Transcript verkenning-tiengemeenten-1

TIENGEMETEN
Verkenning Tiengemeten
1. hydrologie
G. Menting
RIZA werkdocument 99.085X
Verkenning Tiengemeten
1. hydrologie
C. Menting
RIZA werkdocument 99.085X
Ministerie van Verkeer en Waterstaat
Directoraat-Ceneraal Rijkswaterstaat
Rijksinstituut voor Integraal Zoetwaterbeheer en Afvalwaterbehandeling RIZA
Inhoud
1. Samenvatting
2. Inleiding
3. Hydrologische basis
3.1 Inleiding
3.2 Waterpeil Haringvliet
3.3 Neerslag en verdamping
3.4 Ceo-hydrologie
3.5 Hoogteligging
4. Huidige waterbeheersing op Tiengemeten
4.1 Inleiding
4.2 Hydrologische deelgebieden
4.3 Waterpeilen op Tiengemeten
5. Invloed van het getij
5.1 Inleiding
5.2 Huidig beheer
5.3 Getemd getij
5.4 Vergelijking "Huidig Beheer" - "Getemd Getij"
6. Simulatie waterpeilen
6.1 Inleiding
6.2 Waterpeilen Haringvliet
6.3 Simulaties huidig beheer en getemd getij
6.4 Gesloten dijken
6.5 Gedeeltelijk dynamisch bij huidig beheer
6.6 Discussie modellering
7. Conclusie
8. Literatuur
5
7
9
9
9
10
11
12
15
15
15
16
17
17
17
17
17
21
21
21
23
28
29
30
33
35
Figuren
Figuur
Figuur
Figuur
Figuur
Figuur
Figuur
Figuur
Figuur
Figuur
Figuur
Figuur
Figuur
Figuur
Figuur
Figuur
Figuur
Figuur
Figuur
Figuur
Figuur
Figuur
Figuur
Figuur
Figuur
Figuur
1. Overzicht Tiengemeten
2. KD waarden op Tiengemeten (TNO)
3. C-waarden deklaag Tiengemeten (TNO)
4. Hoogteligging Tiengemeten
5. Noord zuid dwarsdoorsnede over Tiengemeten
6. Hydrologische deelgebieden Tiengemeten
7. Grondwaterstanden op Tiengemeten
8. Overstromingsklassen bij huidig beheer
9. Overstromingsklassen bij getemd getij
10. Oppervlakteaanduiding Tiengemeten
1 1 . Waterberging en nat oppervlak op Tiengemeten bij toenemend peil
12. Waterpeilen Haringvliet bij "getemd getij" en "huidig beheer"
13. Seizoensvariatie peilen Haringvliet bij huidig beheer
14. Seizoensvariatie peilen Haringvliet bij getemd getij
15. Waterpeilen bij huidig beheer en kleine opening
16. Oppervlakte nat bij huidig beheer en kleine opening
17. Maximale snelheid bij huidig beheer en kleine opening
18. Waterpeil bij huidig beheer en grote opening
19. Oppervlakte nat bij huidig beheer en grote opening
20. Snelheden bij huidig beheer en grote opening
2 1 . Waterpeilen bij gesloten dijk.
22. Langjarig verloop van waterpeil op Tiengemeten bij regenwatermodel
23. Langjarig verloop van natte oppervlak bij regenwater scenario
24. Peilverloop bij gedeeltelijk dynamisch, met drempel op 0.50m
25. Mogelijke deelgebieden dynamisch/regenwater gestuurd
9
12
12
13
13
15
16
17
18
19
20
22
22
23
24
24
25
25
26
27
28
29
29
30
31
Tabellen
Tabel
Tabel
Tabel
Tabel
Tabel
Tabel
Tabel
Tabel
Tabel
Tabel
Tabel
Tabel
1. Peilen in m NAP voor de Zwendl knooppunten 65, 67 en 69
2. Overschrijdingskansen voor peilen bij knooppunt 69
3. Neerslag (Den Bommel) en verdamping (Rotterdam)
4. Oppervlakte per hydrologisch deelgebied
5. Karakterisering ontwateringssloten
6. Indeling waterdiepten
7. Watemiveaus bij "Huidig getij" en "Getemd getij"
8. Oppervlakten waterdiepten
9. Percentage overstroomde oppervlakte in relatie tot waterpeil
10. Vergelijking simulatie huidig beheer en getemd getij
11. Maximaal bereikbare peilen afhankelijk van instroomhoogte en natte doorsnede
12. Grondverzet bij maaiveldsverlaging
10
10
11
15
16
18
18
19
20
27
31
32
1.
Samenvatting
In de loop der tijd heeft het eiland Tiengemeten een aantal metamorfoses ondergaan. De laatste grote
verandering was het herstellen van de schade veroorzaakt door de februari ramp van 1953. Toch
waren en zijn de activiteiten in al die jaren te vangen onder de noemer: verbetering van de
landbouwkundige mogelijkheden.
Het natuurtechnisch inrichten van Tiengemeten vormt hiermee een trendbreuk. In hydrologisch opzicht
betekent dit dat heel andere doelen nagestreefd gaan worden. De onderliggende fysieke parameters
veranderen echter niet. Het water blijft nog steeds van boven naar beneden stromen en het
ontwateringssysteem kan ook voor watertoevoer dienen.
Om na te gaan, wat er op hydrologisch gebied zou kunnen en moeten gebeuren is stapsgewijze
nagegaan, wat de invloed is van de parameters, die de hydrologie van Tiengemeten bepalen:
- De waterpeilen in het Haringvliet, zowel bij huidig beheer van de Haringvlietsluizen als bij een
mogelijk in te stellen beheer volgens het "getemd getij" scenario, waarbij de Haringvlietsluizen
meestal open staan, maar niet voluit;
- De neerslag en verdamping;
- De hoogteligging;
- Geo-hydrologische parameters.
Ook de huidige waterbeheersing is gei'nventariseerd. Tiengemeten is landbouwkundig gezien goed
ontwaterd. De hydrologie van Tiengemeten wordt vooral bepaald door de relatief hoge ligging van het
eiland.
Voor de classificatie van de waterdiepten is het volgende schema aangehouden, conform MER Beheer
Haringvlietsluizen:
Zeer diep water
Diep water
( mdiep watei
Zeer ondiep water
Periodiek droog
lntergeti|dezone
Periodiek overstroomd
Zelden overstroomd
Hoogwatervnj
<NAP-10m
NAP-10m - N A P - 5 m
NAP-5m - NAP -2m
NAP -2m - Extreem Laag Water (ELW)
ELW - Gemiddeld Laag Water (GLW)
GLW- Gemiddeld Hoog Water (GHW)
GHW - Extreem Hoog Water (EHW)
EHW - Maximale waterstand bij Hoog water (HMAX)
>HMAX
De niveaus van ELW en GLW zijn gedefinieerd als niveaus, die 5% respectievelijk 50% van de tijd
onderschreden worden. De niveaus van GHW en EHW worden in respectievelijk 50% en 95% van de
tijd onderschreden. Voor "Huidig getij" en "Getemd getij" komen de genoemde waterpeilen overeen
met de volgende niveaus (in m+NAP):
Huidig geti|
Getemd geti|
HMAX
EHW
GHW
1.74
1 93
1 09
1 15
0 65
0
','•
GLW
0.34
-009
ELW
0.07
0 i'J
De klassen "ondiep" t/m "hoogwatervrij" hebben dus verschillende klassengrenzen voor het
peilbeheer volgens huidig getij en volgens getemd getij.
Het hoogste waterpeil, dat bij getemd getij bereikt wordt is NAP+1.93m. Bij dat peil loopt 669ha
binnendijks gebied onder water. Bij het huidige beheer is dat vrijwel gelijk (668ha) bij een peil van
NAP+1.74m.
Om een indruk te krijgen van de grootte van de verschillende zones is berekend hoeveel hectares
grond in die verschillende zones vallen. Hierbij is een onderscheid gemaakt tussen:
• het binnendijkse gedeelte van het eiland met als begrenzing de kruin van de dijk;
• het gehele eiland inclusief buitendijks gebied, ongeveer begrensd door de huidige laagwaterlijn;
• het hele eiland inclusief de onder water liggende vooroeverzone tot een diepte van NAP -5m.
De verschillen in oppervlakte tussen getemd getij en huidig beheer liggen in de orde van enige
tientallen hectares. Voor bijvoorbeeld de klasse hoogwatervrij betekent dit bijvoorbeeld een halvering.
Het maaiveld in het binnendijkse gedeelte van Tiengemeten ligt relatief hoog (gemiddeld 0.79m+NAP)
t.o.v. het gemiddeld hoog water (0.65m+NAP). Het gemiddelde niveau van het binnendijkse gedeelte
van het eiland wordt slechts in circa 25% van de tijd overschreden. Dit geldt zowel voor het huidige
peilbeheer als ook bij beheer volgens getemd getij. Bij ongewijzigde hoogteligging zijn de
mogelijkheden voor een geregelde overspoeling door Haringvlietwater derhalve beperkt. Door de af en
toe voorkomende hoge waterstanden zal echter jaarlijks toch wel het gehele eiland een of meerdere
malen onder water komen te staan.
Voor het realiseren van de overspoelingen is het niet nodig de gehele dijk weg te halen. Een opening
van 150m2 nat oppervlak bij een waterpeil in het Haringvliet van 1m+NAP is voldoende om het
waterpeil op Tiengemeten het Haringvlietpeil vrijwel te doen volgen. De effecten van een kleine of
grote opening bij huidig beheer of getemd getij zijn als volgt weer te geven:
parameters
Scenario
Gemiddelde
Maximaal
van maximum areaal nat
areaal nat
per dag
(ha)
(ha)
Huidig beheer,
kleine opening
Huidig beheer,
grote opening
Getemd getij,
kleine opening
Getemd getij,
grote opening
Maximum peil Afwijking
Maximum
maximum peil uitstroomop
Haring vlietsnelheid bij
Tiengemeten
Tiengemeten uitmonding
(m NAP)
(m/s)
(%)
Maximum
instroomsnelheid bij
uitmonding
(m/s)
Gemiddelde
waterdiepte bij
maximum
dagelijks hoog
waterpeil
(m)
134
6? 7
1.15
14
0.72
0.57
0.15
277
663
1.62
2.3
0.67
0.49
0.175
128
618
1.13
22
0.91
0.59
0.14
272
667
1 71
5
0.90
0.55
0.17
De hydraulische doorlatendheid van de deklaag en de ondergrond van Tiengemeten zijn dusdanig
laag, dat het jaarlijkse neerslagoverschot ervoor zorgt, dat het gehele eiland onder water komt, als het
regenwater niet kan afstromen. De mate van afstroming kan geregeld worden door ingesloten laagten
te bewaren of te creeren door drempels aan te leggen.
De aanwezige sloten kunnen bij het aanwenden van de dynamiek van het Haringvliet goed gebruikt
worden om het water snel landinwaarts te brengen en weer af te voeren. Ingeval een
regenwatermodel nagestreefd wordt, moeten de sloten juist gedicht en de drainage verstoord worden.
Met compartimentering en het gebruik van drempels is het heel goed mogelijk een mozaiek van nat en
droog te creeren, al dan niet onder invloed van het Haringvliet (dynamisch) of regenwater gestuurd.
Als (deel)gebieden onder invloed van het getij gebracht moeten worden door middel van
terrein verlagingen, dan is een grondverzet van 3 a 4 miljoen m3 noodzakelijk.
2.
Inleiding
In de loop der tijd heeft het eiland Tiengemeten een aantal metamorfoses ondergaan. De laatste grote
verandering was het herstellen van de schade veroorzaakt door de februari ramp van 1953. Toch
waren en zijn de activiteiten in al die jaren te vangen onder de noemer: verbetering van de
landbouwkundige mogelijkheden.
Het natuurtechnisch inrichten van Tiengemeten vormt hiermee een trendbreuk. In hydrologisch opzicht
betekent dit dat heel andere doelen nagestreefd gaan worden. De onderliggende fysieke parameters
veranderen echter niet. Het water blijft nog steeds van boven naar beneden stromen en het
ontwateringssysteem kan ook voor watertoevoer dienen. In de navolgende hoofdstukken wordt
stapsgewijs ingegaan op de parameters, die de hydrologie van Tiengemeten bepalen:
- De waterpeilen in het Haringvliet, zowel bij huidig beheer van de Haringvlietsluizen als bij een
mogelijk in te stellen beheer volgens het "getemd getij" scenario, waarbij de Haringvlietsluizen
meestal open staan, maar niet voluit;
- De neerslag en verdamping
- De hoogteligging;
- Geo-hydrologische parameters.
In Hoofdstuk 4 wordt ingegaan op de huidige waterbeheersing van Tiengemeten. Hoofdstuk 5
beschrijft de invloed van het getij bij huidig beheer en getemd getij. In hoofdstuk 6 worden de
resultaten van de simulaties besproken. De conclusie staat vermeld in hoofdstuk 7.
8
3. Hydrologische basis
3.1 Inleiding
De belangrijkste parameters, die de hydrologie van Tiengemeten bepalen zijn het waterpeil in het
Haringvliet, de neerslag en de verdamping. Bij aanmerkelijke verschillen tussen de waterstand op het
eiland en in het Haringvliet speelt kwel en wegzijging ook een rol. De mate van doorlatendheid van de
bodem is daarbij dan bepalend. Tiengemeten is een eiland en geheel omgeven door het Haringvliet
(Figuur 1). Dit betekent, dat zonder belemmeringen of bemaling het waterpeil op het eiland het peil
van het Haringvliet aanneemt.
Figuur 1. Overzicht Tiengemeten
3.2 Waterpeil Haringvliet
In het verleden hadden eb en vloed vrij toegang tot het Haringvliet. Na het in gebruik nemen van de
Haringvlietsluizen resteert alleen nog het getij, dat via de omweg van de haven van Rotterdam in het
gebied komt. Deze waterbeweging is met het eendimensionale waterstromingsmodel Zwendl
gemodelleerd en gekalibreerd ten behoeve van de MER studie Haringvliet (Lit. 5, 6). De resultaten van
de knooppunten 65 (ten westen van Tiengemeten), 67 (ten noordoosten van Tiengemeten) en 69 (ten
zuidoosten van Tiengemeten) zijn voor deze studie gebruikt (figuur 1). Volgens de MER studie is bij
vergelijking van de berekende en gemeten waarden van de waterstanden gebleken, dat ZWENDL de
waterstanden van dit gebied kan weergeven met een standaardafwijking van 5cm.
De modellering beslaat de periode 1988-1990 en is uitgevoerd als modellering van het huidige beheer
(.nul-alternatief), voor een situatie alsof de Haringsvlietsluizen bij vloed een gedeelte van de tijd
openstaan (gebroken getij), meestal open staan, maar niet voluit (getemd getij) en waarbij de
spuisluizen altijd voluit openstaan, behalve bij storm vloed (stormvloedkering).
Voor de studie van Tiengemeten zijn alleen de varianten "huidig beheer" en "getemd getij" bekeken
als meest reele varianten. In tabel 1 is een aantal kentallen weergegeven van de drie model
knooppunten 65, 67 en 69. Onderling wijken de waarden zeer weinig af en vallen ruim binnen de
standaardafwijking van 5cm. Het gemiddelde van deze drie punten is daarom gebruikt als
Haringvlietpeil voor de hydrologische berekeningen. De drie jaren 1988-1990 vertegenwoordigen
vrijwel alle voorkomende waterstanden en stroomsnelheden. De stroomsnelheid blijkt weinig invloed te
hebben op peilverschillen tussen de oostkant en westkant van het eiland.
Huidig beheer
Knooppunt nr
1988
1990
67
65
69
67
65
69
gemiddeld peil (m)
0.54
0.54
0.54
0.41
0.41
maximum
1.53
1.53
1.53
1.65
1.71
1.70
minimum
1989
Getemd getij
0.41
-0.32
-0.34
-0.34
-0.54
-0.55
-0.55
gemiddelde
0.50
0.50
0.50
0.31
0.31
0.31
maximum
1.35
1.35
1.35
1.67
1.70
1.70
minimum
-0.14
-0.15
-0.15
-0.65
-0 65
-0.65
0.52
0.52
0.52
0.33
0.33
0.33
gemiddelde
maximum
1.73
1.74
1.74
1.87
1.90
1.89
minimum
-0.11
-0.11
-0.11
-0.64
-0.65
-0.65
Tabel 1. Peilen in m NAP voor de Zwendl knooppunten 65, 67 en 69
In tabel 2 is aangegeven, welke niveaus (in m +NAP) altijd en respectievelijk in 99%, 95%, 90% etc.
van de tijd en noort overschreden worden. Deze waarden zijn berekend uit de gegevens van alle
getijden van de periode 1988-1990. Deze periode is ook gebruikt voor de MER studie Haringvliet en
vertegenwoordigt het hele scala aan waterstanden in dit gebied. Voor iedere volledige getijslag van eb
en vloed is daarbij het maximum van de vloed gekozen (HMAX), het minimum gedurende eb (HMIN),
het gemiddelde niveau van het getij (HMID) en het verschil tussen eb en vloed (HSLAG). Wat opvalt is
dat bij getemd getij de vergroting van de dynamiek vooral bereikt wordt door lagere laagwater peilen.
De gemiddelden van deze waarden over de gehele periode 1988-1990 zijn weergegeven in de laatste
kolom van tabel 2. Het gemiddelde hoogwaterpeil neemt niet toe en het gemiddelde van het maximale
hoogwater peil slechts gering. Door het lagere gemiddelde laagwater wordt de gemiddelde getijslag
vergroot van 0.31m naar 0.74m.
Het gemiddelde niveau van het binnendijkse gedeelte van het eiland (0.79m+NAP) wordt slechts in
circa 25% van de tijd overschreden. Voor huidig beheer is dit iets minder en voor getemd getij iets
meer (tabel 2, HMAX bij 25% overschrijdingskans).
Huidig
HMAX
HMIN
HMID
HSLAG
Getemd
HMAX
HMIN
HMID
HSLAG
beheer
altijd
0.10
-0.35
-0.09
0.01
getij
altijd
0 18
-0.67
-0.21
0.08
99%
0.33
-0.08
0.15
0.11
95%
041
0.07
90%
047
0.25
0.19
99%
95%
0.38
-0 39
006
041
0 19
-0 52
-006
023
014
75%
0.55
024
50%
0.65
0.34
25%
0.77
0.47
10%
095
064
0.30
0.21
0.39
0.25
0.49
0.29
0.61
034
078
042
90%
0.44
-0.33
0.11
0.52
75%
0.53
-0.22
0.2
063
50%
0.65
-0.09
0.31
0.75
??°o
0.80
0.07
10%
1.00
0 79
0.67
0.46
087
0.94
5%
1.09
0.80
092
0.50
1%
1.38
1.10
1.22
0.65
nooit
5%
1.15
0 43
082
099
1%
1.46
0.78
1.12
1 13
nooit
1.93
1.43
1 64
1.74
1.44
1.56
0.86
1 75
gemiddeld
0 68
038
0.52
0.31
gemiddeld
069
-0.05
0 36
0 74
Tabel 2. Overschrijdingskansen voor peilen bij knooppunt 69
3.3 Neerslag en verdamping
Voor de neerslag- en verdampingsgegevens is gebruik gemaakt van de KNMI gegevens van de
neerslag in Den Bommel en de verdampingsgegevens van Rotterdam (Lit. 4). De reeks bevat zowel
natte als droge jaren. De jaren 1988, 1989 en 1990 zijn respectievelijk nat, droog en bijna gemiddeld,
vergeleken met het gemiddelde van Nederland (De Bilt, 792mm/jaar).
10
Het langjarig gemiddelde neerslagoverschot (neerslag minus verdamping) van gemiddeld 217mm per
jaar (243mm in de periode 1988-1990) is alleen van belang als het getij geen invloed heeft. De
dagelijkse getijslag (0.31m) is bij het huidige beheer al groter dan het jaarlijkse neerslagoverschot. Het
neerslagoverschot is dus alleen van belang bij een gesloten dijk of bij een ingesloten laagte, waar de
afstroming wordt belemmerd.
Jaar
Maand
januari
februari
1988
1989
neerslag verdamping neerslag verdamping neerslag verdamping neerslag
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
(mm)
153
8
7
9
61
29
90
1/
138
25
96
33
38
april
11
69
60
44
56
mei
48
88
9
113
79
72
108
maart
juni
juli
augustus
langjarig
gemiddelde
1990
••
50
18
5 jarig gemiddelde
1987-1991
verdamping
(mm)
65
11
45
16
43
61
32
68
46
62
23
110
52
92
62
77
68
81
77
96
82
11
169
78
32
89
48
111
62
86
62
74
20
95
72
85
103
41
56
55
78
47
67
49
oktober
74
23
88
28
70
30
75
28
november
41
11
44
9
99
9
82
10
december
77
5
81
5
61
6
75
6
Jaarbasis
1032
529
696
585
734
614
785
568
Neerslagoverschot
502
September
111
120
217
Tabel 3. Neerslag (Den Bommel) en verdamping (Rotterdam)
3.4 Geo-hydrologie
Het bodemkundige profiel van Tiengemeten bestaat uit een gelaagd pakket met afwisselend zand en
kleilagen. Naar beneden toe wordt het pakket zandiger. Deze zandondergrond is min of meer
doorlatend en kan opgevat worden als een watervoerend pakket, dat in verbinding staat met het
Haringvliet. Het gemak, waarmee het water door het watervoerende pakket kan stromen, wordt
hydraulische doorlatendheid genoemd. Deze wordt uitgedrukt in mVdag. Het drukt uit hoeveel m3
water er per dag door het pakket kan stromen bij een peilverschil van 1m. (mVmVdag). In goed
doorlatende pakketten bereikt de KD waarde een waarde van enige duizenden mVdag.
De bovenste grondlaag, de deklaag, bestaat uit zavel en/of kleilagen, afgewisseld met zandlagen en is
niet erg doorlatend. Sterk vereenvoudigd kan gezegd worden, dat bij een hoge waterstand op het
eiland het water eerst verticaal door de deklaag stroomt en van daaruit horizontaal naar het
Haringvliet. De weerstand tegen de verticale doorstroming (de C-waarde) wordt uitgedrukt in dagen.
Een weerstand van 1000 dagen betekent, dat bij een verschil in waterpeil op het eiland en in het
Haringvliet van 1m, er een wegzijging van 1 mm/dag plaatsvindt (1m gedeeld door 1000 dagen). Een
weerstand van enige honderden dagen is laag, duizenden dagen is hoog.
TNO-NITG beheert een database met landsdekkende gegevens over hydraulische doorlatendheid en
weerstand. Deze gegevens worden bepaald uit een combinatie van pompproeven, geo-elektrisch
onderzoek en informatie over de bodemlagen. De hydrologische gegevens voor Tiengemeten komen
uit deze database.
De hydraulische doorlatendheid van de ondergrond op Tiengemeten bedraagt in de Mariapolder en op
de Blanken Slikken 100-150m2/dag (groene kleuren) en in het overige deel van Tiengemeten 50-100
mVdag (blauwe kleuren). De hydraulische doorlatendheid is een maat voor hoe goed het water in een
watervoerend pakket kan stromen, De betrekkelijk lage hydraulische doorlatendheid is in
11
overeenstemming met het fijnzandige, gelaagde karakter van de zandondergrond (Lit. 2). Voor de
simulatieberekeningen is niettemin aangenomen, dat de doorlatendheid zodanig is, dat het peil in de
ondergrond op Tiengemeten het peil van het Haringvliet min of meer volgt.
Tiengemeten
Doorlatendheid 1e
watervoerend pakket
| 400 m2*Jag
A
150rn2/dafl
nrois ri. una t*o
Figuur 2. KD waarden op Tiengemeten (TNO)
De hydraulische weerstand in de bovenlaag is relatief hoog en varieert van circa 2000 dagen in het
oosten tot circa 7000 dagen in het westen. Het verschil tussen oost en west lijkt groot, maar
hydrologisch betekent het dat de weerstand overal hoog is. Voor de berekeningen is de laagste waarde
van 2000 dagen aangehouden. Dit houdt dus in, dat wanneer het waterpeil op Tiengemeten 1m hoger
is dan in het Haringvliet, een wegzijging van maximaal 0,5mm/dag zal optreden.
Figuur 3. C-waarden deklaag Tiengemeten (TNO)
De combinatie van een jaarlijks neerslagoverschot, een grote weerstand van de deklaag en een
betrekkelijk lage doorlatendheid van de ondergrond zorgen ervoor, dat zonder bemaling het eiland
onder water komt te staan. Het natte jaar 1998 heeft laten zien, dat het zelfs met gemalen moeilijk
kan zijn de polder droog te houden.
3.5 Hoogteligging
Na de stormramp van 1953 is het eiland curtuurtechnisch geheel opnieuw ingericht en geoptimaliseerd
voor de landbouw. Dit had tot gevolg, dat vrijwel alle hoogteverschillen zijn verdwenen. Het eiland als
12
geheel is vrijwel vlak, met kleine verschillen in hoogteligging. Het noordoostelijke gedeelte is iets lager
en de buitendijkse Blanken Slikken liggen wat hoger. Figuur 4 geeft een indruk van de hoogteligging.
Het is de weergave van een digitaal terreinmodel, dat is opgenomen met behulp van laserhoogtemeting vanuit een vliegtuig. In het binnendijkse gedeelte, op kale akkers, is deze methode zeer
nauwkeurig (circa 0.05m). Op de buitendijkse gebieden komen afwijkingen voor in de grootte van
waarschijnlijk enige tientallen centimeters. Ook kunnen er fouten ontstaan ten gevolge van afwijkingen
van de vliegrichting, waarbij parallelle sporen ontstaan. Op het eiland varieert de hoogteligging van
NAP+0.30m tot NAP+0.40m in het lage noordoostelijke gedeelte tot 1m-1.50m op de buitendijkse
slikken. Gemiddeld ligt het eiland op NAP+0.79m.
I f •/ -7 '"/
Tiengemeten
Hoogteligging
in cm NAP
-2500--100
-100-0
0-50
SO-100
100 200
200-300
300-500
A
Figuur 4. Hoogteligging Tiengemeten
Een noord-zuid dwarsdoorsnede over het midden van het eiland (figuur 5) laat duidelijk de hogere
buitendijkse gebieden zien en de nog steeds aanwezige hogere rug op het midden van het eiland. Dit
is een restant van de vroegere slikken, uit de tijd dat het eiland nog kleiner was. Bij de bedijking in de
vorige eeuw zijn de voormalige voorlanden als hogere gebieden op het eiland zichtbaar gebleven.
Noord-zuid dwarsprofitl Twngemsten
J
400-
jt
• mutnldarwogt*
|
•wn
H<
-nppr -
**
""Wmw* w *
^
e
i
tffttnd fri
^"PIIP
I
Lk
f
1
II
Z
Figuur 5. Noord zuid dwarsdoorsnede over Tiengemeten
13
14
4. Huidige waterbeheersing op Tiengemeten
4.1 Inleiding
Het eiland is in landbouwkundig gebruik en de waterbeheersing is daarop ingericht. Dit heeft gevolgen
gehad voor de indeling van de ontwateringsgebieden en het grondwaterpeil op Tiengemeten.
4.2 Hydrologische deelgebieden
Er zijn drie hydrologische deelgebieden, die ieder bemalen worden door een gemaal (figuur 6.). De
sloten vormen een fijnvertakt stelsel, waardoor het water snel naar de gemalen kan toestromen en
omgekeerd ingelaten water snel naar alle uithoeken van het eiland transporteert. De huidige
hydrologische deelgebieden volgen min of meer de ontstaansgeschiedenis van het eiland. Tussen
deelgebied 2 en 3 ligt grotendeels een rug, het restant van het bij figuur 5 vermelde oude voorland.
Deelgebied 1 omsluit de oude polder en het wat hogere voormalige slik van de oude polder. De
Blanken Slikken hebben een natuurlijke ontwatering. De buitendijkse Griendweipolder in het
zuidoosten wordt met een windmolen bemalen, waarbij hoge grondwaterstanden worden nagestreefd.
Tiengemeten
hydrologische
deelgebieden
•JH
• 1
$
afwatering west
afwatering midden
afwatering oost
gemaal
M
u
U I
A
Figuur 6. Hydrologische deelgebieden Tiengemeten
De drie hydrologische deelgebieden zijn verschillend van grootte. Het meest oostelijke, in het oudste
gedeelte, is het kleinst (tabel 4). Het totaal aantal hectares komt uit op 640ha, hetgeen niet het gehele
eiland is, omdat o.a. de dijken en Griendweipolder niet meegerekend zijn.
Deelgebied
1
2
3
Totaal
Locatie
West
Midden
Oost
Oppervlakte (ha)
252
321
67
640
Tabel 4. Oppervlakte per hydrologisch deelgebied
De waterbeheersing staat geheel ten dienste van de landbouw. Eind 1998 heeft het bureau Hydreco
GIS (Lit. 1) een cultuurtechnische inventarisatie uitgevoerd van deze waterbeheersing. Daarbij kwam
naar voren, dat de diepte van de sloten minimaal 1.00m is en dat de dwarsdoorsnede kan oplopen tot
ruim 20m2 voor de grootste sloten. Deze ruime dimensionering zorgt ervoor, dat wanneer water
ingelaten wordt, het waterpeil overal op het eiland binnen enige uren gestegen is. Uit de gegevens is
de natte straal berekend (het natte oppervlak gedeeld door de lengte van de bodem en wanden die
met de bodem in aanraking zijn). De natte straal wordt bij stromingsberekeningen gebruikt en geeft
aan of een sloot bij waterstroming veel weerstand heeft of niet. Bij een gelijkblijvend nat oppervlak
15
biedt een sloot met een kleine natte straal (breed en ondiep) een grotere weerstand dan een sloot met
grote natte straal (diepe sloot). In tabel 5 is de informatie over de sloten samengevat.
De landbouwkavels zijn vrijwel allemaal gedraineerd. De standaard drainage-afstand is 10m en
drainagediepte is vrijwel overal 1.00m-1.20m. Op een paar kavels is gresbuis als drainagemateriaal
gebruikt. In de overige kavels ligt geribbeld PVC. Bij de cultuurtechnische inventarisatie is geen
omhulde drainage aangetroffen.
Diepte t.o.v.
Bodem-
Boven-
Natte
Natte straal
maaiveld
(m)
breedte
breedte
Oppervlak
(m)
(m>
(m)
<m2)
1.46
1.37
3 98
3.90
0.91
Minimum
1.00
0.50
250
1.50
0.60
Maximum
2.50
8.00
9.00
21 25
1.63
CmWdelde
Tabel 5. Karakterisering ontwateringssloten
4.3 Waterpeilen op Tiengemeten
Vanaf eind 1990 zijn in opdracht van de Provincie Zuid-Holland bij de haven op Tiengemeten de
waterstanden opgenomen van een aantal peilbuizen. In figuur 7 zijn hiervan weergegeven de
grondwaterstand en het waterpeil in de ondergrond. Voor de grondwaterstand is de buis genomen
met een filter van NAP -0.94m tot NAP -2.94m. Het peil in de ondergrond wordt weergegeven door
een filter op NAP -6m en op NAP -24m. Ter vergelijking zijn weergegeven de waterstanden in het
Haringvliet van 8 uur 's-morgens bij Hellevoetsluis. De 29-daagse gemiddelden van die dagcijfers zijn
eveneens weergegeven.
peilen Haringvliet - T i e n g e m e t e n
NAP
-Hanngvhai bii Hallavoalahila
-71 daaga gamlddalda Harlngvllat
-Tit
JI-I-IO 2«-J-t1 2S-«.t1 2J-J-»2 tl-a-12 1l-3-»3 1«-t-l3 l3.3-«4
t-t-M
l-J-U
4-t-iS
>-)-«•
2f-t-M 25-2-17 24-»-«7 }(-2.»l 1 I - I - I I
U2-9I
Figuur 7. Grondwaterstanden op Tiengemeten
Op de grafiek is te zien, dat de peilen van de diepe filters (ondergrond NAP-6m en ondergrond NAP 24m) liggen tussen het peil op het eiland (grondwaterpeil) en het Haringvlietpeil. De laatste peilen
worden dus beinvloed door het lage (bemaling!) grondwaterpeil en mee omlaag gehaald. Kwel en
wegzijging door de bodem zullen minder zijn, dan wanneer het peil in de ondergrond alleen afhankelijk
zou zijn van het Haringvlietpeil. De metingen betreffen een piek en de lekkage door de dijken wordt
niet verrekend, zodat voor de simulatieberekeningen in hoofdstuk 6 toch wordt aangenomen, dat het
waterpeil in de ondergrond dat van het Haringvliet benadert.
16
5. Invloed van het getij
5.1
Inleiding
Het getij bepaalt welke gebieden bij de huidige hoogteligging onder water lopen en welke niet. Voor
Tiengemeten is nagegaan, wat de peilen op het eiland zouden zijn bij afwezigheid van dijken.
5.2 Huidig beheer
Het huidige getij zal bij afwezigheid van dijken zelden het gehele eiland overspoelen. De dijken zelf zijn
hoogwatervrij, maar ook de buitendijkse gebieden, met name de Blanken Slikken, liggen zodanig hoog,
dat zij vrijwel altijd droog blijven (figuur 8, oranje kleuren). De rode kleuren op de Blanken Slikken zijn
deels echte hoogwatervrije plaatsen - o.a. de twee vierkante rietheuvels in het westen, maar worden
ook deels veroorzaakt door onnauwkeurigheden in de hoogtemeting ten gevolge van de laserhoogtemeting (zie de parallelle gele "wielsporen" in het noordwesten van Tiengemeten).
Tiengemeten
Potentiele overstromingsklassen
Bediening Haringvlietsluizen
"Huidig beheer"
BI
BI
ajj
•JB
IBI
I '
BI
C3
BI
Zttrtliep«:uar!l>anadaitOiM NAT*
Diep wmorilO 0.5.0m-NAP>
Ondiep M o r i 5 o : o m NAr
Z « ondap m o GOm NAP ELW)
Ponodiek droog
TnlenLeujdeniaB (GLW • GHWl
lVre.l«:kovcnw»»ndltlHW . liHWl
Zelrton oventoomd (HIW - HMAX)
Hoojwalarwii Itoxn ILMAX)
1.74m
1.09m
0.66m
0.34m
0.07m
= Maximale waterstand
= Extreem Hoog Water
= Gemiddeld Hoog Water
= Gemiddeld Laag Water
» Extreem Laag Water
A
Figuur 8. Overstromingsklassen bij huidig beheer
5.3 Getemd getij
Het instellen van getemd getij geeft geen grote verschillen te zien vergeleken met huidig beheer. Dit
komt voornamelijk door de hoge ligging van het eiland en omdat bij getemd getij vooral de lage
waterstanden lager worden en de hoge nauwelijks hoger. Bij getemd getij komt een iets groter gebied
in de intergetijde zone te liggen. Dit is vooral te zien bij de kreekranden op de Blanken Slikken. Ook
vallen delen periodiek droog, die bij huidig beheer altijd onder water blijven (figuur 9).
5.4 Vergelijking "Huidig Beheer" - "Getemd Getij"
Voor de indeling van de waterdiepten c.q. hoogteligging is het schema aangehouden conform de MER
Beheer Haringvlietsluizen (tabel 6).
De klassen "Zeer diep water", "Diep water" en "Ondiep water" zijn gedefinieerd in hoogte ten
opzichte van NAP. De overige klassen worden bepaald ten opzichte van het getij. De niveaus van ELW
en GLW zijn gedefinieerd als niveaus, die 5 % respectievelijk 5 0 % van de tijd onderschreden worden.
17
Tiengemeten
Potentiele overstromingsklassen
Bediening Haringvlietsluizen
"Qetemd Getij"
Bi
BI
BI
•
BI
Zaeidjepw-atnllwlMxlaKKWi NAPl
DiapiwlcrllO.0-5.Om NAP)
IAidwpHleri5.0-2.0m NAP)
Zeer iwdiep Hier (2 0m NAP ELW)|
PcoodwL drwji
lunretydenme rOI.W • OHW)
B i TVnndwlcovenETOomdlGiTW EHW)
D ZeldmovenUcolodlEHW HMAX)
B i HoorHlervrij gehwrf rbovon HMAX)
1.93m = Maximale waterslana
1.16m = Extreem Hoog Water
0.65m = Gemiddeld Hoog Water
0.08m = Gemiddeld Laag Water
-0.39m = Extreem Laag Water
A
Figuur 9. Overstromingsklassen bij getemd getij
De niveaus van GHW en EHW worden in respectievelijk 50% en 95% van de tijd onderschreden.
Hoogwatervrij (>HMAX) wil zeggen, dat het gebied hoger ligt dan de hoogst voorkomende
waterstand.
Zeer diep water
Diep water
Ondiep water
Zeer ondiep water
Periodiek droog
Intergetijdezone
<NAP -10m
NAP-10m - NAP-5m
N A P - 5 m - NAP -2m
NAP -2m - Extreem Laag Water (ELW)
ELW - Gemiddeld Laag Water (GLW)
GLW- Gemiddeld Hoog Water (GHW)
GHW - Extreem Hoog Water (EHW)
EHW Maximale waterstand bi| Hoog water (HMAX)
• HMAX
Periodiek overstroomd
Zelden overstroomd
Hoogwatervrij
Tabel 6. Indeling waterdiepten
Voor "Huidig getij" en "Getemd getij" komen deze niveaus overeen met de volgende peilen:
HMAX
(m NAP)
Huidig getij
Getemd getij
EHW
(m NAP)
174
I 'y,
GLW
(m NAP)
GHW
(m NAP)
1.09
1.15
0 65
065
ELW
<m NAP)
0.34
0.07
-0 09
-039
Tabel 7. Waterniveaus bij "Huidig getij" en "Getemd getij"
De klassen "ondiep" t/m "hoogwatervrij", zoals genoemd in tabel 6 hebben dus verschillende
klassengrenzen voor het peilbeheer volgens huidig getij en volgens getemd getij.
Om een indruk te krijgen om hoeveel hectares het dan gaat is berekend hoeveel hectares grond in de
verschillende klassen vallen voor de hoogten tussen NAP-5.00m en NAP+6.00m. Hierbij is een
onderscheid gemaakt tussen verschillende begrenzingen (figuur 10):
• het binnendijkse gedeelte van het eiland met als begrenzing de kruin van de dijk;
• het gehele eiland inclusief buitendijks gebied, ongeveer begrensd door de huidige laagwaterlijn;
• het hele eiland inclusief de onder water liggende vooroeverzone tot een diepte van NAP -5.00m.
18
1
Tiengemeten
Oppervlakten
SHBuitendiJks j
Binnendijks,
683 ha
^ V ^
N.
]
BinneixJijks
HataW.
jaaataaaaW
^ ^ A \ * r \ \ \ m
K^BW
B W
3
Inclusief buitendijks,
1027 ha
•
Inclusief vooroever,
1503 ha
Qi
IJ
ffoiM*
Figuur 10. Oppervlakteaanduiding Tiengemeten
Zoals te zien is in tabel 8 liggen de verschillen in oppervlakte tussen getemd getij en huidig beheer in de
orde van enige tientallen hectares. Voor de hoogwatervrije zone (ook de vee-vluchtplaats) betekent dit
bijvoorbeeld bijna een halvering.
Tiuidig beheer
(ha)
binnendijks
eiland inclusief eiland met
buitendijks
vooroever
Getemd getij
(ha)
binnendijks
Ondiep water
0.0
0.1
228
0.0
0.1
228
Zeer ondiep water
4
6
240
0.3
0.8
223
Periodiek droog
11
45
55
1
2
11
Intergetijdezone
191
204
206
205
253
267
Periodiek overstroomd
408
454
456
422
481
483
Zelden overstroomd
53
262
263
41
256
257
Hoogwatervrij
15
55
55
13
34
34
Totaal
683
1027
1503
683
1027
1503
eiland inclusief eiland met
buitendijks
vooroevers
Tabel 8. Oppervlakten waterdiepten
Duidelijk is, dat de grotere dynamiek bij getemd getij veroorzaakt wordt door lagere niveaus bij eb en
nauwelijks door hogere niveaus bij vloed. Gezien de gemiddelde ligging van het eiland van NAP
+0.79m zal hierdoor bij getemd getij nauwelijks meer water op het eiland komen. Boven de NAP+1 m
neemt de natte oppervlakte weinig meer toe en verloopt de waterberging vrijwel lineair met het peil.
Interessant is, dat bij getemd getij een gebied van 17ha van zeer ondiep water terecht komt in de zone
periodiek droog of in de intergetijdezone.
Om te berekenen hoeveel water het eiland op zal stromen bij stijgend peil is het nodig te weten, welke
hoeveelheid water op het eiland geborgen kan worden bij een gegeven waterpeil. Op basis van de
maailveldshoogten is een diagram gemaakt (figuur 11), waarin bij gegeven peil, de oppervlakte nat en
de hoeveelheid water op het eiland is aangegeven. De curve van de oppervlakte nat heeft een Svormig verloop. Bij stijgend waterpeil neemt de oppervlakte nat eerst langzaam toe, dan over een kort
traject heel snel. Bij peilen hoger dan circa 0.90m verloopt de curve weer vlakker. Bijna het gehele
eiland staat dan al onder water.
De waterberging op het eiland neemt bij stijgend waterpeil eerst weinig toe en daarna vrijwel lineair
met het toenemende waterpeil. In het begin is dus weinig water nodig om het peil op het eiland te
19
]
doen stijgen. Daarna loopt de curve veel steiler, zodat bij een toenemend peil heel wat meer water
nodig is. Dit komt omdat steeds grotere gebieden onder water komen.
O p p e r v l a k t e nat en w a t e r b e r g i n g b i n n e n d i j k s
ha
mJ
700i
600
soooooo
SOO
4000000
400
3000000
300
2000000
200
Cppervlakw (ha)
— b a r g i n g fm3)
100
-
o
.
-
o
J
O
»
i
n
t
o
r
-
-
<
D
C
»
—
•—
9
« •
+••'•
*?
T
*
1000000
r » r v
«?
«>
p«MHarlngvftot(m NAP)
Figuur 11.
Waterberging en nat oppervlak op Tiengemeten bij toenemend peil
Het hoogste waterpeil, dat bij getemd getij bereikt wordt is NAP+1.93m. Bij dat peil loopt 669ha
binnendijks gebied onder water. Bij het huidige beheer is dat vrijwel gelijk (668ha) bij een peil van
NAP+1.74m. Voor 1 % , 5%, etcetera van het maximale oppervlak nat zijn de volgende peilen nodig:
Percentage van
oppoivldkte
1%
ha
peil in m NAP
7
0.21
5%
33
0.43
10%
67
0.5
25%
167
0.62
50%
335
0.76
75%
502
0.89
90%
602
1.05
95%
636
1.19
99%
663
1.46
100%
669
1.93
Tabel 9. Percentage overstroomde oppervlakte in relatie tot waterpeil
Bij het maximale waterpeil van NAP+1.93m bedraagt de waterberging op het eiland 7,83 miljoen m3.
Om de gehele intergetijdezone met water op te vullen (bij de veel lagere waterpeilen dus van NAP0.09m tot NAP +0.65m) is 281 000 m3 nodig. Dit is slechts 3,5% van de hoeveelheid water, benodigd
om het gehele eiland tot maximale hoogte te vullen.
Bij een volledige verwijdering van de dijken is de relatie waterpeil-waterberging niet van belang. Bij een
dijk met openingen, waar niet zo'n grote hoeveelheid water door kan stromen betekent dit, dat het
peil op het eiland sneller zal reageren op verandering van waterpeil in het Haringvliet bij een laag
waterpeil dan bij maximaal peil.
20
6. Simulatie waterpeilen
6.1
Inleiding
O m inzicht te krijgen in het verloop van de peilen op het eiland en de hoeveelheden water, die
daarmee gemoeid zijn is een simulatiemodel gemaakt. Voor het berekenen van de in- en uitgaande
waterstromen is gebruik gemaakt van een "bakjes" model. Het eiland Tiengemeten of deelgebieden
daarvan wordt daarbij opgevat als een bak met een bepaald waterpeil. Bij dit waterpeil bevindt zich een
hoeveelheid water op het eiland (zoals al weergegeven in figuur 11). Van uur tot uur wordt nu
berekend hoeveel water er in een uur bij komt of eraf gaat. Onder invloed van peilverschillen stroomt
er water in of uit. Ook treedt er verdamping op of valt er neerslag. Afhankelijk van het peilverschil
tussen het eiland en het Haringvliet zal er door de bodem kwel of wegzijging optreden. Al deze
effecten worden bij elkaar opgeteld en de nieuwe hoeveelheid water op het eiland wordt daarmee
berekend. Via de relatie peil-waterberging kan vervolgens het nieuwe peil berekend worden. Daarna
wordt voor het volgende uur de berekening gemaakt.
Voor de peilen wordt gebruik gemaakt van de peilgegevens uit het Zwendl model van 1 januari 1988
t / m 31 december 1990. Van deze periode worden ook de KNMI neerslag en verdampingsgegevens
gebruikt. Het model gaat uit van een beginpeil van NAP+0.50m op Tiengemeten en berekent
vervolgens voor een periode van 3 jaar in stappen van een uur hoeveel water er vanuit het Haringvliet
het eiland op of afstroomt, de peilen op het eiland en de stroomsnelheden in de openingen.
De uitstroomopening in de dijk kan gevarieerd worden. In het navolgende worden telkens twee
situaties vergeleken: een kleine opening van 15m 2 en een grote opening van 150m 2 . Een opening van
15m 2 moet opgevat worden als het natte oppervlak van een kreek bij een waterpeil van NAP +1m en
een bodem van NAP -2m. De opening van 150m 2 is gemodelleerd als 5 openingen van 10m breed,
met een bodem van NAP -2m bij een waterpeil van NAP +1m. Bij waterpeilen hoger dan NAP +1m is
het natte oppervlak groter dan 15m 2 respectievelijk 150m 2 en bij lagere peilen kleiner dan de
aangegeven 15m 2 en 150m 2 .
Bovenstaande scenario's modelleren een dynamische situatie, waarbij het gehele eiland onder invloed
staat van het getij in het Haringvliet. Als tegenhanger daarvan is ook berekend, wat er gebeurt,
wanneer de dijken dicht blijven en de gemalen stopgezet worden, het zogenaamde regenwatermodel.
O m een combinatie te simuleren van een dynamisch en een regenwatermodel is een situatie
aangenomen van 2/3 dynamisch en 1/3 regenwatermodel, gescheiden door een drempel van 0.50m.
In totaal zijn 6 scenario's gemodelleerd:
1. Huidig beheer met kleine opening
2. Huidig beheer met grote opening
3. Getemd getij met kleine opening
4. Getemd getij met grote opening
5. Gesloten dijken, regenwatermodel
6. Gemengd scenario, 2/3 dynamisch, 1/3 regenwater
6.2 Waterpeilen Haringvliet
Voor het simuleren van de waterpeilen op Tiengemeten speelt het peil van het Haringvliet een grote
rol.
De waterpeilen uit het Zwendl model hebben een dagelijkse getijde-component en een
seizoensvariatie. In figuur 12 is een voorbeeld gegeven van de peilen. Duidelijk is de grotere dynamiek
te zien bij getemd getij, waarbij het peil nauwelijks hoger komt dan bij huidig beheer, maar wel dieper
uitzakt. Het daggemiddelde (gemiddelde over 24 uur) ligt bij getemd getij circa 0.15m lager dan bij
huidig beheer. Bij een maximaal dynamisch peil (een grote opening naar het Haringvliet) zal het peil op
Tiengemeten het peil in het Haringvliet op de voet volgen. Naarmate de opening kleiner wordt, zal zich
een peil instellen op Tiengemeten, dat het daggemiddelde zal benaderen. Als er helemaal geen
opening is, dan hangt het peil op Tiengemeten af van het neerslagoverschot (neerslag minus
verdamping) en de kwel c.q. wegzijging.
Als voorbeeld is telkens de periode 15-31 mei 1988 genomen. In deze periode is duidelijk het effect
van de getijden te zien, die het dagelijkse ritme van nat en droog bepalen.
21
V e r g e l i j k i n g peilen h u i d i g b e h e e r en g e t e m d g e t i j H a r i n g v l i e t
mNAP
1
" " Haringvliel Huidig Beheer
" " " Huidig beheer daggemiddelde
0.8
^ H a r i n g v l i e t Getemd Geli|
* * * Getemd aetli daggemiddelde
Figuur 12.
Waterpeilen Haringvliet bij "getemd getij" en "huidig beheer"
Niet onbelangrijk echter is ook het seizoensverloop, waarbij door op- en afwaaiing en door verschillen
in afvoer gedurende een bepaalde periode het gehele peil hoger of lager wordt. Figuur 13 geeft de
daggemiddelden weer van de gehele gesimuleerde periode van 1988-1990. Ook is hierin weergegeven
een 29 daags voortschrijdend gemiddelde, zodat getijde-effecten geminimaliseerd zijn. Er is geen
duidelijke trend te herkennen van jaarlijks terugkerende perioden met hoog of laag water. Dit hangt
uiteraard ook samen met de bediening van de Haringvlietsluizen, die open gezet worden bij grote
afvoer, zodat nauwelijks gesproken kan worden van een natuurlijk afvoerverloop.
Seizoensvariatie peilen Haringvliet huidig beheer
m NAP
1 6
-daggsmiddelde Haringvliet
j daags voonsehri]aend oemidaelde
I
I
I l|'l
I
—I—I—I—I
I
I I
I
I I
I
I
I
-0.2
r j * * 8 l r S t : 5 f f ^ 5 5 S r i l ? c t 5 i ? i
=
-0 4
Figuur 13.
22
Seizoensvariatie peilen Haringvliet bij huidig beheer
I
I I
I—I I I
I
I I
I
I I
I I
Voor de gehele gesimuleerde periode geldt, dat bij minimum waterpeil het gehele eiland droog staat
en bij maximum waterpeil het gehele gebied onder water komt Bovenop de in figuur 13 en 14
weergegeven gemiddelde waterstand kom nog de getijde-invloed.
Het seizoensverloop bij getemd getij laat een wat natuurlijker karakter zien. De verschillen tussen
perioden met lage afvoer en met hoge afvoer zijn groter en geven een meer natuurlijk beeld van hoge
peilen in de winter en voorjaar en lagere gemiddelde peilen in de zomer (figuur 14). Ook hier zijn de
uitersten volledig nat bij hoog water en volledig droog bij laag water.
Seizoensvariatie peilen Haringvliet getemd getij
m NAP
1.6—daggwniddtld* Huringvliel
dwgs voonschri|dend aemiiideide
-0.4
Figuur 14.
Seizoensvariatie peilen Haringvliet bij getemd getij
6.3 Simulaties huidig beheer en getemd getij
Bij een kleine opening in de dijk (maximaal 15m2) kan er per getij slechts weinig water het eiland
opstromen of afstromen.
Dit heeft tot gevolg, dat het peil op het eiland achterloopt op het peil in het Haringvliet. Als het getij
kentert, dan heeft het peil op het eiland nog niet zijn hoogste of laagste peil bereikt. Op het eiland
heeft dit tot gevolg, dat een soort daggemiddelde ontstaat, dat meeloopt met het daggemiddelde van
het Haringvliet (figuur 15).
Bij een kleine opening worden vooral de pieken van het waterpeil in het Haringvliet niet gevolgd. Dit
wordt veroorzaakt door het steeds grotere oppervlak, dat onder water komt te staan bij stijgend
waterpeil, waardoor bij hogere peilen meer water door de opening moet stromen.
De uitschieters naar beneden in de grafiek, eind mei, worden veroorzaakt omdat op uurbasis wordt
gerekend. De afname of toename van de hoeveelheid water op het eiland verloopt dan niet geheel
vloeiend en vertoont een dip. Bij lage waterpeilen is de hoeveelheid water op het eiland zo gering, dat
een kleine afname al grote peilverschillen kan veroorzaken. Voor de verdere verwerking spelen deze
uitschieters geen rol.
23
Huidig beheer, kleine opening van 15m2
mNAP
0.8
J,
*
lb
CM
•z
c6
CM
2
s
|A
i\
Figuur 15. Waterpeilen bij huidig beheer en kleine opening
Het oppervlak, dat onder water komt vertoont een cyclus, afhankelijk van de getijcyclus en van een
seizoensafhankelijk verloop in het Haringvliet. In de korte periode 15-31 mei bedraagt de maximale
hoeveelheid nat oppervlak 120ha. Over de gehele periode 1988-1990 gerekend is dat gemiddeld
134ha.
Huidig beheer, kleine opening van 15m2
11 i 11 i i i i i i 11 i i i i i i i
CD
lfl
CO
CO
co
CO
co
co
CO
CO
CO
CO
O)
CO
CO
CO
co
<?
in
lfl
6
CM
CM
CM
CO
CO
CO
CO
I
lfl
ro
CM
co
°°
lfl
I
lfl
CM
CO
CO
ZD
CM
co
co
CO
CO
co
co
co
r-
•co
a
o
CO
CM
CM
CM
Figuur 16. Oppervlakte nat bij huidig beheer en kleine opening
De maximale snelheid van het water in de opening is afhankelijk van het verschil in waterpeil tussen
Tiengemeten en het Haringvliet. Uit de uurcijfers kan een uurgemiddelde berekend worden, dat de
maximale snelheid iets zou kunnen onderschatten. In de periode 15-31 mei 1988 liggen de maximale
(uurgemiddelde) snelheden op 0.40m/s. Voor de gehele periode ligt dat op maximaal circa 0.70m/s.
24
Huidig beheer, kleine opening van 15m2
m/s
0.4
Snelheid in m/s bij
uitmonding
a
0.3
0.2
0.1 ^
-0.4
Figuur 17. Maximale snelheid bij huidig beheer en kleine opening
Bij toenemende opening gaat het peil op Tiengemeten het peil in het Haringvliet volgen. Bij grote
openingen benadert het maximum peil op Tiengemeten het maximum peil in het Haringvliet en
vertoont een grotere dynamiek (figuur 18).
Huidig beheer, grote opening van 150m2
mNAP
0.8
o
l-f-t-t I I I I I I I I
cc
-0.1
-0.2
CO
ia
ci
•
y
~
I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I+++4 I I I I I I I I I I
co
CO
ug
cc
lfl
CO
i
lfl
o
CM
CM
CO
CO
CC
CO
CO
CO
CO
CO
CO
lfl
If)
3
CM
CM
LO
CO
CM
CM
CO
CO
LO
CM
cc
CO
CO
CO
00
op
op
ui
LO
CJ
Figuur 18. Waterpeil bij huidig beheer en grote opening
25
Bij een opening van 150m2 worden het maximum peil en de maximum dynamiek van het Haringvliet
al vrijwel volledig gevolgd. Hierbij dient in aanmerking genomen te worden, dat reeds bij een peil van
NAP+1.19m 95% van het maximaal haalbare areaal onder water gezet wordt. In de periode15-31 mei
1988 (figuur 18) volgt het peil op Tiengemeten het Haringvlietpeil volledig. Bij Haringvliet peilen van
meer dan NAP+1.20m volgt het peil op Tiengemeten het Haringvlietpeil niet volledig en blijft circa
0.10m achter. In een aantal gevallen gebeurt dat ook bij een snelle stijging of daling van het
Haringvlietpeil, bijvoorbeeld bij op- of afwaaiing door wind. Een vergroting van de doorstroomopening
tot 300m2 minimaliseert dit effect, maar heeft slechts invloed op een klein aantal hectares. Bij
gelijkblijvende Haringvlietpeilen verdubbert bij een grote opening (150m2) de oppervlakte nat bijna,
vergeleken met een kleine opening (15m2).
Huidig beheer, grote opening van 150m2
i i i i' i i I
CO
CO
lfl
OO
CO
•f
in
I*.
co
op
lfl
cb
co
co
lfl
09
co
CO
CO
CO
CO
CO
CO
CO
CO
CO
CO
CO
CO
CO
CO
CO
CO
CO
CM
CM
CO
CM
CM
10
CM
CO
CM
r»
CO
CM
CO
CO
CO
00
en
o
lfl
o
CM
CM
CM
CO
Figuur 19. Oppervlakte nat bij huidig beheer en grote opening
Bij een grote opening neemt de maximum snelheid van het water enigszins af, ondanks de groter
hoeveelheid water, die in en uitstroomt. Voor een grote opening bedraagt de maximum snelheid
0.67m/s tegen 0.72m/s voor een kleine opening (figuur 20).
Bij getemd getij stroomt er (bij een even grote opening) nauwelijks meer water het gebied binnen dan
bij huidig beheer. Omdat het water in het Haringvliet iets dieper kan wegzakken neemt het verschil
met het peil op Tiengemeten iets toe, waardoor de maximale stroomsnelheid iets toeneemt.
26
Huidig beheer, grote opening van 150m2
Figuur 20. Snelheden bij huidig beheer en grote opening
Bij een grote opening en getemd getij treedt er niet veel verandering op vergeleken bij huidig beheer.
Het waterpeil op Tiengemeten reageert iets "piekeriger" op het peil in het Haringvliet (door de grotere
dynamiek) maar het oppervlak nat en de maximale stroomsnelheden verschillen niet veel. De
verschillen tussen huidig beheer en getemd getij kunnen als volgt samengevat worden (tabel 10):
Scenario
parameters
Gemiddelde
van maximum
areaal nat
per dag
(ha)
Huidig beheer,
kleine opening
Huidig beheer,
grote opening
Getemd getij.
kleine opening
Getemd get],
grote opening
Maximaal
areaal nat
(ha)
Maximum peil Afwijking
Maximum
maximum peil urtstroomop
Harmgvlietsnelheid bij
Tiengemeten
Tiengemeten uitmonding
(m NAP)
(m/s)
(%)
Maximum
instroomsnelheid bij
uitmonding
(m/s)
Gemiddelde
waterdiepte bij
maximum
dagelijks hoog
waterpeil
(m)
134
627
1.15
14
0.72
057
0.15
277
663
1.62
2.3
0.67
0.49
0.175
128
618
1.13
22
0.91
0.59
0.14
272
667
1.71
5
0.90
0.55
0.17
Tabel 10. Vergelijking simulatie huidig beheer en getemd getij
De gegevens in tabel 10 hebben betrekking op dagelijkse waarnemingen. Voor het gemiddeld
maximum nat per dag is uitgegaan van de maximale oppervlakte die op een dag nat wordt. Voor de
gehele simulatieperiode van 1 januari 1988 tot 31 december 1990 is daarvan het gemiddelde
genomen. Maximaal areaal nat geeft aan, hoeveel hectare er in de simulatieperiode maximaal nat
geworden zijn bij de verschillende scenario's. Zonder dijken is dat maximaal 669 ha. Het maximum peil
is het hoogste peil, dat volgens de simulatie zal optreden. Maximaal haalbaar zonder dijken is voor
huidig getij NAP +1.74m en voor getemd getij NAP +1.93m. Hoe dicht het peil op Tiengemeten het
peil in het Haringvliet benadert is weergegeven als de procentuele afwijking van de maximum peilen op
Tiengemeten vergeleken met die van het Haringvliet. Bij de instroom- en uitstroomsnelheden is te zien,
dat grote openingen een gemiddeld iets lagere stroomsnelheid tot gevolg hebben. De
uitstroomsnelheden zijn altijd groter dan de instroomsnelheden voornamelijk omdat die berekend is uit
het quotient van het verschil in waterhoeveelheid op het eiland en het natte oppervlak aan het eind
van een tijdstap in de simulatie. Bij dalende peilen wordt het natte oppervlak altijd kleiner en bij
stijgende peilen groter, zodat de gemiddelde stroomsnelheid over de tijdstap als groter respectievelijk
27
kleiner dan gemiddeld worden berekend. Omdat er binnen de tijdstap van een uur ook
waterpeilverschillen kunnen optreden wordt de opgegeven stroomsnelheid als realistisch geacht.
6.4 Gesloten dijken
Als de dijken gesloten blijven en het bemalen gestopt wordt, dan zal de polder Tiengemeten langzaam
vol water lopen. De hydraulische weerstand van de toplaag is dermate groot, dat het water nauwelijks
naar de ondergrond weg zal stromen (wegzijging) of bij hoge buitenwaterstanden vanuit het
Haringvliet op zal kwellen. Neerslag en verdamping bepalen voornamelijk het waterpeil en er is geen
verband met het Haringvlietpeil (figuur 21).
In de gesimuleerde periode bereikt het waterpeil op Tiengemeten een hoogte van NAP+1 m tot
NAP+1.50m. Bijna overal op het eiland staat dan een laag(je) water.
Bij de berekeningen is aangenomen, dat het peil in de ondergrond dat van het Haringvliet (min of
meer) volgt. Naarmate het waterpeil op het eiland hoger komt, wordt het peilverschil met het water in
de ondergrond groter, zodat ten gevolge van het toenemende peilverschil meer water zal wegzijgen
naar de ondergrond.
mNAP
Gesloten dijken, regenwaterscenario
1 T
0.9
08
0.7
0.6
0.5
04
0.3
0?
0.1
0
peil Haringvliet
— peil Tiengemeten
Figuur 21. Waterpeilen bij gesloten dijk.
Na verloop van tijd zal er een evenwicht ontstaan tussen de wegzijging en het neerslagoverschot,
waardoor het waterpeil niet verder stijgt. Om dit te simuleren zijn de tijdreeksen van waterpeilen en
neerslag/verdamping van 3 jaar drie keer gebruikt, zodat in totaal 9 jaar (ruim 3200 dagen)
gesimuleerd wordt. De getoonde waterpeilen van het Haringvliet zijn gemiddelde dagpeilen. Het
waterpeil op het eiland stabiliseert zicht tussen de NAP+1.20m en NAP+.70m, afhankelijk van de
verhouding neerslag/verdamping (figuur 22).
Tiengemeten met gesloten dijken wordt dus geen badkuip. Het betreft meer een situatie met
belemmerde waterafvoer. Niettemin zal het gehele eiland vrij nat blijven. De oppervlakte nat kruipt
daarbij langzaam naar een maximum van 667 ha (figuur 23).
28
mNAP
R e g e n w a t e r m o d e l , peilverloop over 9 jaar
Gemiddeld peil Haringvliet
Gemiddeld peil Tiengemeten
Figuur 22. Langjarig verloop van waterpeil op Tiengemeten bij regenwatermodel
Natte oppervlak bij regenwater scenario gedurende 9 jaar
Naloppervtakl
• " N f t ^ S S N o S S ' - S n v S L O N
8 §
CM
CM
Figuur 23. Langjarig verloop van natte oppervlak bij regenwater scenario
6.5 Gedeeltelijk dynamisch bij huidig beheer
In plaats van het gehele eiland onder invloed te brengen van het Haringvlietpeil of deze helemaal uit te
sluiten, kan ook voor een mengvorm gekozen worden. Hierbij volgt een gedeelte van het eiland het
peil van het Haringvliet en een ander deel (of delen) wordt meer door het regenwater bepaald. Tussen
deze twee delen kan een (natuurlijke) drempel bestaan, die het regenwater beneden een bepaald peil
verhindert af te stromen. Als het Haringvlietpeil boven de drempel uitkomt, dan reageert het gehele
gebied dynamisch (figuur 24). Beneden de drempel, waarboven het regenwater bepaalde gedeelten
toch overstroomt, reageert het waterpeil in het dynamische deel snel op het peil in het Haringvliet.
Daarboven gaat dat vertraagd. In het eerste geval is de opening relatief groot en nadat de drempel is
overschreden relatief klein ten opzichte van de oppervlakte waarover het Haringvlietwater kan
uitstromen. In figuur 24 is het effect van een drempel op 0.50m +NAP duidelijk te zien in de vorm van
het aftoppen van het peil op Tiengemeten boven een niveau van NAP +0.50m.
Het regenwatergedeerte reageert precies omgekeerd. Beneden het waterpeil van 0.50m +NAP volgt
het een regenwaterverloop. Daarboven wordt het dynamisch. Indien bekend is hoe de precieze
inkadering van een regenwatergebied zal verlopen, kunnen de daarin voorkomende terreinhoogten en
drempels worden meegenomen. Het principe zal daarbij echter niet anders worden.
29
mNAP
Gedeeltelijk dynamisch, met een drempel van NAP +0.50m
0.8
peil Haringvliet
peil Tiengemeten
•0.4
Figuur 24. Peilverloop bij gedeeltelijk dynamisch, met drempel op 0.50m
6.6 Discussie modellering
Om het aantal door te rekenen situaties te beperken zijn bij het modelleren een aantal aannames
gedaan. Deze dienen ook als randvoorwaarde voor de geldigheid van het model. Als belangrijkste
randvoorwaarden kunnen genoemd worden:
• Bij de simulaties is ervan uit gegaan, dat achter de doorlaatopening het water ongehinderd het
eiland op kan stromen. Dit is niet het geval voor een willekeurige piek voor een opening in de dijk.
In de praktijk zal de opening aansluiten op een kreek, kanaal of sloot, die het water eerst verder het
land in transporteren totdat het water boven het maaiveld uitkomt. Voor het vullen van de sloten is
echter niet veel water nodig, zodat het maaiveld niveau snel bereikt wordt. Bij een even grote natte
doorsnede van het toevoerkanaal en de doorlaatopening bedraagt het peilverschil circa 0,15mm/m
kanaal, ofwel 10cm over een lengte van 600m, bij de maximale snelheid van circa 0.80m/s door de
inlaatopening. Bestaande sloten kunnen derhalve goed gebruikt worden om het water snel over het
eiland te transporteren (Lit. 3).
•
Aangenomen is ook, dat de tijdstapgrootte van een uur de waterbeweging voldoende nauwkeurig
weergeeft. In het model is er van uit gegaan, dat de hoeveelheid water, dat in een uur het eiland
opstroomt of afstroomt, het waterpeil niet extreem beinvloedt. Als dat wel gebeurt moet de
tijdstapgrootte kleiner gekozen worden. Tot een doorlaatopening van 300m2 lijkt de invloed
beperkt. Daarboven kent het berekende waterpeil veel uitschieters. Het is echter duidelijk, dat bij
een doorlaatopening van circa 150m2 het Haringvlietpeil al vrijwel geheel gevolgd wordt.
•
In het model is ervan uit gegaan, dat de bodemhoogte ter plaatse van de inlaatopening weinig
invloed heeft en dat alleen de natte doorsnede van de inlaatopening van belang is. Die natte
doorsnede is echter niet constant maar varieert met het waterpeil. Aangenomen is ook, dat het
water via een krekenstelsel het eiland binnen komt. Als de bodemhoogte van de kreek bij de
uitmonding vervolgens minder diep gekozen wordt, dan kan er minder water in en uitstromen
omdat de gemiddelde natte doorsnede kleiner wordt. Een heel ondiepe bodemhoogte komt
overeen met een klein krekenstelsel en heeft tevens tot gevolg, dat pas bij hogere waterstanden
water op het eiland kan stromen. Het effect is min of meer hetzelfde als het verkleinen van de natte
doorsnede van de instroomopening.
In tabel 11 is weergegeven hoe de maximaal bereikbare waterhoogte op Tiengemeten en de
gemiddelde afwijking van het Haringvlietpeil varieert met oplopende bodemhoogte en met aflopende
natte doorsnede (Haringvlietpeil volgens huidig beheer). De afwijking is berekend voor de maximale
30
peilen, waarbij het Haringvlietpeil hoger is dan het peil op Tiengemeten aangezien het Haringvlietpeil
lager kan worden dan de maaiveldshoogte van Tiengemeten.
Bodempeil
instroomopening
(m NAP)
Maximaal peil op
Tiengemeten
( m NAP)
maximaal
-2.00
-1.80
-1.60
-1.40
-1.20
-1.00
0 80
0 60
-0.40
-020
1 73
1 62
1 62
1 61
1 60
1 59
1 <^8
1 66
1 53
1 49
1 43
Afwijking van
maximum peil
(% t.o.v. peil
Haringvliet)
2.3
2.3
29
3.3
3.7
4.2
4.9
5.7
6.8
10 l
Natte doorsnede
(m»)
Maximaal peil op
Tiengemeten
(m NAP)
maximaal
1.73
1.62
1.61
1.60
1.58
1.55
1.50
150
135
120
105
90
75
60
45
30
15
1.42
1.37
1.30
1.15
Afwijking van
maximum peil
(% t.o.v, peil
Haringvliet)
2.3
2.7
3.1
3.7
4.4
5.3
6.5
8.1
10.5
14.4
Tabel 11. Maximaal bereikbare peilen afhankelijk van instroomhoogte en natte doorsnede
Voor beide reeksen geldt, dat elke stap een verkleining van de doorstroomopening geeft van ongeveer
10% ten opzichte van de beginwaarde. De maximaal bereikbare peilen op Tiengemeten worden lager
bij afnemende openingen en de afwijking van het maximum, gemiddeld over de hele periode, wordt
groter.
Voor de dimensionering van de openingen betekent dit, dat de ontwerper -binnen redelijke grenzenkan kiezen voor een smalle, diepe opening of een brede ondiepe.
Indien gekozen wordt voor het instellen van een verschillend peilregime in verschillende delen, kan
besloten worden een gebied te verlagen. Voor de verschillende deelgebieden (noordoosten, zuid/west
of oost, figuur 25) heeft dat verschillende gevolgen omdat de terreinhoogte verschirt.
Tiengemeten
Deelgebieden
dynamlsch/regenwaier
Figuur 25. Mogelijke deelgebieden dynamisch/regenwater gestuurd
Bij afgraven tot NAP+0.65m, het peil van gemiddeld hoog water heeft dit voor de verschillende
gebieden het volgende effect op hetgrondverzet (tabel 12):
31
noordoost
west/zuid
oost
Gemiddelde hoogteligging
(m NAP)
0.52
0.69
0.55
Af te graven oppervlak
(ha)
143
281
206
Af te graven hoeveelheid
(milpen m3)
3 J8
4.05
4.23
Tabel 12. Grondverzet bij maaiveldsverlaging
Bovenstaande berekening is een voorbeeld. Veel meer opties zijn mogelijk, maar dit hangt mede af van
de eisen die gesteld worden in de ontwerpfase.
32
7. Conclusie
De hydrologie van Tiengemeten wordt vooral bepaald door de relatief hoge ligging van het eiland
(gemiddeld 0.79m+NAP) t.o.v. het gemiddeld hoog water (0.65m+NAP). Het gemiddelde niveau van
het binnendijkse gedeelte van het eiland wordt slechts in circa 25% van de tijd overschreden. Dit geldt
zowel voor het huidige peilbeheer als ook bij beheer volgens getemd getij. Bij ongewijzigde
hoogteligging zijn de mogelijkheden voor een geregelde overspoeling door Haringvlietwater derhalve
beperkt. Door de af en toe voorkomende hoge waterstanden zal echter jaarlijks toch wel het gehele
eiland een of meerdere malen onder water komen te staan.
Voor het realiseren van de overspoelingen is het niet nodig de gehele dijk weg te halen. Een opening
van 150m2 nat oppervlak bij een waterpeil in het Haringvliet van NAP+1.00m is voldoende om het
waterpeil op Tiengemeten het Haringvlietpeil vrijwel te doen volgen. Omwille van het oppervlak nat is
het niet nodig de laatste centimeters te volgen, daar bij een peil van 1.19 reeds 95% van het maximaal
haalbare oppervlak onder water loopt. De maximaal bereikbare dynamiek is wel gediend bij een zo
groot mogelijke opening.
De hydraulische doorlatendheid van de deklaag en de ondergrond van Tiengemeten zijn dusdanig
laag, dat het jaarlijkse neerslagoverschot ervoor zorgt, dat het gehele eiland onder water komt, als het
regenwater niet kan afstromen. De mate van afstroming kan geregeld worden door ingesloten laagten
te bewaren of te creeren door drempels aan te leggen.
De aanwezige sloten kunnen bij het aanwenden van de dynamiek van het Haringvliet goed gebruikt
worden om het water snel landinwaarts te brengen en weer af te voeren. Ingeval een
regenwatermodel nagestreefd wordt, moeten de sloten juist gedicht en de drainage verstoord worden.
Met compartimentering en het gebruik van drempels is het heel goed mogelijk een mozai'ek van nat en
droog te creeren, al dan niet onder invloed van het Haringvliet (dynamisch) of regenwater gestuurd.
Wat betreft de dimensionering van de openingen is de ontwerper -binnen redelijke grenzen- vrij om te
kiezen voor een smalle, diepe opening of een brede ondiepe.
33
34