door haar goringere breedte helemaal veruaarloosbaar klein is, Uoor gebied 2 zijn nu dus 3 frequentieli jnen bekend, nl,, die té Kadoelen (HJ) Uechtmond (VTTl) en Uechterueerd (THI), Uoor de tussenliggende plaatsen l dit ia eic|enlijl< niet te' bQrel Resume Uoor de overzichtelijkheid volgt hier nog een lijst van de frequentielijnen der uaterstanden langs bet-gehele gebied (van Ramspol tot Uechtoruaerd), Plaats • f requen tieliin (op biil„33) Ramspol tot Kadoelen 131 Kadoelen naar Uechtmond interpolatie tussen ZOT en TTlTT Uechtmond lEECL Uechtmond tot Zuolle aurr Uaohtmond naar Uechterueerd interpolatie tussen JZUH en UlT Uechterueerd mi III,6. Golven en qolfoploo£, Inleiding - De veiligheid van een dijk tegen overstromingsgevaar uordt niet slechts bepaald door de uaterstand, maar evenzeer door de golfop loop. Ook de frequentieverdeling van de golfoplopen is dus vap belang. Deze kan worden afgeleid uit de frequentieverdeling•van de golfhoogten uelke eerst zal moeten uorden bepaald. Naderhand zullen dan de frequentievordelingen voor water standen en golfoplopen worden gecombineerd tot aen. l'to tale" fre quentieverdeling,, waaruit dan de bestaande veiligheid per dijk- val<, dan wel de te realiseren kruinshoogte per dijkval<;, bij een bepaalde na te streven veiligheid, valt af te lezen. Zeer schematisch is de procedure als volgt weer te geven. frequentielijn waters tan don, freq.lijn gol f hoogte ,( in (bepaald in IIÏ^S) deze parj _ ± freq, lijn golfoploop j ( in , _ deze;_]D gr «2 totale frequenti olijn 5, (in par. III, 7]^ bestaande veiligheid Krulnshoogte hij na to strevonj ^.par. 111. 7 j veiligheid (in ÏU,2 - /|Ü - Bepaling frequentieJ.ijn golfhoagte - l/an belang is de zgn, significante golfhoogte H , deze is hot gemiddelde uan het fioogsta derde deel uan de golfhoogten uit het totale golf spectrum, H uordt nog door 13,4^ uan, de goluen ouerschreden. Het deze is zo'n golfspectrum in een storm te karakteriseren, In theorie uordt do bepaald uit: 1, de strijklengte F (fetch), 2, de uindsaelheid u, 3, de diepte d, . • 4, de duur t. De golfhoogte neemt toe naarmate deze factoren toenemen. De factoren 1, 3 en 4 hebben een bepaalde maximum inuloed op de golfhoogte, deze uordt asymptotisch bereikt,. ad^,l De strijklengte F bouen open uater is gedefinieerd als de lengte uaarouer de uind energie ouerdraagt aan. het uater-- opperulak tot het punt uaar de energie (lees golFhoogte) berekend moet uorden. Bij meren, met een uaak relatief geringe breedte, Icari deze breedte een beperkende inuloed hebben op de te ueruachten golfhoogte,' In lit.- 16 uordt een methode uan Sauil.]B uoorgesteld, uoor meren met in uindrichting eep ongeueer rechthoekige uorm om deze beperkende inuloed uan de breedte te uerdisconteren. In plaats uan de strijklengte F uordt dan met de effeotieue strijklengte F^ gerekend. De zgn, effectiuiteit uan de strijk lengte F^/F uordt bepaald door de uerhouding i>i/ff uaarin U de breedte uan het meer loodrecht, op de uindrichting, (zie bijl,39), FJ^/F is pas 1 uanneer U/F = 1,8 of groter. Wanneer het meer een grilliger uorm heeft in de uindrichting gezien, is een algemenere rekenuijze nodig (zie lit,16), Bij gebruik daaruan uordt er uan een drietal. ueronderstellingen uitgegaan: a. De uind draagt energie ouer aan het uateropperulak. in de uindrichting en in de richtingen tot 45° linl de cosinus van de hoek tUssen de betreffende radiaal en do Ljindrichting, c. De golven uorden geheel geabsorbeerd door de oeversj, er vindt dus geeg terugkaatsing (reflectie) plaats. De uerkuijze van de berekening voor zo'n geuogen stri,jl ding staat met een ander meer en uel z.d.d* in..-komende golven van dat i,andere meer van invloed kunnen zijn. Hierover later meer, ad 2. De uindsnelheid, u. Aangenomen uordt dat de uindsnelheden boven het Ketel- on Zuarte [4eer geringer zullen zijn dan boven het IDsselmeer, vanuege de'meer beschutte ligging. Overigens kunnen de beschikbare frequentiBVerdelingen van uindsnelheden boven het Idsselmeer gebruikt uorden, hierbij uorden uurgemid delden van de uindsnelheid vermeld* (zie tabel S), ad Z. De diepte, d. De golfhoogte neemt toa, met toenemende diep te, tenzij de maximale golfhoogte bereikt uordt, Is de diepte na melijk.erg groot d,u,z. d > -g- L (uaarin, L de golflengte) dan "voelen" de golven de bodem niet meer. De golfhoogte uordt dan niet meer beperkt door de diepte, Is d < 1/25 L dan uordt gesproken van lange golven in ondiep uater. Uanneer 1/25 L_ < d <-5- L' dan spreken ue van een overgangs- diepte, In het onderhavige geval bedraagt de diepte d = 1 a 5 m, Uoor dergelijke diepten is een golfperiode van T - 2 a 3 sec, karakteristiek .(d,u.z. bij aanzienlijke uindsnelheden),. De golflengte L zal dan variëren van L - 10- a 20 m (voor diep 2 uater bedraagt de golflengte L 1,56 T , voor ondieper uater is dit minder). In het onderhavige geval is er dus altijd spra ke van golven in het overgangsgebied,, In het algemeen uordt met de diepte., de gemiddelde diepte van een meer bedoeld. In het onderhavige geval is sprake van een • flauu. oplopende bodem naar de dijk toe. De helling is ca.1 O/OQ Bovendien bevinden zich vlak voor de dijk uitgestrekte rietvelden De beide factoren uerken, uiteraard reducerend op de golfhoogte, kortdurende uindstoten uorden niet in de berekeningen opgenomen - 4 2 - ad 4. De duur t. Er is een zeker tijdsuerloop nodig uoordat de goluen hun evenulchtslioogte bereikt hebben. Uit een grafiek van hot K.N.r'l.I, uoor goluen in dlepuater blijl - IJerkuijze bepaling significante golfhoogte H. - s Aangezien geen metingen betreffendo guJ. 1 tioogte ter beschikking staan moeten de verschillende waarden uoor H worden berekend. s In SP14 (lit, 16) wordt een methode aangegeuen om de H vast s te stellen m,b.v. grafieken van Suerdrup en t4unl< (1947) en Bretschneider (l95l), zie bijlage 43 a en b, . De H wordt bepaald uit strijklengte•F, windsnelhsid u en de ge- S - middelde diepte d, deze laatste uormt het probleem. Onder ad 3 is de flauw oplopende bod.em al genoemd, Uermoed. wordt, dat de golfhoogte zich wil gaan aanpassen aan de oplopende bodem. De |-|^ wordt nu bij twee dieptes here| De golfoploop kan berekend uorden met de volgende formule z = B f H ii tg (x Sinp ^ (I-B/L)''^'' (5) s uaarin z^golfoploopinrri's f = factor uoor da uerschillende bekledingsmaterial en uan het dijktalud, deze. kan • uariëren van 0,-75 tot 1, H - significante golfhoogto in m's ^ Uit lit. 16, 4:3 - tgck = helling van het buitentalud van de dijk sin^=: hoek uelke de uindrichting met de dijk maakt 1 - B/L= factor uelke de reductie door een plasber'm in re kening brengtj hierin is B de breedta van de plas- berm en L de golflengte. Do maximum uaardo van deze factor i, 0,75, De formule geldt voor do meest Nederlandse dijken, uanneer de helling van het talud tussen 1/7-~ tgcx.z l/a is. De golfoploop kan nu per dijkvak bepaald uorden bij een aantal verschillende golfhoogten. Da uerkuijze is als volgtj -.fltlM-^--- iHry - l"1)0PEM RICHT/ Hé' fpie Pf F' Mf!'/-; 1- ir De berekeningen zalf zijn voor de verschillende dijkvakken in appendix E uitgevoerd. Een samenvatting van de berekende golfoplopen per dijkvak is in tabel 5 gegeven, • Het I en 11 uorden die golfhoogtes bedoeld uanneer ue voor de diepte van het meer resp. de gemiddelde diepte en de diepto voor de dijk nemen. 44 Frequenti e uindsnel Ketelmeer Zuarte Meer Zuarte Uater heid bouen Kattendiep- zuid en UBSt en l/eoht IJsselmeer Ramspot oeuers 10-1 23 0 ,40 0,35 0,40 10-2 27 0,60 0,45 10 ^ 31 0 , BO 0,60 0,60 tabsl 5 III. 7. Ueiliqheid tegen Q.werstroming; , , Het geuaar van owsrstroming bestaat lioofdzakelijk uit hogs uatsrstandsn en golFoplupan, l/oor elk dijkvak zijn de f re qusnti sl 1 j nen van uaterstanden (vql. opuaaiïngen) en golfoplopon beksnd*, Gszien de correlatie tussen uaterstand en golfoploop kunnen beide frequentiBlijnan zondormaer bij elkaar uordsn opgateld. Dit is gebeurd, op de bijlagaq 44 t/m 47. 14, b.v. de aldus verkra- gen frequenti al i j nen kan op de hori2:ontale as uorden afgolezen hoe groot de huidige veiligheid per dijkvak is, door uit te gaan van de kruinhoogte van dat-dijkvak, dis op de verticale as uordt uitgezet . Tevens kan eenvoudig uorden bepaald in uelke mate de dijken ver hoogd moeten uordon indien de veiligheid tot een bepaalds grootte VBrhoogd zou moeten uorden (onder gelijk blijvende omstandigheden zoals, situatie voor., land, dijktalud en -bekleding, etc,). De huidige veiligfieid psr dijkvak bobben UB ueergegevsn op bij lage 48 a an b in tabel en op bijlags 49 in aan aenvoudig- kaartje,, Dit is vrij dstaillistisch gebeurd omdat de dijkhoogte van plaats tot plaats nogal sterk varieert. Ook dijkan langs "binnsnuateran"j zoals Ganzandiap, en Goot zijn in aanmerl Zie hoofdstuk 111,5 en III.6. met de bijlagen 44 t/m 47, -K-K Bij het aflezen van de veiligheid is enigszins rekening gehou den met plaatsolijko effecten t,a,v. de golfoploop., 45 üaarom geldt dezelfde frequentielijn als bij het Zuarbe fleer ook uoor de bepaling. u.tti de uciligheiü uan da dijken langs de"bin- nenuateren". buk slaperdijken zijn in da lijst opgenomen. Daarbij is geen rokGui; gohouden met golfoploop. Er is bij de bepaling uan hun ueiligheid dus uitgegaan uan.de frequentielijn uoor de uaterstanden. Ener zijds omdat de afstand uan deze slaperdijken tot da uakerdijken . erg kort is (0,5 a l km), dus een kleine strijklengte opleuert, maar hoofdzakelijk omdat meestal het houigste deel uan de storm uoorbij zal zijn, uanneer de slaperdijken eenmaal bloot staan aan golfaanual, uat dus betekent dat de uakerdijk is doorgebroken, fiet het ouerstromen en bezuijken uan de uakerdijk Zal immers enige tijd gemoeid zijn. Ook de betreffende steden (Zuolla, Hasselt,' Genemuiden en Zuart- sluis).zijn in de lijst opgenomen. Uitgezonderd GeneniLil don uorden deze plaatsen niet beschermd door een dijk, maar door een •- ueal-- a 1 b e s c h O u u d B - f; a tJ o, Derhalue is uoor deze plaatsen geen rekening gehouden met da golf oploop bij de uaststelling uan de ueiligheid, Hoofdstuk lli. ^i 'ternatieue o£l£,ssi_n3BJT_^ Uan^ hg^t_. °jj;!.eem . Iiy.l. De al ternati BUen (zie bijlage 50) , . Het doel dat ue ons gasteld habben, is om sen bepaalde uei ligheid tegen ouorstroming te creëren, zo deze al niet aanuezig is. De beslissingsprocedure t,a„u, de realisati.e uan dit doel is in het omkaderde gedoalta uan bijlage 50 aangegeuen. . Uit deze. procedure uolgen uiteindelijk drie "politieke" al- tBrnatlBuen. Dit zijn: - niets doen, - schaderegelingen treffen en - het doon uan san technischB ingrssp, SlBchts het laatste alternatief uordt in beschouuing ganomen, uaarmoB echtar niet bsdoald uordt, dat dit pu het juiste na te • stroUBp alternatief is. Het bepalen uan schadBregalingsn ualt echter niet binnen het kader -uan dit (technische) ontuerp, teruijl ouer het eerste alternatief uiteraard ook uerdar niats te zeggen ualt. De uerschillends technische mogelijkheden zijn in.een soort "ontuerpboom" ueergegeuen op bijlage 50, IMiet alls mogelijkheden uormen een praictische oplossing; - /|6 ze dragen echter alle mear of minder hun (theoretisch) steentje bij aan de veiligheid. De ontuorpboom .dient slechts voor de over zichtelijkheid en het inzicht. De meeste alternatieven zijn te duur, dan uel to ueinig effectief. Het is duidelijk dat aller lei combinaties van alternatieven ook mogelijk zijn. De alternatieven, dijkverhoging (]-), l'iooguaterl _2) Ingreep in het .laag- en/of liooguaterbed, . Door ingrepen in het laag- en/of hooguaterbed kunnen de verhangen uorden, veriiiinderd en. daarmede de uaterstanden bij een zelfde afvoer, In het voorgaande uerd ecliter geconstateerd (zie hoofdstuk 111,4,3,) dat verhangen van betekenis slechts in het l/achtgedeelte optreden, zodat slechts daar ingrepen te overuegen zijn (en dus niet in het bad van het Zuarte Uater). De' volgende ingrepen zijn mogelijl<: - profielverruiming van het hooguaterbed, A,. verbreding van het duarsprof ial, Dit is een rigoureuze in greep, die in vergelijking met een dijkverhoging al zonder meer veruerpelijk is, behalve uellicht bij het uel zeer sma'i le hooguaterbed, juist benedenstrooms van l/echterueerd Bo uitdiepin.g (dus uitgraven) van het hooguaterbed (veel effec tiever dan A), Deze oplossing is een drastische ingreep in het rivierlandschap. Bovendien zou de uiteruaarden op de meeste plaatsen onbruikbaar uorden omdat dan de g.u,s, daar relatief veel te hoog uordt. - gladder maken van het hooguaterbed (dus verlaging van de C- uaarde). Dit gladder maken houdt i,h,a, in het opruimen van obstakels, begroeiing, duarskaden, etc. , alsmede het opvullen ^.91"! ondieptes, sloten etc. - 47 Er ualt echter ueinig ep. te ruimen behoudens eep aantal duarskaden. Een sterke uergroting uan de C--uaarde is dan ook niet mogelijk en het ofTect op do uaterstanden is uormoedelijk zeer gering, Oolc dezo maatregel is dus niet aantrekkelijk. - profieluerruiming uan het laaguatarbed. Dit kan ueer gebeuren door; A. verbreding. Dit is te duur en te rigoureus i,u,m, de aanue zige zomerkaden, B. uitdieping, over het verdiepto traject zal dan do uator- stand kunnen dalen, met als gevolg aen afnarne van het vor- ,^ hang en dus afname van de gemiddelde stroomsnelheid, uelke mogelijk aanzandingeg doet o.ntstaan, indien er sedini enttran sport aanuezig is ' (dit zou nader ondorzoek vergen), Bovenstrooms , zal de uaterstand evonoens dalen met als ge volg, een groter verhiang, dus grotere stroomsgolhaden en mo gelijk ingraven van de rivier stroomopuaarts. Benedenstrooms t r e e d t e c h t e r een hogere uaterstand op, dus daar zou het negatieve gevolgen hobben. Het is een maatregel die verstrekkeni-lB (origeuenste) gevolgoi; met zich mee kan brengen. Te denken valt aan kosten m.b,t, oeververdediging,. baggeruerk, enz. Ook deze maatregel lijkt ni. et z j.n\yo J. te zijn, Cjonclusie; In het fjescliouude l/echtgedeel te treedt bij hoge afvoerBi; . juist benedenstrooms van l/echterueerd een opstuuing op, daar zou eventueel een aanpassing van de rivier in over- ueging genomen kunnen uorden, Hoeuel ook hier landschap- pelijl 3) Inundatiegebieden_2 , • Ook deze maatregtl betreft slechts het Uechtgedeelte, omdat op het Zuarte Uater de Uechtafvoer niet de overheersende factor is t.a.v, hoge uaterstanden (zie hoofdstuk 111,4.3,). Aangezien het stroomgebied van de Uecht nogal homogeen is t,a,v, economische schade ingeval van overstroming betekent een derge lijke oplossing slecirts een verplaatsing van het probleem naar elders' (het inundatiegebied). De oplossing is in theorie uel effectief, indien een groot deel van de afvoertop door het inundatiegebied zou uorden' geborgen (zie fig, 9), 4U i. • 0(Ti Beh indruk te gaunn uan do orcie uan grootte uan het opperulak uan het inundatiogBbisd uolgt hisr een grous bBrakening eruan. In de huidige situatie zullen de bandijken ouerstromen bij een afuoer uan +. 450 m /sec. Geldt een afuosrgolf met esg frequentia uan l/lOOO par jaar als ontuorpgolf (max, afuoor + 570 m /sec) ' dan zal dus ca, 120 m/s gedurende -i- 10 dagen geborgon moBten .uordsn, DB hoBUeelheid gsborgen uater bedraagt dan 120 ^ 10 « 24 ^3600 = 104 milj. m^« Dit UBrgt bij Ben inundatiediepte uan 1,5 m 5720, ha. Dit is uiter aard maar aan grouo benadering, de fout l UBoltegrootis, Bouendian is de huidige trend in ds uaterhuishouding er een uan steeds uerdBrgaande behBarsing, duist in die gebiedsn uaar urosger nog.uel sans inundatis optrad zijn nu maatregelen getroffen om die gabieden daaruan te urijuaren. Dit alternatiaf is dus niet zinuol. 4^ Beperking IJSSBIafuoeren. Een andere afuoeruerdaling uan de Rijntakksn is ondBr mear mogelijk door maatregelen in do IMederrijn tussen yesteruoort en Pannsrdan, .Zo'n ingreep is natuurlijk ueel te duur om als zinuol alternatief te kunnen uorden bBschouud, Er schijnen echter on zekere plannen te bestaan om sen dsrgBlijk uerk uit te uoeren in uerband met de hooguatarprobl omen langs de Ri jntakl>; en, Zo .zou de afuoer uia ds Uaal uergroot uorden en zodoBode de andere Rijntakken ontlasten, Uat zou een dergelljl Conclusie; Ook dit alternatief heeft gaen zin. t .9. -PHlu Ti?[:-t(iii.:.ï.j I u i.OM :iii'.. f 5) Lozingsverbod polders. Indien de pol derlozingan rond het I.lsseimBer verbodon oF al thans verminderd zouden uorden bij extreem hoge pailBn, zou dit aan soortgelijk offset hebban als onder alternatisf (4)gezegd is. Bovendien zal er door hot vermindaren of helamaal VBrbisdsn van lozingen eldars, in die gebiaden uateroverlast gaan optreden, uelki. daar 'tot enorme schades zou kunnen leidon. Dit alternatiaf heeft dus ook geen zin, 6) DoorstrominqsproFiel van de spuisluizen ij;i de Af.sl^!li_tQli.jl£^ ver groten. DBZB vergroting uerkt slechts varlagend op de maximale IDssel- maerpeilen en tijdens sxtrBma hogo uatsrstanden uelke vnl, door de opuaaiïng veroorzaakt uorden kan er door afuaaiïng bij de Afsluit-- dijk toch gahsEl .niet gsloosd uorden, DBZB ingrasp is dus eveneens zinloos en overigans ook veal te duur, zl Kunstmatigs afmaling van het IJsselmBer, Dan kan er ook uater uorden geloosd in tijdsn dat door aller lei oorzakan (op- en afuaaiïngen) natuurliji Ucrder kan het zelf de als onder (4] gezegd uorden aub,t, peilin- vloeden op de extrofiio uaterstanden, on touons is het een zeer kostbare oplossing (or dienen honderden m /s afgemalen te kunnen uorden), 8) Uerlaging uinterstreefpeil, Door uerlaging van het uipterstreefpoil uordt een extra bergingcapaciteit van hot Idsselmeer gecroeard, hotgeon resul- tonrt in lagere pollmaxima. üoks iflt altornatiof is analoog aa.n de voorgaande (4)t/m(7), voor uat betreft de invloed op de axtreine uaterstanden en is dus ook niet zinvol. Overigens zou een streefpeilverlaging stuiten op bezuaren i.v.m, anders gerichte belangen van scheepvaartkundige" en uaterhuishoud- kundige aard. Een verlaging grotor dan slaohts enkele dGcimeters is ook niet mogelijk bij de bestaande spuicapaciteit van de slui zen in de Af slui t iJi jl<, 9) y/erdelinq van het IJ s seljn § § r door ,d am (--m en ) ( compart iili ej]_tjB rijic^)^ Een opdeling van het Idsselmeer in tuee of moer kleinere meren, zou de opuaaiïng aanzienlijk kunnen vorminderon. De opuaai- ing is immers ongoveer recht evonredig met de afstand tot het sta tisch zuaartepunt (kantellijn), In zijn eenvoudigste vorm zou dit een dam k.unnen betekenen, LÜO het Idssalmeer in tuee ongeveer even grote dolen zou splitsen (een noordelijk en een zuidelijk deal). De opuaaiïng zou vermoede lijk 40 a 50% minder uorden, Een dergelijke oplossing zou dus zonder fnoor afdoende zijn. Do kosten echter van zo'n dam met aanvullopdo uerken, als grote spui en schutsluizen,, zijn veel te hoog, tenzij de dam ook om andero redenen uenselijk zou zijn, bijv, i,v,m. verl Deze aanleg veroorzaakt in principe ool< een verplaatsing van het statisch zuaartopunt en dus een veranderee opuaaiïng. 51 Omdat de opperulal 11^ Bodemverlaginq. Door de meren uit te diepen - door geulen dan uel door alge hele bodemverlaging - uordt do opuaaiïng verminderd. De opu'aaiïn.g is immers ongeveer omgekeerd evenredig met de diepte. Uitdiepen van het hele Idsselmeer is uiteraard absurd, teruijl het uitdiepen van Ketelmeer an/of Zuarte l^leer eventueel nog te overuegen zou zijn. Op laatstgenoemde meren treedt echtur r.ilatief ueinig opuaaiïng* op, zodat ook hier het effect in geen verhoudincj tot de kosten zal staan. Bovendien uordt bij dieper maken van de maren de gol f ontuikl 12] Streefpeilverhoging. Ook een peilverhoging (bijv, door regeling van de spuisluizen in de Afsluitdijk) vergroot de gemiddelde diepte eg vermindert dus de opuaaiïng. De peilverhoging zelf betekent echter een uatarstanri verhoging. De mate uaarin een opuaaiïng gereducBord uordt door een pailverhoging, is altijd geringer dan die peilvarhoging zelf, dus het,uiteindelijke resultaat Is-nsgatiEf, Dit is dus hBlemoal gesn altarnatlBve oplossing, 13) Hooguatarkering nabij Ketelbrucj. Dit altarnatiaf lijkt vaal op de hooguatarkering in ds. Rams- geul (10), •J( Bedoald uordt do opuaaiïng t,,g,v, uind\/Brhangen op de meron zeil dus niat de, op sttiui nq dio optreedt als gevolg van opuaaiïng op h Idsselmeer, 5 2 - De uitbreiding vaii het daar genoemde borgingsgabied (zie bijl .lGO) met het Ketelmeerj iJeegt niet op tegen het oxtra debiet dat de IJssel aanvoert. 2 De oppervlakte van kiet Ketelmeer is ca, 4Ü l Eindconclusie; Alleen al tern ati ovan (l) (li jl\ varhogi ng en (lo) hoog- watfïrkering in de Ramsgeul komep in aanmerking. Eventueel als aanvullende maatregal nog een plaatsr lijke vergroting van het hooguaterbed van.de Uecht benedenstrooms van Uechtorweerd , al ternati ef ^ 2)„ IU.2, Dijkverhogingen. Om een dijkverhoging te kunnen bepalen moet uiteraard eerst worden vastgesteld welke veiligheid nagestreefd dient te L(oxdr;n, \/oigens da overheid (meerjarenplan dijkverbetering OvarijssaJ 1958) dient de • o ve r achri j ding sf requen ti o o(j 1/3000 per jaar ge bracht te worden, behalve voor de buitenpolders (bijl,2) uaar de overschrijdingsfrequentie op l/lOO gebracht dient ta uorden (deze bolde geoptimaliseerd op financieel-economische gron.den). Op bijlage 51 is ueergegeven welke kruin-hoogt.e elk dijkvak bij een bepaalde na ts streven veiligheid zou moeten krijgen (af geleid uit de figuren op de bijlagen 44 t/m 47). Daarbij is ter- wille van een grotere keuzemogelijkheid nog eon waarde (l/500) voor. de overschrijdingsfrequentie aan de beide reeds gepoemde too- gevoegd (later is ook nog de waarde 1/1250 beschouwd). Uit de tabel is ean groot aantal 1< ou zeiiio gel i jk hadon van com binaties van dijkverhogingen mogeii.jk., De keuze uan zo'n combinatie uordt niet uitsluitend door toch- ni sch-economi sche factoren bepaald maar ool< door allerlei impon derabilia (landsctiapsschoon, hinder, leuensgeuaar) Een dergelijke keuze is dus uan politieke aard. Op de uraag uelke combinatie uan di jl< uorhogi ngen het meest uenselijk zou zijn uordt hier dan ook uerder niet ingegaan. Op bijlage 52 a,h,jC on d zijn per te kiezen ouar sehr i j di ngs frequen tie aangegeuen uelke dijkuakl^en uerhoogd dienen te uorden.' Te uen s is er een globale l par, 111,7), Ingrepen zouden echter bezuaarlijk zijn i,u,.m, stode- schoon (ugl, problematiek lapgs grote riuieren), Uoor de stad Zuolle zou ouerigens nog uel een oplossing kunnen bestaan in de uorm uan een hooguaterkering in het Zuarto Uater ouen ten noorden uan de stad. De Sallandse ueteringen monden echter uia de Zuolse stadsgrachten uit in hot Zuarte Uater zodat een dergalj.jke lioog- uaterkering aangeuuld zou moeten uorden met een gemaal om de af uoer uan. de ueteringen bij gesloten stormstuu toch te doen plaats- uinden. Dit.gemaal zou uel krachtig moeten zijn (ca, 50 m /s, zie 111.4,2.). Deze oplossing is uiteraard niet góedl<;üop, Op het pro- bloem rond da steden en dorpen uordt hier uerder niet ingegaan. 1 U, 3.: Hooguaterkering n ab i j_ R am sg o 1, IU,3,,1. Inleiding, In dit hoofdstuk uillen ue de inuloed nagaan uan een euen- tuale hooguaterl - De getrokken lijnen geuen de situatie ueer ipgeual sprake is uan een hooguaterkering, teruijl de streoplijnen de situatie ueergeuen indien er geen kering is (of deze niet uerl IVi,3,2, Frequentieli jn der wate rs t^^ncksru De frequentielijnen voor hetldsselmeerpeil en de afvoer zijn bepaald in resp, par. 111,2. (resultaat op bijlage B heet frequentielijn .TIT) en par. 111,4, (resultaat op bijlage 30 in tabelvorm). Het opwaaiingsef f ect is reeds bepaald al.a een frequentie lijn voor de opwaaiïng te Schokkarhaven en te Kadoelen bij N.A.P, Ingeval een hoogwaterkering is maximum hoogte van de opwaaiïng niet alleen bepalend maar oveneens de duur van de opuaaiïng (lees: storm). Daarom volgt hier eerst ean bespreking van hot opwaaiïngsverloop met het oog op de invloed daarvan op de Wer king van de kering, - het opwaaiïngsvarloop - De oorzaak van de opuaaiïngen, die voor het onderzoek van belang zijn, zijn de noorduesterstormen. Door het K, N, Fl. I, is voor het ueerstation Den Helder een' - zij het niet helemaal oenduidig - verband gevonden tussen het maximale uurgeml ddol LJB van de windsnelheid gedurende de storm periode en het varloop van de' windsnelheid (weergegeven op bijlag 50 - op bijlage 35, fig, 2,5,9,, ouergenornen uit het Deltarapport lit. 3). De getrokken lijn in deze figuur geeft do beste benadering uaii de uaarnemingen, maar zoals gezegd is het uerband -.door sprei ding in de uaarnemingen - niet hel.Bmaal eenduidig. De getrokken lijn geeft in feito het uindsnelheidsuerloop uoer v/an stormen die door 50% van allo stormen in duur uorden ondarsohreden (uordt in het vervolg een 50/^-storm genoemd) . üm een ihdruk.to krijgen van de spreiding in de duur van een bepaalde overschrijding is te vens een (gestreepte) lijn getrokkon voor CJB 80%-stormen (deze duren 1,43 maal zo lang als cle 50/S-storman en uorden door 80°^ van \alle stormen onderschreden in duur en dus in snelheidsverloop) Nu, zijn de maximale uurgemiddelden van de ui p dsnel hal d, uelke met,een kans van l/lO, l/lOO, l/lOOO en l/lG.OOQ per jaar, overschreden uorden, bekend * Uitgaande van deze maxima kunnen nu de bijbehorende uindsnelheids verlopen bepaald uorden m.b.v. bijlage 35. Deze aldus bepaalde uindsnelheidsverlopen voor 50^ - resp. 8ü';?i-stormen bij de vier genoemde maxima, zijn op bijlage 56 ueergegeven. ïn uerkelijkheid zullen de' uindsnelheidsverlopen natuurlijk uel van deze "gestanda- ris.eerde" stormen afuijken, maar gemiddeld vindt het getoonde verloop uel plaats. Bij het tekenen van de figuren is ervan uitgegaan dat do maximale uindsnelheid bereikt uordt als da helft van de stormduur verstreken is. Getuiga figuur 2.5.7. op bijlage 35, is deze bena dering inderdaad vrij pauukeurig (voor Den Helder). In deze figuur zijn uaarden a uitgezet tegen, de beginuind-.richtlng van de storm voor een drietal stations, daarin is a het quotient van het aantal stormu.ren' van het begin van de storm t/m het maximum en het aan tal stormuren van het begin t/m fiet eind van de storm. Is a dus precies 0,5 dan Valt het maximum van de storm in het midden- van de stormperiode. Uit de figuur spreekt geen volkomen symmetrie voor Den Helder, maar de afuijking bij NlJ-richting kotnen volgens het Deltarapport (lit.3) voort uit de invloed van Texel op de uaar nemingen in Don Helder. Overigens is de al of piet exact juiste aanname betreffende 'de symmetrie van ueinig belang voor het resul-- taat van de berekeningen, zoals later blijken zal. Om nu informatie ta krijgen over do opuaai,ïngsverlopen, (daar uas het immers om begonnen) moeten de uindsnelhei.dsverlopen uorden omgerekend naar uaterstandsverlopan op het Ketelmeer nabij Ramspol -K O n 11 e e n t a a n 1 i t. 19 , D e u a a X' d a n z i. j () rl o o !• tiet K . N , fl. I , b e p a a 1 iJ uit een extrapolatie v/ar, op go traden maxima (zie appBnd.ix AB), - O / Om dit te kunnen doen, moet eruan uorden uitgegaan, dat de op uaaiïng op een bepaald moment gGlijl< is aan de stationaire op uaaiïng behorende bij de op dat momefit aanuezigo uindsnelheid en uindrichting (zgn, quasi-statin nai re opuaaiïng). De. u.erke-' lijkheid zal hiervan afuijken als govolg uan het ni et-stationai rr: karakter uan de opuaaiïng, In figuur 11 hebben ue schetsmatig oen illustratie gogeuen uan het uerondorstolde uerloop. Zoals namelijk eerder uermald uerd, kan de maximale opuaaiïng uel 20 a 7)0% hoger zijn tian dio bij stationaire opuaaiïng. oPlOPlrtllNC -ro.O "PBiL. jJ /I 'PÊIL. . S2 fig, 11 Vergelijking aangenomen quasi-stationair-en mogelijk optredend ni,Bt-stationair opuaaiïngsuerloop, Bij lagere uindsneltieden zal de afuijl<,ing ueel mindor zijn, .omdat het uindsnelheidsuerloop hier flauuer is en de uindsnel- heidsfluctuati SS v/an r\ ortere duur (uren) minde.r extreem zijn dan bij hogere uindsnelheden. Omdat nu enerzijds aileen do relatief lagere uindsnelheden uoor de berekening uan de standen op het bergingsgebied uan belang zijn' en anderzijds omdat hot niet- stationaire gedrag ueeleer uerlagend dap uerhogend zal uerken op de te berekenen uaterstanden (hetgeen dus gunstig is), mag de aanname van hot quasi-sta tional re uerloop uan rie opuaaiïng dus uel als gerechtuaardigd beschouud uorden,. -X Dit zal bij de uordere berekeningen blijken. fiet behulp v/an onderstaande tabol 6 voor opuaaiïngon te Ramspol t.g.v, MU-stormen kunnon nu da uindsnellieidsverlopen van bijl. 56 uorden omgezet in opuaaiïngsverlopen. Di h is. ge beurd op de bijlagen 57 a t/m d bij tuee verschillende Idssel meerpeil en. tabel 6. Opuaaiïng te Ramspol bij NlJ-storm, ulndsnel liei d (m/s) opuaaiïng (m^ N.A. I-h. ) 12 0,33 16 0,60 20 0. 91 25 1, 33 30 1,83 35 2,54 - beschikbare Frequentielijnen - . l/an de bovengenoemde drie faktoren (peil, afvoer en opuaaiïng) zijn nu dus de overschrijdingsfrequenties bepaald. Omdat de faktoren in de praktijk in allerlei kombinaties de maximale uaterstanden op het bergingsgebied bepalen, is het dus zaak de frequentielijnen van de faktoren zodanig te kombineren dat de frequentielijn van h - ^Jaar het uiteindelijk om begon- max nen is - uordt verkregen. Dit kombineren kan plaatsvinden op een uijze, die min of meer analoog is aan die in par, 111,5,, uaar slechts opuaaiïng ep peil uerden gekombineerd, Nu ligt de situatie echter minder eenvoudig, omdat hier sprake is van drie i,p,v. tuee faktoren. Daarbij heeft één van de faktoren nog oon tueeledige invloed. De opuaaiïngsverlopen variëren immers zouel qua duur (met 50;;^- en 80^ - opuaaiïngsverlqop'^) als qua h * (de .maximum opuaai- fii a X ing bij de verschillende oversohrijdingsfrequenties), en deze beide zijn van invloed op de h ^ (de maximale uaterstanden op ITl cd X hot bergingsgebied) zoals later zal blijken, In feite Is er dus sprake van vier faktoren, te ueten: - peil . - afvoer • - opuaaiïngsverloop qua duur - opuaaiïngsverloop qua- hj^^ Uas in par. III.5, sprake van een tueedimensionale kans ruimte, hier is sprake.van een vierdimensionale kansruimte. •K Onder een x% - opuaaiïngsverloop verstaan UE een opuaaiïngs verloop veroorzaakt door een x% - storm, 5ü De berekening van dit laatste gc;\/al hoeft echter niet veel van die van het eerste af te ui jken-, üm de hoeveelhsid uork. te beperken uorden een aantal sche- matisaties doorgevoerd^ uelke nadien op hup juistheid zullsn uorden gecontroleeriJ. schematisatie van da f requ on ti el i jn voor de (neerpeilen. 1 ,40 1 ,20 uork e 1 i jk e f r eqLI On t :i_ellj-H-'- 1 ,00 geschematiseerde lijn 0,Ö0 4 O, 40 O 0,40 I 0,80' fig. 12 uerkeli jke en ge schema ti soar de frequentielijn van de meerpeilen. Als eerste uordt, de schematisatie beschouud van de frequeO' tielijn van het peil, In fig, 12 is do schematisatie ueergegeven door de gestreepte 1: r is verondersteld dat een peil gelijk aan N,A,P. voor 90/Ü van de peilen -repr-esentatief is, teruijl een peil van 0,50 m"* NAP representatief gaacht uordt voor de overige \0% van de peilen, - schematisatie opuaaiïngsverloop qua duur. De variatie in de opuaaiïngsverlopen qua duur LJordt gesche- matiseerd als uoergegeven in onderstaande figuiir. A V.<£> k'M '0/ ( geschematiseerde uerkelijke verde overgenomen van verdeling van de . ling stormduur. bijlage 35, 4* fig, 13, uaarin UI4 maximaal genormeerd uurgemiddelde tijdens periode, /\|(.|v|. maximaal aantal aaneengesloten uurvokken m \1 > K (K - 3,' 2 en 1^), GenOrmeerd uil zegge 1, dot iie LJi ri dsnc; 1 lioi d uo r iJ t ui, t qedruk t in gemiddeldo ui ndsnól iel rl van dat ueerstation over groot aantal 6U Het komt erop neor dat de BG^-opuaaiïngen ropresentatief worde[i geacht uoor 75% uan do opuaaiïngon^'* en de Qd^--apuaaiïngen uoor 25%o uan de opuaaiïngen. l'Je ueris'eli ji - samenstelling tot éen froquentielijn uoor uaterstanden op het bergingsgebied •-, De opzet uan de berekening uerloopt nu uerdar analoog aan dj ip par. 111,5. Toen uerden echter opuaaiïng en poll gekombinee'rd nu afuoer en opuaaiïng qua h^y^'^s^" douendion uordt de procedure uoor tuee peilen (uolgens de sohomati sati e uan da frequentielijn uoor de peilen) on uoor tuee o |D u a a i ï n g s u e r 1 o p e n qua du u r ( u o J, - gens de schematisatie in eon 50%-- en OO/o-uorloop) . Do berekening uordt dus totaal tuee maal tuae is uierinaal uitge- uoerd. Er is dus sprake uan uier l 1 deel kansruimte ', -d (D 0 r op" 50/o-opuaaiïng 80/o-opuaaiïng uaaiïng: -door peili 75% 25% peil = NAP ! 90% 67,5% 22,5% (komb,1,l) (i< O m b . 2,1) • peil = 0,50 m j , 10% 7,5?;; 2,5 /u (kamb.1.2) (komb,2,2) t a b el 7 . Woor elk uari de uier l Bedoeld wordt 75% uan allo o|juaaiïngen ongeacht do h, ül - Dit behoeft enige toelichting. De frequenties van bijlage 3D betreffen cle ouerschrijdingskans per jaar, maar deze kunnen niet zonder meer mot de frequenties per jaar uan de stormen' gekombineerd uorden, Uant uanneer in oen jaar zouel o'en beschouu de storm als een afuoergolf uoorkomt, dit nog niet persé tege lijker tijd behoaft plaats te uinden, Qaarofin, moet de kans be paald uorden, dat, als oen bosohouude storm on een afuoergolf in eenzelfde jaar uoorkomen, dat tegelijkertijd geschied (ont-' moetingskans), Daartoe moeten enkele grouo benadering uordon gedaan-, . • \ In de. eerste plaats gaan uo eruan uit dat een afuoergolf 18 dagen duurt^ dit hebben ue geschat op grond uan het beschik bare uaarnemingsmateriaal uan de Wechtafuoeren, zie bijlage 55 a en b,, Uerder uordt tauens aangenomen dat gedurende dio 18 dagen de afuoer ook konstant is. Beide aannamen zijn nogal pas- simistisch. Een storm duurt ueel korter, namelijk hooguit 3 tot, 4 dagen. Een sainenuallen nu uan afuoergolf en storm zal urijuel altijd in het uinterhalfjaar plaatsuinden, ómdat het optreden uan stormen zouol als dat uan (grotere) afuoorgoluen zich hoofd zakelijk tot deze periode beperken. Do duur uan de afuoergolf (18 dagen) is oUgouoer.l/lO uan oen half jaar. Gezien het feit dat afuoergoluen en stormen als onaf hankeli j.ko uerschijnselen mogen uorden gezien'", ualt .eenuoudig in te zien dat de ontmoetingskans dan ongeueer ééntiende zal bedragen. Daarom is het noodzal Als resultaat uan eerder gonoemde benaderingen is nu een tueedimensionalo kansruimte uoor elk dor uier kombinaties bo- . paald. Het door.de tuee assen opgespannen opperulak uormt nu de 100% kansopperulak uoor zo'n kombinatio, en in tabel 7 is •reeds uermeld uelk deel uap de totale kansruimte door elk der kombinaties uordt ingenomen. Bij ééndimensionale frequentieuerschijnselen uordt.de kans uan het optreden uan een gebeurtenis uitgedrukNt door de lengte uan een lijnstuk. Bij tueedimensionale frequantieuersohijnselen kan de kans uah het optreden uan een gebeurtenis door een opper- ulakje uit het tueedimensionale kansopperulak uorden ueergegeuen. M lees opuaaiïngen o f o(.iuaaiïngsuerlop en, .-x:ii uoor gonoomdo onaf hanl< eli jl< uordt ueruezen . naar het uermeldo in par. 111,-1 en in par, 111,5. -62- Om prak tl SCIIR rsdentan word(?.n rIe beifJö asr.en daar too ondnrvar- deeld in oen aantal intoruallen waarbij woor elk steeds oen gemiddelde waarde ropresentatief wordt geacht. De kans o|i saman- treffen uan storm en afuoer (representatief uoor een interval) wordt nu bepaald door de produktregel, Deze werkwijze wordt nu teogolicht. aan de hand van de figuren 14 en 1'5, itóo '* I S 10 lo 10 I lo (.fr'-fici'-fp l'i) fig., 14 tweedimensionale kansruimte. Als voorbeeld wordt tjaarbij kombinatie 1,1, (zie tabol 7) .ge nomen, maar het ondorstaande geldt in principe ook voor de an dere l \ .11 Itn'WM'l. fig,. 15 In fig» 15 he,bben we het opwaaiïngsverxoop weergegeven en dit moe' nu gekombine'ord worden met de af\/oer van êOO m^/s, -K Het zou handiger goweest zijn dra waarden van h voor de sni.)- punten van de' horizontale eh verticale lijnen te^loep al en, maar 111' LsjiJot goljouril omdat in onrste instantie non v/nrkoerdo me tiinrlo j. q r.! HM n In fig. 15 hebben ue bet upuaai'ingsv/Grloop uaargegeven en dit meet nu gekodibinGerd uorden met die afvoer van '^00 ni"'/s. Deze afvoer gaat pas eon rtil spolun uanneor oe hooguatorkG- ring gesloten uordt,, Na de sluiting uordt het uater standsverloop op bet bergingsgebied uitsluitend nog bepaald door de koinberging van de afvoer op hot nu afgesloton belxken. Op bijlage 58 is dit vorloop ueergegovun voor oen aantal afvo6ren'\ DGZG "volloop- krommen" zijn borekend op do bijlagon 59 en 50 a on b. Hot uaterstandsverloop bij eon afvoor van 40Q m /s is nu in fig, 15 door do gBtrokl Daar uaar do gotrokken "kromme" het opuaaiïngsverloop snijdt uordt de h govonclen. Aldus uardt nu voor alle cppervlakjes in max ^ het middelpunt de h^.^^^^ bepaald op de bijlagen 61 a t/m d.. Het is nu mogelijk om bignsn het kansoppervlak lijnen to tekenen uaarvah elk punt bi j' benadering eonzelfde IT^^^^,^ vertegep- uoordigt (l,05; 1,10^ 1,15; 1,20; enz,), ' . Nu kan voor ieder van deze h^^^,^^ cle o vor schri j ding sf requenti G OG- paald uorden. Deze is immers gelijk aan dat deel van het Icansop- pervlak dat rechts on onder, de betroffGudo lijn gclGgon is. DG rosultatGn van deze berekeningen zijn uoergegeven stGods.onder aan de 'betreffende bijlage 61 a t/m d do bG'rokcningen uordon verricht'naar analogie van die op bijlage 37 a en b, Uanneer dezo procedure aldus voor do vier kombinaties is uitgevoerd, dienen de resultaten nog bouorkt te uorden in rela- ,tie tot het deel van de totale kansruimte dat elk 'dor kombina ties in beslag neemt. Hiertoe uorden de oversehrijdingsfroquon- ties van de h afkomstig van G1I< dor kombinaties- vermonigvul- max digd met de bijbehorende faktor uit tabel 7, uaarna de aldus go- corrigeerde overschrijdingsfrequenties bij elkaar opgeteld 'kun nen uorden. Dit is gebeurd op bijlage 62a, zü is dus voor eon aantal h^^^ do totale overschrijdingsfrequentie bepaald, 'M. De knikken in deze. li jnsn uordon voraorza^kt door het onder stromen van de•uitaruaarden. Boven 1,20 m N,A.i\ blijft het kombergingsopporvlak konstant. (J4 De resultaten zijn op halF-logaritmisch papier uitgezet op bijlage 63 en blijken zoor good door een rechte te benaderen to zijn. Deze rechto noemen uo frequentielijn X, . Uerantuoording v/an de berokening m.b.t, de nauu( Omdat in da geuolgde procedure spral Aangezien de frequentielijn uoor de afuoer uöor de l<;lcine frequenties geëxtrapoleerd is, is deze niet zondermeer betrouu- baar (zoals geen enkele extrapolatie dat is), dit de bijlagen 61 a t/m d blijl _ac^i 1 bSchematisatie tot een blokuormig af uoeruerloop uan. 18 dagen. üit het bouenstaanda uolgt onmiddollijk dat de . schematisati! uan het gekromdo afuoeruerloop tot een "blokuormig" afuoeruorloop geen grote Inuloed heeft op de nauul< eu ri ghei d, Uat echter de duu, uan het afuoeruerloop betreft hot uolgonde. De keuze uan de üuur uan. 10 tlayen uaa nogal uillekeurig. Stel dat de keuzo uan dezo duur uoiel te optimistisch is goueest en dat deze biju. tuoemaal zo lang had moeten zijn(hetgeQn ouerigen; uel ueer erg pessimistisch is). De roductie uap de Frequenties uan de afuoeren (zie pag, 60, tabel 7) zou dan geon factar tiun maar een factor uijf hebben mooton bedragen. De fout in de fre quentielijn uan de uatorstanck^n zou dus hierin bestaan dat aan iedere uaterstand oon tueomaal (tian godoeld iJoor uijf) te ge ringe frequentie uordt toegekend, Frequentielijn Xlioeft oon de- cimeringshoogte uan 20 cm. Do tueemaal ta geringe frequentie zod dus een fout uan 20 log 2-6 cm hebben betekent, Ool< deze fout is gering.. Dus ook de keuzo uan do duur uan do afuoorgolf heeft ueinig inuloed. ' . ad 2a. Uindsnelhedon uellse eens in de 10, 100 etc. jaar uoorkomoii Deze uindsnelheden - die uoor het I dssej-maergebied gelden zijn - uia de dienst der Zuidorzeouerken - afkomstig uan het K.N.n.l, Hoe men aan deze uindsnelheden gekomen is, is ons niet bekend. Daar echter geen uaarnGmingsreel ad 2b, Het uindsnelheidsuerloop (bijl. 56). Ter illustratie zijn op bijl. 64 do uindsnelheidsuorlopen ueergegeuen uan tuee uan de zuaarsto stormen (noorcluestoli jl Het uerkelijke uindsnelheidsuerloop kan uan hat aangenomen uer loop afuijken'door; - een grilliger, dus minder uloeiend uerloop» Dit leidt tot een meer dynamisch opuaaiïngsuerloop. De geuolgen hieruan uorden beschreuenonderad.S. - een andere duur (korter of langer). Aan deze afuijking uordt ouerigens enigsziris tegemoet gekonien,door het onderuerdale.n uai de stormen in 50%- sn QOfo- storrnen. De geuolgen uan deze af uijking in stormduur (en dus opuaaiïrigsduur) uorden in ad 4 beschreuen, ad 2c, Aanname uindrichting. Er uerd bij het "vertalen" uan uindsnelheidsuerloop in op uaaiïngsuerloop uan uitgegaan dat de uind gedurende de gehele storm uit het noorduasten kuam,^' 14, a.u.: de uindrichtingen uelke in aen neor duesterstorm optreden - die zich uolgens de definitie nog niet eens alle tussen noord en uest behoeuen te beïnuloeden - zijn alle benaderd door een noorduestelijke uindrichting. In feite is de aanname•pessimistisi omdat juist de noorduestelijke - tezamen met UNU ep NNU-uinden (zie onderstaande tabel 8) de hoogste opuaaiïng ueroorzaken. Da opuaaiïng uordt minder naarmate de uindrichting meer afuijkt uan de noorduestelijke. Het is moeilijk te zeggen hoe groot de fout is die de aanname ueroorzaakt, maar het is duidelijk dat de aan name aan de veilige kant is; fig. ld spreekt in dit uerband gro tendeels uoor zichzelf. Het "aangenomen" opuaaiïngsuerloop is gelijkuormig aan dat van de bijl, 57 a t/m d maar uerder slaohts als. uoorbeeld bedoeld. *De gebruikte uindsnelheidsuerlopen zijn afgeleid uit figuur 2.5. uan bijlage 35. Nu geldt deze figuur inderdaad uoor "noorduester- stormen" maar hieronder uerstaat men uolgens het Deltarapport D.IlI pag, 111 het uolgende;"Een aaneengesloten periode uaarin \l ^1,5 (maal het genormeerde uurgemiddelde) is teruijl l/^ ^2,5 is en van de uindrichting (gemiddeld per uurvak) in de periode uaarin \l ^2,5 is, minstens éên uurgemiddelde in het kuadrant var uest tot noord (dus met inbegrip van U en N) valt" Uolgens deze definitie hoeft de uind dus niet precies uit hot noorduesten te l OPlO>AAUMO »>c» Wo ƒ> Oi.i'.A K|\J-•(•(')< uf \-. If' \ .:,'ti -I I, , I, \ \ \ I N HHUl fiW lJll\|bUi( 111 •i(k'..VM„Ki ..Ol-' Ul MOP Rtc riiH'c.tit: • vfiM b£ iMiiiRianii/f tabel 8 Opuaaiïng te Schokker.hauen- in cm (stationair) uindrichting J U UNU NU .NNU N 12 _ 27 34 33 32 25 ulnd- 16 - 48 60 60 58 45 snel- heid U: 20 73 91^ 91 83 70 (in m/s) 25 108 133 133 130 102 30 147 185 183 177 140 35 195 248 254 255 185 ad 3. Aanname quasi-stationaire opuaaiïng. Het uerloop v/an de uerkelijke opuaaiïng is v/eel grilliger dan het aangenomen quasi-stationai re uerloop,, Ten eerste omdat, het uindspelheidsuerloop, zoals dat door ons geconstrueerd uerd tot de fraaie curues uan bijiage 56,; niet exact de ue rk el i jk hei d uaergaeft (zie ad 2fi) , 68 Ten .tweede door de dynamische respons uan het water op de re latief snelle* windsnelhaids- en/of windrlchtingsueranderingen (bepaald door wrijving, massatraagheid en zwaartekracht). Onze benadering kan op twee manieren afwijken uap de werkelijk heid. Ofwel de benadering is eeg gemiddeld uerloop waar het wer kelijke waterstandsuerloop zich maar of minder regelmatig om heen slingert. Ofwel het wijkt geheel af uan het werkelijl U) nt t ir^seniU) — i-i I- O O t> \u i , -f' li H ti'T M n i-i I " BXr H<"u i ttj i-(3i iep |2) BOj Uji f Hi:!. O KV- Öl-Vj- Uat de eerste mogelijkheid betreft, dus het slingeren rond het aangenomen quasi-stationaire verloop, kunnen we dit verduide lijken m.b.v. fig, 17, Er is geen reden o(n aan te nemen dat door het slingerend verloop de door ons berekende h noemens- max waard zou veranderen, immers de situatie in het begin ligt gun stiger voor het slingerend uerloop, omdat geprofiteerd wordt van een dal in het verloop. Aan het eind kan het gunstiger maar ook ongunstiger zijn, In fig, 17 wordt de slihgerlijn gesneden, zodanig dat de h^^^ lager ligt dan bij de quasi-stationaire be nadering, maar na opening van de kering wordt dan de slingerende W.S. gevolgd en dus ook de top daarvan bereikt die hoger ligt dan de h Dus in dit geval zou een hogere h bereikt worden. max ^ .max Snel betekent in dit .yarband; binnen enkele uren (windstoten spelen voor de opwaaiing geen rol)« - 69 Het is echter ook denkbaar dat de h laqer uordt doordat de max ^ top ontbreekt vlak na het openingstijdstip. Al met al lijkt de conclusie gerechtvaardigd, dat het benaderen van de uerkelijkheid door het quasi-stationaire verloop, op de h ^ en dus op frequentie lijn I£ ueinig of geen invloed heeft, m 3 X ad 4. Schematisatie opuaaiïngsverloop qUa duur. Op bijlage 63 is d.m.v. de gestreepte lijn de frequentie- lijnlXX uan de uaterstanden ueergegeven die uit de berekeningen volgt indien slechts de 50^ - stormen in rekening uorden ge bracht^ (en dus niet de QQ% - stormen). Het verschil met frequeu' tielijn X bedraagt sle'chts 5 a 10 cm. Hieruit volgt zondermeer dat de invloed van de spreiding in dè duur -van het opuaaiïngs verloop erg gering is. De schematisatie niag dus als gerechtvaar digd uorden beschouud, ad 5. Schematisatie peilvariatie. De onderste f reqUentieli jn. XU van bi jlage 63 volgt uit de berekening (bijl, 62b) ,indi en slechts mat aen peil gelijk aan I''1,A,P» rekening uordt gahoudanu Het verschil van deze lijn met frequentielijn X bedraagt nu 12 a 24 cm. üok dit is' niet spec taculair. Ook deze schematisatie zou als gerechtvaardigd mogen uorden beschouud uare het niet dat er zich een complicatie voor deed. Bij de berekening is ervan uitgegaan dat alle factoren, (afvoer, peil, opuaaiïngsverloop qua duur, opuaaiïngsverloop qua h ') onafhankelijk van elkaar zijn, max Dit mag inderdaad ual verondersteld uorden behalve voor-peil ep afvoer. Zoals reeds eerder gezegd uorden peilverhogingen van het Idsselmeer vooral beuerkstelligd door grote afvoeren van rivieren, polderlozingen etc. De Idssel neemt in een gemiddeld jaar ruim de helft van het totale uaterbezuaar voor zijn rekenini De rest uordt geleverd door overtollig uater van een groot deel van Nederland (zie bijli 3) van deze gebieden loost bijna 30% zijn overtollig uater via bat Zuarta Uater op het Idsselmeer^ Het stroomgebied van de l/echt vormt hier ongeveer- 2/3 deel van Uanneer er nu veel neerslag valt op de gebieden die lozen via het Zuarte Uater zal er veelal sprake zijn van een situatie uaarin over een veel groter gebied de neerslag hoeveelheid groot zal zijn en dus ook de afvoeren van dit grotere gebied, •>{ De berekening van .deze lijn is hetzelfde als die van frequenti lijn r.X, met dit verschil dat de combinaties 2.1 en 2,2 uorden ueggelaten en de reductie van 0,75 voor de 50/^..-stormep vervalt. Zie bijl.62b. - 70 - Dit uil nog, niet zeggen dat er een eenduidig verband zal bestaan tussen de beschouude afvoeren eg de overige afvoeren, . Alleen al vanwege.het feit dat de neerslag verdeling over de ver schillende stroorngebioden van geval tot-geval kan verschillen, zal dit niet het gaval kunnen zijn. Ook van een eenduidig ver band tussen de afvoeren van Uecht en Idssel kan geen sprake zijUj, omdat de Uecht een regenrivier, is en de Idssel niet (deze heeft een meer seizoengebonden afvoer door het afsmelten van. de glet sjers) . Omdat er geen eenduidig verband bestaat tussen Uecht af-" voe-r etc, en de overige afvoeren, zal er ook geen eenduidig verband kunnen bestaan tussen de Uechtafvoer etc. en het Idssel meerpeil, Haar dat er van een verband sprake zal zijn is uel zeker. Dit verband kan in principe uorden ueergegeven als in fig. 18. De verschillende lijnen uit de figuur geven de sprei ding aan in het verband tussen afvoer an peil. Het ligt voor de hand dat de lijnen - uelke overigens niot recht noch•onderling evenwijdig behoeven te zijn - een stijgend of niet dalend ver loop zullen hebben, Aanr ame van een verband tussen -Idsselmeerpeil en afvoer van Uecnt etc. iEfCPEiL -laaiiiuteru -i.-. .CirüOL-H VMM'Ut Vbriir Het is niet of nauuelijks mogelijk om langs statistische weg of op andere wijze deze lijnen te bepalen. In de eerste plaats omdat werkelijk grote afvoeren van de Uecht eenvoudig niet hebben plaatsgevonden. In de tweede, plaats omdat het waarnamingsmateriaa.1 ongeschikt is door wijzigingen well 11/, 3. 3. Pl aat sei i jke af wi jk liiaen uan _f .-X (bijl ,6 3), In de uoorgaande paragraaf is slechts da gemiddelde water stand uan het bergingsgebied in beschouwing genomen. Daarnaast' kunnen plaatselijke uerschillen in waterstand binnen het bergings gebied optreden en geldt frequentielijn IK dus niet zondermeer uoor bet gehele bergingsgebied, In principe kunnen plaatselijke uerschillen optreden t,g,u, 1, - op- of afwaaiïng op Zwarte Fleer en Zwarte Uater, 2, - verhang door Uechtafuoer, ^i<' Indien een peil, uan 0,50 m'^'NAP niet voor 10;^, maar voor alle opwaaiïngen zou gelden - om aldus toch een gooi te doen naar het verband tussen afvoer en peil - zou frequentielijn X ca, 20 cm hoger komen te liggen, (frequentielijn X wordt vrijwel uitsluite(-i bepaald door deze opwaaiïngen met een peil van NAP + 0,50- m). - 72 ad 1. . Op- of afuaaiïng op Zuarte Neer en Zuarte \Jateir Deze is uan ueinig of geen betekenis. In feite uordt door de afsluiting met de hooguaterl -.Ut. , U'6Uli exuy Getuige fig. 19 zal opuaaiïng slechts op tiet Zuarte Uater plaats uinden, maar omdat juist daar de uindsnelheid sterker gereduceerL: is, zal de opuaaiïng uaarschijnlijk zeer gering zijn. Aangezien de mate. uan reductie uan de uindsnelheid onbekend is, is de opuaaiïng niet te berekenen. Omdat teuens de maxirnale opuaaiïng lang uoor het openings-' tijdstip uan de kering - uanneer dus de h^^^^ uan het bergingsge bied uordt bereikt - plaatsui-ndt (zie fig, 20) uordt de plaatse lijke opuaaiïng ueruaarloosd, - 7 3 ÜIWD - . 7"/JD —«>- rë$>nMê.< teel U3«.A^sffei'cmiA \JêHt &e> f' TOO V 2€>. ad 2. Uerhanq door Wecht-- e_n andoiio gfwoeren, Dit probleem is analoog aap dat uit par. III.4» bij de situatia zonder hooguaterkering. Beschouueri iJa de ouereenkomatige uater standen uan frequentielijn 'X. (bijl, 63) met die uan frequentie lijn nr (bijl.33), beide geldende uoor Kadoelen, dan zien ue dat bij laatstgenoemde, tussen Kadoelen en Flond der l/echt een uerual uan ca, 20 cm berekend uerd, Ue mogen er dan uel uanuit gaan dat ditzelfde uerual zal bestaan bij de situatie met stormstuu, Frequentielijn XITT (bijl,63) geeft dan de frequentielijn uoor de Wechtmond ueer, Frequentielijn MUL (bijl.33) uoor l/echtarueerd blijft natuur- lijl< onueranderd. Er zijn nu dus 3 plaatsen binnen het bergingsgebied uaar de fre quentielijn bekend is (3EQ, X: en Xdl), Uoor de tussenliggende plaatsen uordt uerondersteld, dat de uaterstanden aldaar geïnterpoleerd mogen uorden tussen die uan de bekende plaatsen. 7/i - I,l/.3.4. Golv/en en golfoploop». Ter bepaling uan de ueiligboid tegen ouerstrorningsgeuaar, dient niet alleen do frequentielijn uan uaterstanden, zoals die in de uorige paragrafen berekend is, bekend te zijn, maar, euenzo de frequentielijn uan golfoplopen. De algemene procedure uoor het bepalen uan achtereenuolgens de frequentieuerdeling uan golfhoogte en golfoploop is beschreuen in Hoofdstuk III.6. De situatie uoor de oostelijke dijk uan het Ketelmeer, met name het dijkuak Kattendiep - Ramspol is natuurlijk precies dezelfde als beschouud uerd bij alternatief dijkuerboging (zie appendix E). De daar berekende frequentielijn uoor golfoploop is te uin den op bijlage 44 en de huidige ueiligheden zijn uermeld op bij lage 48a, Ten oosten uan Ramspol is de situatie uel degelijk anders, daar geldt ten geuolge uan do uerking uan- de hooguaterkering andere frequentieuerdeling uan de uaterstanden, zie bijl. 63, frequentieli jnen X en XI l~T, De berekening uan de golfhoogte en golfoploop uerloopt hier analoog aan die in appendix E uoor de dijken oostelijk uan Ramspol; Zuarte I4eer (langs zuid en oostzijde uan het meer). De golfhoogte en golfoploop is in tabel 9 berekend, analoog aan de gebruikte uerkuijze in appendix E, l/oor de golfoploop is ueer de formule (ö) gebruikt, z = 4*f » Hg*tgo< 4 sin ji (6) Een probleem vormt de berekende frequentielijn 31 uoor Kadoelen, deze is hi et,met vol doende nauukeurigheid door te trekken naar de grotere frequenties vanuege de gebruikte berel u)'(iG(d.iciY-'tt('iM «'OUdrt I \l T iHg IT tji;, fiil'.oli fill du'ijlf •jfuM(.|d;.||l J IJ (il... . ! , i t (Co qss" ! 01/6 Tabel 9 Berekening golfoploop langs het Zuarte fleer, berekening analoog aan die in appendix Zuarte Uater. Aangezien de uaterstanden langs het Zuarte Uater bij de ov/er- eenkomende frequenties geringer zijn dan bij situatie zonder kering zijn de bijbehorende golfhoogtes uolgens de theorie ge ringer.- Echter de geuoeligheid uan de diepte op de golfhoogte is niet groot. Uordt echter dezelfde golfoploop genomen als be rekend is in appendix E, dan blijkt de huidige ueiligheid theo retisch al zo groot ta zijn nl. 1/10,B0B dat een uerdere bereke ning zinloos lijkt. l/achtdi jken. V/oor de uaterstanden langs de Uecht, dient er tussen de frequen- .tielijnen uoor l/echterueerd en de flond dar Uecht geïnterpoleerd te uorden, deze zijn resp. frequenti eil jn IIIX(bijlage 33) en fre quentieli jn, XDIT (bijlage 63). De eerste uordt nauuelijks beïnuloed door da benedenuat.erstand, zoals geconstateerd is in paragraaf 111.4,3, Dientengevolge zullen de uaarden voor golfhoogte en golfoploop ook niet veranderen (nabi j l/echterueerdj t, o , v „ da situatie zonder stormstuu. 76 Benedenstrooms zullen deze uaarden iets geringer uordeg door de lagere uaterstanden bij ouereenkomende rrequenties. Dé v/er-, laging is slechts klein, zodat dezelFde frequentiewerdeling aangehouden uordt v/oor de golfoploop als in de situatie zonder hooguaterkering. Zie bijlage 66. I\/.3.5. De \/eiliqheid tegen ouBrstrominq. Dm de veiligheiu tegan ouerstromingsgBvyaar te bepalen dienen dus uoor elke dijkuak de representatiaue frequentielijn uan de uater- sta'nden en golfoploop opgBteld te uorden^'. Dit is gebeurd op bijlagen 65, 66 en 67, Uanneer dan de kruinhoogte uan de dijk op de' uertilole as uit gezet uordt,is op de horizontale as de bijbehorende ueiligbaid af te lezen. Een ouerzicht uan de aldus bepaalde usiligheden is aangegeuan op bijlage 68 a en b, Hierouer nog het uolgonde, • • - DB situatia m,b.t. ds Ketelmeerdijk is identiek aan die zonder hooguaterkering, - l/oor de dijken uan de buitonpoldors langs bat Zuarta Mser blijlct naganoeg dezelfda ueiligheid aanuezig ta zijn als zonder stormstuu, nl, ca, l/lO, De ouerige beschouude dijl ligheid beuerkstelligt, •K Dit is niet gBbeurd uanuege de aantoonbare, afhankelijkheid, maar uanuege het gemak. De golfoploop uariaart immers urijuel niet met de oUBrsehrijdingsfrequentie, dus een nader onder zoek naar de mate uan afbankalijkheid is niet gBrschtuaardigd uanneer ue het mog6lijl 'II/. 4. Usrqeliikinq altRTnati av/an DB boida altornatiev/En kunnsn aan de hand uan de uolgende criteria ondsrling uergsleken uordane, A Ueiligheid B riilieu (stede- en na tunr schoo n) C Kosten acl__a, De ueiligheid die de hoogiJaterk ari ng creëert is niet uan dezelfda soort als die bij dijkuarbogingen en uel uanwags h^t uolgends, - De hooguatarkering beschBrmt- teuegs de plaatsen Zuollsj Hasselt etc., taruijl de dijkuerhogingen dit niet doon. - DB buitanpolders langs het Zuarte, fleer' hebben de geringste uei ligheid bij beide alternatieusn. DBZB inundaren dus het eerst. Door deza inundatie uordt Bchter een extra inundatiegebied ge creëerd, hetgeen bij het altarnatief hooguaterkering uitsraard ZBor gunstig is t.a.u, de uatsrstanden, Daardoor uordt do uailig-- haid uan de ouerige dijken nog esgs aanmorkelijk uerhoogd. (bij dB bspaling uan de ueilighsden in bijlage 56 is daarmede ouerigens geon rekening gehouden). Een dergelijk gunstig "nouenaffact" traedL bij dijkusrhogingan natuurlijk niet of nauuelijks op, - De ueiligheid ligt bij de hooguaterkering urijuel uolkomon uast, bahalue uaar extra dijkuarhogingBn nodig zijn, [let dijkuerhogingBn daarantagsn is iedsre uillekeurigB ueiligheid ta bereiken; hisr bsstaat dus een grotere keuzsmogelijkheid, ad b. Ten aanzien uan het milieu uerschillen beide altsrnatieuen aanzienlijk. - Dijkuerhogingen. Da dijkuarhogingBn zullsn ueelal uarstorend uerkeg in het landschap uooral langs het Zuarta Uatar, In dit kadar moet ook uordsn opge merkt dat het Zuarte flsar een natuurreseruaat is. Do aanuuUende uerken die in de dorpen en stedsn noodzakelijk zullen zijn kunnen het stedeschoon ueelal aantasten, - Hooguaterkaring. Deza zal nauuelijks enige aantasting uan het millBU kun.nsn ueroor- zaksn. De afmetingen zijn immars beparkt (uergeleken met dijkuar- hoging) sn bat punt uaar de kering zou komen te liggan is nu ook niet bepaald kustsbaar in 1andschappB1ijk opzicht, 5( Hst oorspronkelijk bergingsgeblod Ion in ords uan grootte uor- dubbeld uorden. 78 Uellicht is nog uel enige schade \/an hot landschap te ueruachten indien bijuoorbeeld een kering uordt toegepast uan het typo met hefschuiuen en dus rnot herborens, Ouerigens zou de l h e t g B e n r e e d s e e r d e r g e z e g d i s „ . ad c.^ Het uergeli jkep uan de kosten uan beide al tornati euCn per' na te streuen ueiligheid is een ondoenlijk uerk. Om toch enigszJ.ns de kosten uan beiden te uergeli jken zijn deze uoo.r één bepaalde ha te streuen ueiligheid bepaald. Daartoe uerden de kosten berekand uitgaande uan een bepaald 3 . • bedrag per m gronduerzet. Dit is uiteraard slechts een groue be nadering, maar een nauukeuriger berekening zou te ueel uerk eisen. De- situatie, uelka globaal berekend uordt, is die uaarbij uoor de dijken uan de buitenpolders een hoogte nagestreefd uordt uelke een ouerschrijdingsfroquentio uan l/lOQ per jaar heeft en uoor de ouerige' dijken een overschrijdingsfrequentie uan 1/1250 per jaar . Bij alle dijken 'uordt ervan uitgegaan, dat deze aan buiten- dijl De frequentie uan 1/125B per jaar komt cuereen uelko de commis sie Becht geaduiseerd heeft uoor' de dijken langs de Rijn en haar 'Zijtakken. Of deze uaarde voor Overijssel ook uenselijk zou zijn is niet duidelijk, ^•M Uolgens opgave van liet uaterschap Idsseldolta. -y.^s^i l/olgens opgave PUS . Ovari jssel bedragen do kosten f. 20,- a f,25,- per m3^ 79 In het deelontLjari-) "beueegbara hooguaterkering nabij Ramspol" is een schatting uoor de kosten uan de hooguaterkoring gQmaal Op bijl. 69d,is de, berel De kosten uan het alternatief hooguaterkering zijn aan- merl^elijk groter dan die uan het alternatief di jk uerhoging, Hierbij moet echter nogmaals opgemerkt uorden, dat de hooguater kering teuens de langs het uater gelegen plaatsen (Zuolle, flasselt etc.) beschermt, hetgeen do dijl^uerhogingon niet doen. - 80 Daarnaast tast de hoogijaterl Nadere beschouuingan over da uindinvloed op bet Idsselmeer,. DB' berekeningen van de opuaai.fng voor sen bepaald pnnt bij een stationaire situatie, Altioei.iel stationaire situaties zich bijna nooit voordoeOj is er uel een toestand dBnl 2 ^. l,x i ^ 1 X 0,35,lo!u^ (1)^ Uaarin,' z - de opuaaiïng (in m's) t„o,v. stil uater niveau 1 de afstand (in m's) van dat punt tot de kantellijn (of tot het statisch zuaartepunt gemeten in de uind- ricfibing) U de uindsUBlhsid (in m/s) g = de zuaartekrachtsversnel ling ( = 9,81 m/s ) d de diepte van het meer (in m's). fl, 2 In o.ns geval, dus bij bet IdssQlniaer, Ketel mo or en 7 u art a lieer is er geen sprake van constanbe diepte. Bovendien is in de exbrofne siti.iati es,. die in het probleem \/an be lang zijn de opuaaiïng niet ov/oral gering te noemen t.o.v, de dieptf Om een voorbeeld te noemen: liet Idsselmeer is bij M«A,P, gemiddeld ongeveer -'1,50 m diep en de opuaaiïng kan hij NliJ-storm van orkaan kracht bij het Zuarte Reer uel meer dan 2,00 m bedragen, Formule (l)'^' is dus hiel-, altijd voor het Idsselmeer en de beide randmeren geldig. Niettemin kan de berekening r/an de opwaaiïng ook hier eenvou dig worden uitgevoerd. Daartoe wordt eerst het statisch-zwaartepunt beschouwd, Dervolgons wordt dat doel van het meer dat zich aan de lijzijde van het zwaartepunt bevindt, tot aan het punt waar de opwaaiïng gevraagd wordty (punt A) in n-vakl De opwaaiïng in punt A isnü; Zn - 0,35,10""'^. u^ . 1 (2) met als nieuwe grootheden d^ - diepte \/an vak i, hierbij is de op waaiïng aan het eind van vak (i-l) meegerekend» l,j - vaklengte van vak i in i.rindrichting qr; 7 ï en . A. 3 Indien de v/ariafcie \/an de bodeniliooqte in de richtinci loodrecht op de uindrichting nogal sterl< ia, gaat rermulo (2) niet meer op^. Dit is bij het Idsselmeer echtar hiet het geual, de bodem is hier vrij egaal„ .Doordat de op- en afuaaiïngen de diepte d^^ beïnuloBden zal bij meren met oen V/lakke bodem zoals in bob Idsselmeer, in de uind richting gezien een bol hellende uaterspiegel ontstaan, zie fig,A. In hot bovenstaande uerd verondersteld, dat de ksantellijn - dit is de verzameling van punten op bet uateropper\/l ak di e geen op- of afuaaiïng ondergaan - door het statisch zuaartepunt van het meeroppervlak gaat, uaarbij ervan uerd uitgegaan, dat Ineb hellend uateroppervlak ulak is. Het in uerkelijkheid holle uateroppervlak veroorzaakt een kantellijn die loefuaarts van het zuaartepunt ligt, formule (2) geeft dus een te geringe uaarde voor z^, Uoor niet al te grote uindsnelheden is deze fout te voruaarlozen, Zijn dezo wel groot (dUs op- en afwaaiïngen ook) dan moet de cor recte ligging \/an de kantellijn bepaald Worden, Na een eerste schatting, kan deze gecontroleerd worden door de op- en afgewaaide hoeveellieid water te berekeneh, deze moeten immers aan elkaar gelijk zijn. Daarna kan deze schatting door oen volgende gecorrigeerd worden, enz,, tot de juiste ligging is Verkre.gen. Dan geeft formule (2) da juiste opwaaiïng, ' A.4 • DB nieh- statipnairB npi.iaoi'ing. Voor beschouwirigBri over de niet-stationaire opi.iaaiing l DB opuaaiïng hsBpt hisr bij snal toenemande uindsnelheid een os cillerend karakter- Er is dan spraks van een lange golf met een periode van circa vier uur en tuintig minuten. d.lB maximale uatsrstand (h . ) kan sr 20 a 30^ grotsr zijn dan de ^ max' ' ^ ' waterstand uelk^e op zou treden bij stationaire situatie (zie Fig, A.3)„ - voor Zwarte Fleer sn hst Zwarte Uater - Op deze Wateren oo.stuaarts van Ramspol dringt genoemd oscilla- tieverscliijnsel niet zo sterk door al s gevolg van het "flesse- lial se F Fsct" van da Ramsgeul (zie fig, A<.3). Dit eFfect ds te vergeJ.ijken met sluitgat berekeningen voor een gebied met ge- tijinvload. Dolven met langere periode, aJ. s gevolg van veel ge- leide.lijker windsnel hei ds- en/oF windrichtingsvergrideringen wor den \/rijWel n.i et gedempt, het daardoor opgewekte debiet kan de Ramsgeul dan WBI VBri..ierken, _,»J,FlT 8;p.^\nWC>?; U eBu OOP WP i |H T K ET >•-. I. !• | < / TUD fig, A,3 UaterstandsVBrloop bij sneltoanamandB windsnelhsid, Al ho EU el duidelijk zal zijn rJgt de wa tBi-atandsv.RranrJBringsn hier iToofdzakelijk uorden bewe.rksbelligd \/ia berging, is er ulooistor-' mechanisoh gezien toch geen sprake van zuivere komberging^ ((i,i„ vulling en lediging van het bekken zonder noemenswaardige vervallen).™ Dit vindt zijn oorzaak in de \a-ij grote.lengte van het bek] 9 4 V/oor kvomberging moet golden 1 ^ 1/20 0,05 L, dus er is geen sprake van zui\/ore kemberging. Niettemin ,is uit berekening gebleken, dat er geen grote vervollen te verwachten zijn, met name bij de hogere ijaterstanden welke immers voor do veiligheid relevant zijn, Deze mening werd ook door de R,liJ,3, directie 0\/eri jssel uitgesproken.. Als uitzondering kan uorden beschouwd een verval van een paar decimeter, over de gehele bBkl doet p j. aatsvinden dan bij noordelijker windrichtingen. ApC'tuJlx B.l Bepaling van de Frequentielijn voor opuaaiïngen ta Schokkerhaven. In hpt navolgsndo zal voor Schokkerhaven, de frequentielijn voor opuaaiïngen, bij M„A,P, uorden bepaald. Dus de dan gevonden uaarden voor de opuaaiïng zijn tevens uater standen t,o,v„ N„A,P, ingeval het peil gelijk aan het N.A.P, is.. Voor Schokkerhaven is in ons deelontwerp (lit.18) geconstateerd dat Uecht en Idssel hier niet oF nauwelijks.invloed hebben op de gemeten waterstanden. De twee overblijvende uaterstandsbepa- lende faktoren peil en' opuaaiïng behoren tot tuee vorschillende kansverdelingen (zie par, III.l,), Daarom uorden de gemeten waterstanden te Schokkerhaven in deze appendix o,a.-, gecorrigeerd naar het op dat moment aanwezige meer peil, om een homogene reeks waarnemingen te verkrijgen. Het is in do bedoeling om een zolan.g mogelijke waarnemingsreeks van opwaaiïngen ts verkrijgen i.v.m, de betrouwbaarheid, maar • zoals reeds gezegd het materiaal is nog niet homogeen. Daarom worden de waarnemingen bewerkt naar de huidige .Idsselmeer- s i t u a t i G, . • De aoiitereenvolgende verandorinqen zijn: 1 - begin 1941 dichting van hot laatste sluitgat van de N.O.P, 2 - sept, 1956•diohting van het laatste sluitgat van Oostelijk Flevoland, ' , 3 " aug, 1967 dichting Uan heb laatste sluitgat van Zuidelijl< Flevoland, 4 - sept, ],975 dichting van het laatste sluitgat van de dijk Enkhuizen - l_elystad„ De laatste verandering is van Zeer recente datum en er waren derhalve geen waarnemingen beschikbaar van de huidige situatie. Deze veranderingen, markeren het begin van evenzJo vele Fasen in ontuikl ten eers'to: verschut\/ing van liet statisch zuaartopunt van het Idsselmear oppervlak, zie ook bijlage 10, ten tueede: verschil in gemiddelde diepte van het Idsselmeer, ten derde ; verschil in vorm van het Idsselmeer geeft vorschil van het tueedimensionale lange golf karakter. ten vierde; uers'chi 1 in rl<5 voor do opi./aoiing in liot beschouude gebied van belang, zijnde uindrichtingenj als gevolg van de uijziging van de vorm van bet rneer en de lig ging t„o,v, de uindriclitingen. Uit deze veranderingen kunnen ue nu bepalen uelke- beuerkingen' met het uaarnemingsmateriaal moeten uorden uitgevoerd, b3.j ten e_ejrste£ De opuaaiïng voor een bepaald punt is bij benadering recht even redig te stellen met de afstand van dat punt tot het zuaartepunt gemeten in do uindrichting (zie app, A). Iedere opuaaiïng moet derhalve vermenigvuldigd uorden met de faktor "''nieuu - oud Hierin is "^nieuu de afstand van het punt tot het nieuue zuaarte punt gemeten in de uindrichting en l^i^^j de afstand tot het oude zuaartepuntj in de fase uaarin de opuaaiïng uerd gemeten, Uoor berekening zie bijlage 11, Het hot nieuue zuaartepunt uordt bedoeld, die in fase 4, 1?ten tueede ; Omdat de opuaaiïng omgekeerd evenredig is met de diepte, en uij êén diepte aannemen als gemiddelde voor het hele Idsselmeer, moet de opuaaiïng vermenigvuldigd uorden met de faktort '-"'oud . cTT™ nieuu Hierin is '"'oud de gemiddelde diepte in de betreffende fase en "^nieuu de gemiddelde diepte in fase 4. jii j^__t_en__ derdBj_ . . \ • Woor de uijziging v/an het lange golfkarakter is geen faktor te geven. Dit karakter is veel te komplex om zich in een eenvoudige formule te laten "vangen". Onze indruk is echter dat de invloed van da uijziging op het ni et-stationai re karakter \/an de opdaai- ingen gering is, en dus bui ben beschouuing kan uorden gelaten, bi Jten yi er de ; Uaren tijdens fases 1, 2 on imjc uindrichtingen uit het zuid- UBstelijke kuadrant van bolang, nu (in fase 4) zijn dat neg sl DC libs die uib heb noo r dues beli jk e kuadranb (zio 1'ig, b.l), Dus behoren de uaarnemingen \/aji opuaaiïngon uelke veroorzaak b zijn door stormeUj die uit. bet Z,U, kuadrant kuamen, te uorden U3. tgeselekteerd 5 uitgezonderd de stormen uit het U.Z.IJ., deze hebben nu ook nog uel degelijk invloed. Een mogelijke inhomo- geniteit in het waarnemihgsmateriaal door de verschillende uindriclitingen uordt besproken op pag. B,6. De beuerkingen zijn in tabelvorm op bijlage 12a en b uit gevoerd. De liandelingen in de achtereenvolgende koJ ommen ver richt,, uorden hieronder besproken. O 1' 0... Datum van voorkomen van. de maxima van opuaaiïngen, 1. De uaterstand ta Schokkerhaven, gemeten t.o,v, N,A,P„ 2. Het op dab tijdstip aanuezige Idsselmeerpeil t.o.v,, N,A., P., zoals berekend door dienst der.Zuiderzeeuerken, 3. De opuaaiïng, dus 1 - 2, ter plaatse, 4. Faktor om de opuaaiïngen vergelijksbaar. te maken. Daarvoor is het nodig de opgetreden opuaaiïngen te korrigeren- naar êên bepaald peil, gekozen is voor N.A.P. Deze Faktor bestaat uit het quotient van de gemiddelde uaj^er- diepte en de gemiddelde waterdiepte als het peil N.A.P. zou zijn, en is voor de verschillende.fases steeds anders. Deze fakxtor, houdt in formule vorm; \ peil H- bodem ligging t.o.v, N.A.P. •faktor = bodemligging t.o.v, N.AoP. 5. De opuaaiïng zoals dnze bij een peil van N.A.P, zou zijn , geueest, 5 = 3 -x 4,. • ' 6. Dit is de al reeds genoemde faktor "''nieuu/'''oud. Deze is efhankelijk van de betreffende Idsselmeer fase en en van de uindrichting (deze is te- uinden in kolom lO), 7, De opuaaiïng zoals deze hij de huidige IdssoliiieerPorraatie zou zi jn t „ O , V/, C\!, A, P . ( 7 .- '5 * 6 j. 8, In deze kolom de genoemde faktor •'^oud/'^nieuu» Afhankelijk v/an de gemj.ddelde I dsselmeerdi epte in de O p e e n \/ 01 g e n d e P a s e s , • 9„ Einduaarde voor de opuaaiïngon, dit is do uiteindelijke gekorrigeerde LJaarde voor de opuaaiïng, bij een peil wan N, A,Pi in de huidige Idsselmeer situatie(=7 TX 8) • • ' , 1D„ ln de betreffende storm, aangenomen maatgeuende. uindrichting (•zie \/oor deze maatgev/onde uindrichting bl ad zi j de B, 7 ) , '11, Idem UDor de Windkracht op de Beaufort schaal. 12, Datum van \/oorl Beschouwd zijn alle opwaaiïngen groter dab B,30 m uit de perio de 1943 1974 , well Op bijlage 13 zijn do Waarnemingen "geordend", d,w,z. ze zijn gerangscbJ.kt uolgens afnomonde grootte. dJaast deze eors te kolom zijn in de tabel de r esp ec bi eueli jk a schattingen uoor de ouer scFiri j dings frequenti e weerqegeuen , de Zo'n sehatting luidt uoOr de i waarneming: i - 0,3 n •\- 0,4 3 Waarin n het aantal jaren bedraagt uan de beschouwde periode, (J u s n = 3 2 j a ar. B., S DB7.e schatbing is v/olgans ele sbatistlci \/oor dergslijke probla- rnen "mediaan zuiver" en derhall/e de meest gescliikte (lit/7)« Fl e d i a a n zuiver uil zeggen dat de p u t e n bij elke i evenveel kans bebben, boven als onder de gezochte frequentielijn te liggen Tenslotte zijn de opuaai rngen op |-ial f logaritmisch papier uit gezet op bijlage 14» Het blijkt' dat de puntonreoks op het oog vrij goed door een rechte te benaderen is , Alleen de uaarnemingen met geringere frequenties uijken uat sterker af, maar dat is uaarschijnlijk te uijton aan stochas tische fluktuaties, ue hebben, nl„ geen fysische diskontinurtei len kunnen ontdekken, Bi,j een aanname van een Gurabel verdeling, zouden ue alleen gebruik mogen maken van maxima in onderling onafhankelijke reel Alhoeuel dus een frequentielijn gevonden is (deze lijn noemen ue voortaan frequentielijn l) is er op zich nog geen garantie dat dit ook inderdaad de juiste lijn is, .IjJant hoeuel i rdnomogeni tei ten voor zover veroorzaal -X Dit is "uit de hand" gebeurd, evenals overigens bij de andere frequenti elijnen uit deze appendix. Het is ook mogelijk uiskun- dig Ben lijn te bepalen (bij.v, met de methode der kleinste kua- draten), Om dit te ondex-zoekGn hebben ue gebracht voor de zomer- en- Win- teruaarnemingen ieder afzonderlijk hun f requeirbiel i jn te bepa len/ zie bijlage 15 v/oor de tuee tabellen en bijlage 16 voor do frequentielijnen voor zomer en uinter. Daarbij hebben ue' het ohderscheid tussen zom'er- en uinteruaar- nemingen gebaseerd op het k.umulatieve histogram van de gemiddel de jaarlijkse gang van zuare stormen voor het meetstation Den Helderj het voor dit probleem het meest relevante, l/oor dit histogram zie bijlage 17, genomen uit .lit, 3, Het blijkt., dat dezo grafiek het steilst verloopt gedurende de maanden oktober tob maart, in deze periode komen dus da meeste zuare stormen voor. De stormen uit deze periode hebben ue uin- terstormen genoemd,de overige zomerstormen'. De uinteruaarnemingen blijken vrij goed te benaderen door een rechte, uelke evenwijdig loopt aan de reeds genoemde frequen tielijn 1 op bijlage 14, Het aantal te gebruiken zomeruaarnemingen is heJ.aas zo gering, dat de schabting \/oor een benaderende rechte bier onbetrouu- b a a r i s, Een benadering door een rechte evenuijdig aan de beide eerder •genoemde, lijkt niet aoceptabel. Door het geringe aantal punten is er ook uel een benadering door een rechte met steilere helling te doen, echter omdat deze rech te die van de uinterwaarneming zou snijden, zou dat inhouden dat er in de zomer een grotere kans van optreden van de zeer ' grote opwaaiïngen zou bestaan dan in de winter. Dit lijkt zeer onwaarschijnlijk, zodat ue aannemen, dat door het meenemen van zowel zomer als winterwaarnemingen de gevonden frequentielijn bestaat uib een homogene waarnemingsreeks. \ Daar in het Rapport \/an de Deltakommissie, (lit, 3), de maan den november, december en januari als wintermaanden aanger^erkt worden, hebben wij ook' do uaarnemingen uit deze periode apart beschouwd. Dit gaf echter analoge resultaten, Ue mogen dan. ool< wel aannemen dat de keuze- van wintermaanden van weinig' be lang is„ B.7 -3( Een anclGTB ooi."'2nek van .1 nboinoqen-i be.i.t.• k.an zijn dai do waarne mingen uit .stormen met verschillende uj.ndrichtingen .to t verschil- . lende 'kansverdelingen behoren. Omdat de lengteas van het IdsselmeBr van NU naar ZO loopt,' zul len stormen uit liBt NU grotera opvjaaiïrigBn vsroorzakan in da ZO hosk, dan anders stormen, bij eenzEl.fde uindkracht,. Daar ! men alvorons hot IdssB.l.mBEr ts bereikB.n, hetgoen bataksnt, dat de windsnslhBid van dergelijke stormon groter zal zijn, dan van die UBI eerst over land 'gekomen zijn. Het ligt dan ook voor da hand dat dó reeksen uaarnemingBn per uindrichting een andere kansverdeling bdzittan, en dUs inhomoge- niteitsn in de totals reBk.s V6roorzal ban anderschBid gamaakt in tUoB groepen nl, ean met uindrich- tlngan tussen UNU en NNU en een tueede tussen UZU en U, ' ' Een fijners onderverdeling is niet zinvol, omdat dan psr greep te ueinig uaarnemingen beschikbaar zijn. Een groot probleem is echter,hoo. da uindrichting per storm vast- gsstald moet uorden, Zousl ds uindrichting als ds uindsnelheid variëren altijd tijden het verloop van .de storm, . Een "maatgavenda" uindrichting is dan ook moailijk ta definiëren Uij zijn er van uitgagaan dat de uindrichting uelks aanuBzig uas op het moment dat de uindsnelheid maximaal uas, de maatgevende is, B.ij de meeste stormen van de uaarnemingsreaks vond de Varia tie in uindrichting gelukkig plaats binnen de per groep gastal- da grenzen, zodat genoemd probleem voor deze stormen niot opging Op bijlage IB is.de on dervsrdeling in de beida groepen UBorga- geven. Zeer duidBlijl< blijl Üit bijlags 18 'b.lijlTt aFl^oti^ meer dat do bside groepen tot vorschillende kans\/erdelingen bBboron. De benadBringsn hiarvan zijn op bijlaga., 19 aangagaVBn, ' DB totals freqUontislijn bBstaat nu uit da som van deze bBida benaderingon, deze uordt V8rl Qpvallend is .dat de waarnemingen beneden + 0,75 m door slecbts twee stuks uit de noordwestelijke.groep vertegenwoordigd worden, iJ< Het deel beneden + 0,75 m van de lijn door de waarnemingen uit do noord-UBstelijl De laatste mogelijkheid voor InhomogBnitBlt, die '..d.j bekeken tl e b b e n , b B t r e f t s i g e n 1 i j i< m s a r ds onnauwkaurighBl d van da ba wer kingen op bijlagBn 12 a an b_^ Het zal duidelijk zijn, dat deze bewerkingen een benadBrsnd karakter babben, zodat onnauwkeurigheden in de uitk^oTnsten te verwachten z ijn. Hst ligt voor de hand dat dozs onnauwkBUrighedan groter zullen zijn voor waarnemingan uit de oudsta inpolderingsf assti, omdat dazB bat minst op da huidige situatie lijkt,. Daarom is ook een frequentielijn bepaald uit. Waarnemingen waar di e u .11 de o u d s t a fase Bgg B 1 a t en zijn, dus \/o o r de p Br i o de 1957 t/m 74 (18 jaar), zie bijlags 20 a en b. DBZB waarnemingen zijn echter goed te benacleren door fre- qUButislijn I, dus sr is gsan redan om aan te nemsn, dat de waaruBmingBn uit ds fasa 1 onnauukeuriger bewerkt zijn dan de andere, • • Inhomogenitei t zou ook nog aanwozig l Hij beschouwde daarbij boogwatersbandRn te Hook \/on Holland, en heett dan ook depressies gesehra|it, dio niet, in die strook ge vaarlijke depressies v/ielen. De situatie op Noordzee en Idsselmeer zijn echter niet direkt uergelijkbaar. Omdat o.i, 'deze i nboino geni t ei t weinig of geen inuloed op opwaai ingen op het Idsselmeer hoert en bouendien erg moeilijk te elimineren 1 s, zi ,jn we hier niet uerder op i. n gegaan. Als eindconclusie uan bouenstaande statistische heschouwingen nemen we aan, dat rrequentielijn I de juiste is. Daar deze lijn een rechte is, kunnen we hem gebruiken uoor extra polatie (zie stippellijn bijlage 14). Deze extrapolatie is zoals gebruikelijl< rechtlijnig uitgeuoerd, maar liet zal duidelijk zijn dat het best mogelijk is dat de wer- k.elijke geëxtrapoleerde frequentielijn andera uerloopt binnen hot uoor dit probleem Uan belang zijnde frequentiegebied (ongé- ueer uan 10 tot 10 '^'), Er zijn, echter goon aanwijsbare fysische redenen \/oo,r! Een globale kontrnle is echter wel mogolijk, ' De- uurgemiddelden \/an do tjindsnelhoden- uit richtingen tussen UNU en N zijn bekend met resp, frequenties uan l/lOO, l/lOOO en l/lO,000 per jaar (alhoouel ook deze uit een extrapolatie zi j n bep aald). , • Bron: Dienst dor Zuiderzeewerken Lelystad (a.a. lit. 19), Het is nu do uraag welke opuaaiïngen hierbij horen. Dit is urij nauwl De berekeningen uit het deelontwerp Uloeistofmecbanica (lit. B) leren ons nu dat de maximale opwaaiïng per storm 2Ü% ÊI Z0% hoger zal zijn dan de stationaire opwaaiïng, bij de maximale windsnel- held „ -K Dit ! a n d e r ILI e e r g e g e V e n 0 i') j. n d s n e .1 heid Frequenti e enti e~ stat,ppu. s t a t, O p u, rn/s ijn I + 30/p —j— 35 10 54 2,54. 3,30 "3 31 10 76 1,99 2, 59 27 10 98 1,54 2,00 -1 23 10 20 1,15 1,49 De Overeonstemming is vrij aardig, zij het niet verbluFfend De decimeringshoogte van de stationaire opuaaiïng + 30^ (0,51 a 0,71 ni; het is geen rechte) is duidelijk geringer dan die van Frequentielijn I (nl, 0,70 m). Bepaling vaii de F i: e q u e n t i e 1 ijn voer opuaaiïnge n t e Kadoelen „ Kan de Frequentielijn van Schokkerhaven representatief geacht iiiorden voor de dijken als aangegeven op bijlage 9, voor de ove rige dijken langs het o verstromirigsgebied (dus langs Zuarte fleer Zuarte Uater en \/echt) Is 'dat niet zonder meer het geval omdat; - zoals gezegd de Ramsgeul een"flessohalseffekt"beuerkstelligt, uaardoor een verval over deze geul kan ontstaan; - op het Zuarte Pleer zelf ook nog enige opuaaiïng ontstaan kan. De. peilschri j ver te Kadoolen kan - met enig voorbohoud - uel re presentatief uorden geacht voor dit gebied. Helaas is voor deze pei 1sehrijver goen beuerking van hot uaarnemingsmateriaal moge- lijl<,, zoal'-- 'iel i-r;l \;'jDr do p td. 1 schri jver van Schokkerhaven kon. Dit komt omdat het ZUarte Heer eigor-ilijk niet direkt als een uitloper van het Idsselmeer to bescbouuen is - vnl, als gevolg. Van het"f1eSSehalseffekt"van de Ramsgeul - uaardoor correcties i„v,m, veranderende Idsselmeerdiepte etc, hoogst dubieus worden. Een rechbstreoksB bepaling van de frequentielijn is dan ook niet mogelijk. Een indirekte bepaling is echter uel mogelijk door de verschillen van simultane waarnemingen van Kadoelen en Schok l Dnzn uoron hnl mr, \/r)nr .--ilnnht;- 71 "5 van de stormnn bRSohikbnar Dr! TGsds genoemde l 1, 50 + z^ + 4' ^ A Zj^ 1,50 -I- Z2 + |*AZ2 um • 1'; Schokl gemiddelde di epte: gemiddelde diepte 1, 50 m + ZjL + i A z, 1,50 m + z^ -! "oud" voor correctie Az^ A z^ -3; fak tor fig. G.2 Op bijlage 21 is de bGrel A z^ - Az^ :(( 1,50 -I- z.| + 1st A z 1,50 I- z^ -I- 4x A z^ Oe hohJcrking blijkt org weinig invloed te hebben. l< 010 m 7 De uiteindelijke woarncniing voor d De waarnemingen dienen vervolgons weer gesplitst te worden naar de verschillende windriehtingon, De verdeling is als volgt; groep 1: tusseri UNU en N ' groep 2i tussen UZU eh UNU. De stormen uit hot UNU vormen enigszins een probleem omdat er e\/en\/ael v/oor te zeggen is deze in groep 1 dan uel in groep- 2 onder te brengen. Daarbij l Nu l De ligging uan de wntel i jk e uaariujini ngen '(flus grDe?p 2) uerschllt achter wel duidalijk uan die uan de Westelijke waar nemingen uan Schokkerhauen en wel 25 a 40 cm. Benaderen we. nu zo goed en zo loj a a d als dat kan - en u o i 1 i g h e i d s h a 1 u e wat pes simistisch - de waarnemingen uit groep 2 door een frequentie lijn lij dan is de totale - en dus de gezochte - .freq. lijn te uerkrijgen door de freq.I en II (lio ri von taal) bij elkaar op' to tellen, liet blijl Bepaling van do Trequentielijn voor de uaterstanden in gebiecj 1 (zoals aangogev/sn op bijl, 9), De berBl Di b betekorit. dab rIn .iin/lfi-mi i/an J.\/Rrhngingon Ijriven M,A,P, erg gar-:Lng i s , DQ bo uen S baande berel • - i C' •v\\ iOCV)t>dcl. VJo.v. i^Jf 'O' yv - yr Jnay. 'O >:,n' f "aw, TiJ'D v/ 111 I P p ^.1 (,, f, /:, t,- • Aangezien het opijiaaiïngsuerloop zich slecht:s ouer hooguit enkele dagen uitstrekt en het uoorkomen uan opuaaiïngen zouel, als peiluerbogingBn zich hoofdzakelijk tot het uinterhalfjaar beperken l Dn "tohaliï" ('rnquntitlG1 .1 jn ligt nu qrMUi ID niii brjv".n rrnguon- tinlijn 1 nifuar nog slechts enk el o con time tors, i'oruaarloo s~ .. baar ueinig dus,. Er kan dus gekonl B e r ek eni n g v_^n__^de^ go 1 F ho o g t,e. . Dijkvak Kattendiop ~ Rarnspol (nostolijko dijk van bet KetBlmeai") Dit dijkval< staat bloot aan- gol taan val vanaf het Ketelmeer. Aangenomen i.iordt dat de windsnel beid met IB^ gereduceerd, is ten opzichte van van die boven, het Idsselmeer, vanuege de beschutte ligging (kolom b en c tabel 13). De berekening van de strijl opuaaiïng te UZU U UNU NU NNU N tabol 12 Schot Het f e i t d a t h e t K o t e 1 m e e r in open \.' e r b i n d i n g s t o a t .me t h e t Idsselmeer, zou nog een complicatie kunnen vormen. Immers in lopende golven vanuit .hot Idsselmeer zouden als een soort lóegin- vooruaarde kunnsn fungeren voor de golfontwikkeling op het K-Btelmeor en zo de golfhoogte daar v/ergroten, U-wi.ndsn zullsn bat grootsts effect, k.unnen liebbsn, da lengtE-os van het KotelmoBr loopt immers oost-west. BBschouuen MC da g o 1 F I'l orjg be nabij dc Ketelbrug, De stri j !<1 engte op hot Idssolrneor is daar ca,. IB km (zio bijlage .1) en do ge™ middolde diopjt.e G m, Bij 2.3.m/s bov/en bet Idsselmeor (Freq, B, 1) uordt er dan een golfhoogte bereikt uan 1,40 m„ Het uater heeft tussen Idssel meer on Ketelmeer een breedte van ca, 600 m. De IJ-uindrichting maal DG strijklengte op hot 1.1 s sei moor on do sclii jnbarB • egui v/al onte broRdte uan d.G opening zijn weliswaar groter .dan bij do U-LJind- r i O h t i n g c h t e r n i o t zou e o 1 da t li o t t o t a 1 e resultaat b e 1 a n g r ij !< uan dat. bij IJ-uindrichting zal afuijken, . • . yv//'-" Wv/ • V.Jj M\.',', ricVil '< v.(>^ 10. . G- Do conclusie is, dat het Ketelmeer, uoor uat de golfhoogte berekening bij het besclTOUude dijkuak betreft, als een geslo- IGU bekkon mag uorden beschouud. DG bodem Uan het Kotelmeer ligt gomiddeld op 3,50 f-f,~'^'l• ^»• ? toruijl de bodom tot ulak uoor de dijk oploopt tot 0,10 ni"^"'^"^'' Do golfoploop zou nu uolgGns schoma ln paragraaf 111,7,3, bere- l DG.ZG rietuelden strekk-en zich ouer 300 - 500 m breedte uit als OGO brede strook uoor de dij!<. De rietuelden hebb en' een aan- zienlijl De resten dempen de goluen uannoor ze op het uater komen te drljuen bij toonemonde uaterstand (ugl. olie op de goluen). leuens uorden deze resten tegen do dijk op gedreuen en uermin- deren zo de golfoploop, Ouer dit soort' demping is in de litera tuur niets bekend, Uolgens het Waterschap "de Idsseldelta" wordt de golfoploop In derdaad daardoor zeer sterl< gereduceerd, Ue nemen daarom aan dat de her ek ende golfoploop gehalveerd wordt onder in\/loed uan het riet. Formule (5) uoor dit dijl De borekeningen zijn in onderstaande tabel (l3) uitge\/oerd. ' tic ijo'jr (lil. li. n.A^i köWiw ,7 Oi^l ^ V-JM^ < ' •(•no'iii'l* 1 (cM 1 • ...ib. I ai / (W) IQ 'X10 I q,'56'. ' a. label 13 golfoploop berekening Voor dijkvak Kattondiep-Ramspol (langs Ketelmeer), De Zuarte. fleer dijlcen (langs de zuid- en oostzijde). De situatie is vrijuel analoog aan die van het Ketelmeer, Behalve een scheep vaar bgeul in het noorden van 4 a 5 m i'j, A.P, is Jiet meer arg ondiep, ca. 1 a 1,5 m" N.A.P. en Uordt naar de dijk toe ondieper tot 0,1B m i'vl,A,.P,', Dok liier zijn ueo'r rietstroken langs de dijk. De gevaarlijke uindrichtingen t.a.v. golfoploop zijn NU en NNU evenals overigens t,a,v. opuaaiïng, zodat deze uindrichtingen maatgevend zi.Jn voor de beschouude dijken, DB uindsnelbBden hisr zijn 80^ van die boven het Idssalmser (zie kolom (c) -tabsl 14), De strijklengte is ongavsar gslijk aan de broedto van hfd.'. Zuarbe T'loer, dit is ongeveer 2 l US'' : ? 7 '2 1,6- i 7 00 ?, lii 1 !?.0 , 0,^i5 OJ>0 to '•I/O "17?" 1 1 Tabel 14 golfoploep berekeningen \/oor de Zuarte Heer dijken. De dijken 1 angs bert Zuarte liJater, De goiroploop is hier moeilijk uast te stellen, omdat over hot uindueld dat bo\/en het Zuarbe Uater optreedt ueinig bekend is. Do storing uan de uind door randeffecten is hier erg be langrijk., doordat het uater zo smal is (ca. 650 m). Het Zuarte Uator loopt grotendeels noord-zuid, behalve het meast bon eden stro om se deel dat va.naF Zi/art sluis naar het Zuarte near ooöt-uost- goricht is, resp, deel I en deel II genonmd, flostoevor uan deel I en zuidoeVer van deel II. Om dezelfde redenen als uoor het dijkvak Kattendiap-Ramspol is . bier de UNU-uindriehting maatgevend. Schatten ue de i/indsnel- heid half zo groot als die bouen het Idsselmeer dan treedt een H^ op vair 0,20 m bij een frequentie van lO""'' en een H =0,30 t bij oen frequentie van lO" . De golfoploop Wordt dan met berekening Van formule (5) resp, z-.0,40 m en z---0,60 m (bij f=0,8 , tg cK = 1/3, de dijken zijn hier' Iets. steiler dan de reeds eerder behandelde on sin /?> = 1 a1s V e i1i g o aanname), UestoQver van d-eel 1 en noordoovor van deel II. ' Hier is alleen golfaanval te veruachten bij Z tot 0™uindrich~ tingen. Daar de opuaaiïng dan afUezig is, speelt hier dus golfoploop geon rol, Voilighnidshalve v.jordt hier ochtar toch met een golfoploop van enkole decimotprs gorokonrl (waal Hier geldt hetzeirde met betrel