Search

Waterplanten vormen een essentieel onderdeel van laaglandbeken. Naast hun ecologische functie hebben ze een significante impact op de geomorfologie, waterkwaliteit en waterkwantiteit van laaglandbeken. In Nederland heeft historisch gezien de nadruk altijd gelegen op het verwijderen van waterplanten uit waterlopen om de primaire functie, het watervoerend vermogen, te handhaven. De hoge kosten van het maaibeheer in Nederland in combinatie met de aandacht voor de positieve ecologische effecten van waterplanten vanuit de Kaderichtlijn Water, de mogelijkheden om water vast te houden met behulp van waterplanten om zo verdroging van natuurgebieden en de toenemende droogteschade in de landbouw tegen te gaan, hebben geleid tot het idee om te kijken in hoeverre het mogelijk is om de werking van de stuwen in watergangen te vervangen door waterplanten.

Waterplanten vormen een essentieel onderdeel van laaglandbeken. Naast hun ecologische functie hebben ze een significante impact op de geomorfologie, waterkwaliteit en waterkwantiteit van laaglandbeken. In Nederland heeft historisch gezien de nadruk altijd gelegen op het verwijderen van waterplanten uit waterlopen om de primaire functie, het watervoerend vermogen, te handhaven. De hoge kosten van het maaibeheer in Nederland in combinatie met de aandacht voor de positieve ecologische effecten van waterplanten vanuit de Kaderichtlijn Water, de mogelijkheden om water vast te houden met behulp van waterplanten om zo verdroging van natuurgebieden en de toenemende droogteschade in de landbouw tegen te gaan, hebben geleid tot het idee om te kijken in hoeverre het mogelijk is om de werking van de stuwen in watergangen te vervangen door waterplanten.

In het kader van Ruimte voor de River worden grote delen van de uiterwaarden van Rijn en Maas natuurlijker beheerd. Realisatie van natuurdoelen in uiterwaarden mag de doorstroomcapaciteit bij hoogwater echter niet te zeer schaden. Met andere woorden: de hydraulische ruimte voor natuur is beperkt. Om meer zicht te krijgen op de hydraulische effecten van het veranderde beheer heeft Alterra, in opdracht van het ministerie van Economische Zaken, onderzoek gedaan naar de stromingsweerstand van natuurlijke vegetaties in de uiterwaarden.

In het kader van Ruimte voor de River worden grote delen van de uiterwaarden van Rijn en Maas natuurlijker beheerd. Realisatie van natuurdoelen in uiterwaarden mag de doorstroomcapaciteit bij hoogwater echter niet te zeer schaden. Met andere woorden: de hydraulische ruimte voor natuur is beperkt. Om meer zicht te krijgen op de hydraulische effecten van het veranderde beheer heeft Alterra, in opdracht van het ministerie van Economische Zaken, onderzoek gedaan naar de stromingsweerstand van natuurlijke vegetaties in de uiterwaarden.

Om de veiligheid tegen overstromingen in het rivierengebied te waarborgen is een goede doorstroomcapaciteit van het zomer- en winterbed van belang. Rivierkundige maatregelen, zoals uiterwaardverlaging en het graven van een nevengeul, kunnen de doorstroomcapaciteit verbeteren. Bij natuurontwikkeling, daarentegen, kan de afvoercapaciteit van de rivier afnemen door opstuwing als gevolg van een grotere stromingsweerstand. In dit rapport zijn drie alternatieve berekeningsconcepten voor het bepalen van de ruwheid van dergelijke vegetaties toegepast. De berekende ruwheden zijn vergeleken met de ruwheidswaarden die door Rijkswaterstaat (RWS) gehanteerd worden en die zijn vastgelegd in het handboek ‘Stromingsweerstand vegetatie in uiterwaarden’. Het blijkt dat bij de berekeningen voor een schematisch dwarsprofiel van de IJssel, de afvoercapaciteit berekend met het RWS-handboek voor de uiterwaarden tussen de 22 en 40% kleiner is dan ingeschat met de alternatieve berekeningsconcepten uit deze studie. In het handboek is voor relatief korte, natuurlijke uiterwaardvegetaties, zoals graslanden en ruigtes, de stromingsweerstand opmerkelijk hoog. Door kalibratie van de stromingsmodellen op het hoogwater van 1995 wordt het waterstandverlagende effect van lagere uiterwaardruwheden weer deels teniet gedaan, omdat de ruwheid van het zomerbed dan zodanig wordt aangepast dat de waterstand en de totale afvoer weer in overeenstemming zijn met de in 1995 bepaalde waarden. Deze handeling is ook uitgevoerd voor de drie alternatieve berekeningsconcepten. Er blijkt ook na kalibratie nog steeds een grotere afvoercapaciteit te zijn door een lagere inschatting van de ruwheid volgens de drie alternatieve berekeningsconcepten (tussen de 3 en 19%). Dit suggereert dat er meer natuurontwikkeling in de uiterwaarden toegestaan zou kunnen worden. Deze studie geeft geen aanleiding om andere concepten voor het berekenen van de afvoer te hanteren, maar geeft wel aan dat voor korte uiterwaardvegetaties, zoals graslanden en ruigtes, het handboek hogere weerstanden hanteert in vergelijking met de alternatieve berekeningsconcepten.

Om de veiligheid tegen overstromingen in het rivierengebied te waarborgen is een goede doorstroomcapaciteit van het zomer- en winterbed van belang. Rivierkundige maatregelen, zoals uiterwaardverlaging en het graven van een nevengeul, kunnen de doorstroomcapaciteit verbeteren. Bij natuurontwikkeling, daarentegen, kan de afvoercapaciteit van de rivier afnemen door opstuwing als gevolg van een grotere stromingsweerstand. In dit rapport zijn drie alternatieve berekeningsconcepten voor het bepalen van de ruwheid van dergelijke vegetaties toegepast. De berekende ruwheden zijn vergeleken met de ruwheidswaarden die door Rijkswaterstaat (RWS) gehanteerd worden en die zijn vastgelegd in het handboek ‘Stromingsweerstand vegetatie in uiterwaarden’. Het blijkt dat bij de berekeningen voor een schematisch dwarsprofiel van de IJssel, de afvoercapaciteit berekend met het RWS-handboek voor de uiterwaarden tussen de 22 en 40% kleiner is dan ingeschat met de alternatieve berekeningsconcepten uit deze studie. In het handboek is voor relatief korte, natuurlijke uiterwaardvegetaties, zoals graslanden en ruigtes, de stromingsweerstand opmerkelijk hoog. Door kalibratie van de stromingsmodellen op het hoogwater van 1995 wordt het waterstandverlagende effect van lagere uiterwaardruwheden weer deels teniet gedaan, omdat de ruwheid van het zomerbed dan zodanig wordt aangepast dat de waterstand en de totale afvoer weer in overeenstemming zijn met de in 1995 bepaalde waarden. Deze handeling is ook uitgevoerd voor de drie alternatieve berekeningsconcepten. Er blijkt ook na kalibratie nog steeds een grotere afvoercapaciteit te zijn door een lagere inschatting van de ruwheid volgens de drie alternatieve berekeningsconcepten (tussen de 3 en 19%). Dit suggereert dat er meer natuurontwikkeling in de uiterwaarden toegestaan zou kunnen worden. Deze studie geeft geen aanleiding om andere concepten voor het berekenen van de afvoer te hanteren, maar geeft wel aan dat voor korte uiterwaardvegetaties, zoals graslanden en ruigtes, het handboek hogere weerstanden hanteert in vergelijking met de alternatieve berekeningsconcepten.

Met een hier beschreven afleiding wordt een formule verkregen voor de grootte van de weerstand, welke de stroming in de omgeving van een drainbuis ondervindt. Hoewel zekere benaderende veronderstellingen worden ingevoerd en de invloed hiervan niet zorgvuldig is nagegaan mag worden verwacht dat deze formule voldoende nauwkeurig is voor de praktijk. Hieruit zal blijken dat de toelaatbaarheid van de veronderstelling van een homogeen doorlatende drainbuiswand van meerdere omstandigheden afhankelijk is.

Met een hier beschreven afleiding wordt een formule verkregen voor de grootte van de weerstand, welke de stroming in de omgeving van een drainbuis ondervindt. Hoewel zekere benaderende veronderstellingen worden ingevoerd en de invloed hiervan niet zorgvuldig is nagegaan mag worden verwacht dat deze formule voldoende nauwkeurig is voor de praktijk. Hieruit zal blijken dat de toelaatbaarheid van de veronderstelling van een homogeen doorlatende drainbuiswand van meerdere omstandigheden afhankelijk is.