U bent hier

Droge week, Rijn eerst stijgend, daarna dalend, Maas dalend

Na een lange periode waarin lage drukgebieden het weer in de stroomgebieden bepaalden is er nu een hoge drukgebied verschenen boven de Britse Eilanden dat een groot deel van de komende week voor rustig weer gaat zorgen.  De stijging van de waterstand in de Rijn die gisteren Nederland bereikte zet daarom niet door en na donderdag zal weer een daling inzetten. De Maas daalt de hele week. In dit weer- en waterbericht leest u de details over het verloop van de waterstanden in de komende week en wat mogelijk daarna komt. Verder in dit bericht aandacht voor de daling van de rivierbodem van de Rijn, die voor steeds grotere problemen zorgt voor de gebruikers van het rivierengebied. Een aantal organisaties heeft deze week een plan gepresenteerd om deze daling een halt toe te roepen. Een korte toelichting op dit plan en de beoogde effecten.

Lage druk maakt deze week plaats voor hoge druk

Het ziet er naar uit dat we vanaf nu in een ander weertype komen. De afgelopen maand schoven er steeds lage drukgebieden over het Europese continent die voor wisselvallig weer zorgden, maar geen grote hoeveelheden neerslag. Zowel Rijn als Maas kregen enkele kleinere watergolfjes te verwerken, waarvan de laatste nu nog in de Rijn onderweg is naar Nederland. Op dit moment bevindt zich nog zo'n lage drukgebied boven Frankrijk en het stroomgebied van de Maas en de Moezel hebben daar vandaag nog mee te maken. Dit lage drukgebied ios voorlopig de laatste van deze soort; het schuift nu richting de Middellandse Zee en heeft dan geen invloed meer op het weer in de stroomgebieden.

Inmiddels is de luchtdruk boven de Britse Eilanden flink gaan stijgen en het hoge drukgebied dat daar nu wordt gevormd zal de komende 4 tot 5 dagen het weer in de stroomgebieden bepalen. Vanaf dinsdag gaat het gebied naar het oosten bewegen en het schuift dan eerst naar Midden Europa en later verder naar het zuidoosten. Tot en met vrijdag houdt het neerslaggebieden op een afstand. Achter dit hoge drukgebied ontwikkelt zich dan op de Atlantische Oceaan een westelijke luchtstroming die vanaf komend weekend actief gaat worden. In deze circulatie bewegen de lage drukgebieden met grote snelheid van west naar oost over de Oceaan en gaan dan meestal ten noorden van ons langs. Regenzones strekken zich wel tot onze omgeving uit en als een lage drukgebied wat dichterbij komt kan het ook hard waaien.

Het ziet er dus naar uit dat het, na de droge week die ons te wachten staat, vanaf het komend weekend flink natter gaat worden. De kans is daarom groot dat waterstanden in de rivieren in de loop van de week daarna dan ook weer zullen gaan stijgen. Het is nog onduidelijk hoe lang de westelijke circulatie aan zal houden. Het is een kenmerkend weertype voor december en een langdurige westecirculatie kan op termijn ook voor meer serieuze hoogwaters zorgen. Zover is het echter nog lang niet. Allereest duurt het nog bijna een week voordat deze circulatie op gang komt en het is nu nog niet te zeggen hoe lang hij aan zal houden. Het kan ook dat het een week later al weer ophoudt en hoge druk het weer wederom gaat bepalen.

Klein piekje onderweg in de Rijn

De afgelopen week daalde de waterstand bij Lobith langzaam tot een waarde iets onder de 8,2 m +NAP op vrijdag; de afvoer bedroeg toen ca 1.400 m3/s. De regen die van woensdag t/m vrijdag in het stroomgebied is gevallen zorgt nu voor een stijging van de Rijn. Het eerste water daarvan is inmiddels bij Lobith aangekomen en de hoogste stand verwacht ik aanstaande donderdag.

Het water dat nu arriveert is afkomstig uit de Midden Duitse zijrivieren van de Rijn, waarvan de Moezel de belangrijkste is. De piek in de Moezel bereikt vandaag Koblenz en dit water zal dinsdag Nederland bereiken. De stand bij Lobith zal dan gestegen zijn tot net onder de 9 meter; de afvoer bedraagt dan ca 1.900 m3/s. 

Daar achteraan komt dan het water uit de Bovenrijn waarvan de piek ongeveer 2 dagen langer onderweg is voordat deze Nederland bereikt. Tegen de tijd dat deze piek uit de Bovenrijn bij Koblenz passeert zal de Moezel nog niet zoveel gezakt zijn, omdat er vandaag ook nog regen valt langs de Moezel. De piek uit de Bovenrijn zal daarom nog wat extra water krijgen en daarom verwacht ik dat de waterstand bij Lobith na dinsdag nog wat verder zal stijgen naar tussen de 9,3 en 9,5 m op donderdag. De afvoer zal dan tot ca 2.200 m3/s zijn gestegen. 

Dit is ongeveer net zo hoog als de piek die begin november passeerde. Ondanks dat ik over een piek spreek, gaat het hier zeker niet om een hoge afvoer. Een waarde van 2.200 m3/s is net iets meer dan het gemiddelde voor deze tijd van het jaar. Voordat van een echt hoogwater sprake is moet de afvoer nog wel 3 tot 4 keer zo groot zijn. Voorlopig is daar nog geen enkel zicht op.

Na donderdag gaan afvoer en waterstand eerst weer een aantal dagen zakken. De westelijke circulatie die dan op gang komt zal namelijk pas in het komend weekend voor neerslag gaan zorgen en dan duurt het nog een dag of 3 voordat het eerste water daarvan in Nederland aan komt.

Samengevat verwacht ik dat de waterstand bij Lobith de komende 4 dagen zal stijgen met ca 25 tot 30 cm per dag naar een stand van 9,3 tot 9,5 m +NAP op donderdag. Vanaf vrijdag zal de stand dan weer gaan dalen en in het weekend zal deze weer onder de 9 m zakken en de afvoer onder de 2.000 m3/s. Ook het begin van de week daarna zet deze daling nog door en misschien dat net de 8,5 m nog bereikt wordt bij een afvoer van ca 1.600 m3/s, voordat later in die week de waterstanden waarschijnlijk weer gaan stijgen.

Maas daalt na een kleine piek

De regen van woensdag en donderdag leverde in de Maas een kleine watergolf op die de afvoer bij Maastricht op vrijdag en zaterdag liet stijgen tot ca 450 m3/s. Inmiddels is de afvoer al weer wat gezakt, maar omdat er vandaag nog aardig wat regen valt in het Franse deel van het stroomgebied en de zuidelijke Ardennen zal de daling de komende twee dagen wat vertragen. Omdat het de rest van de week droog blijft zal de afvoer na dinsdag wel weer verder gaan dalen. Pas na het volgend weekend, als nieuwe regenzones vanaf de Atlantische Oceaan de Ardennen weer weten te bereiken, verwacht ik weer een stijging van de afvoer.

Samengevat verwacht ik de komende twee dagen dat de afvoer bij Maastricht rond de 350 m3/s zal blijven schommelen. Na dinsdag zet dan een daling in, waarbij aan het eind van de week de 250 m3/s weer wordt onderschreden. In het komend weekend daalt de afvoer nog wat verder tot ca 200 m3/s waarna in het begin van de week daarna weer een stijging kan beginnen.

Hoe de bodemdaling van de Rijn gestopt zou kunnen worden

In de afgelopen jaren heb ik al vaker stil gestaan bij de bodemdaling van de Rijn. Sinds de rivier rond 1870 met kribben is vastgelegd kan het rivierwater geen zand meer opnemen uit zijn oevers en richt de erosieve kracht van het water zich alleen nog maar op de bodem van de rivier. De bodem in het bovenstroomse deel van de Nederlandse Rijntakken (dus ook de IJssel en de Waal) zakt daardoor ieder jaar met ca 2 cm. Verder stroomafwaarts is de daling minder groot; hier profiteert de rivier namelijk van het zand dat bovenstrooms is weggespoelt en zakt de bodem daarom minder snel. Voor de Waal ligt dit kantelpunt ongeveer bij Zaltbommel, voor de IJssel bij Deventer.

De daling van de rivierbodem is goed merkbaar aan de waterstanden. Als we van ieder jaar sinds 1900 de gemiddelde waterstand in een grafiek uitzetten, dan zien we een sterk dalende trend (zie de linkergrafiek hieronder). De gemiddelde waterstand schommelt van jaar tot jaar (de blauwe kolommen), maar als er een trendlijn doorheen wordt getrokken (de zwarte lijn) dan is een sterke negatieve trend zichtbaar. Het tienjarig gemiddelde (de rode lijn) laat zien dat er wel perioden zijn met een wat hoger gemiddelde (zoals in de 80-er jaren) of lager gemiddelde, maar ook die lijn daalt sterk.

gemiddelde waterstand en afvoer.jpg

De gemiddelde waterstand (links) en afvoer (rechts) bij Lobith van 1900 t/m 2019
De gemiddelde waterstand (links) en afvoer (rechts) bij Lobith van 1900 t/m 2019

De steeds lagere waterstanden worden niet veroorzaakt doordat de Rijn steeds minder water aanvoert. In de rechterfiguur is voor alle jaren de gemiddelde afvoer aangegeven bij Lobith en daaruit blijkt dat er geen trend zichtbaar is in de afvoeren. De hoeveelheid water die de Rijn aanvoert kent van jaar tot jaar wel grote schommelingen en ook in de 10-jarige gemiddelden zijn er langjarige pieken en dalen, maar over de hele meetperiode is de afvoer opvallend stabiel. De daling van de waterstanden (ruim 2 meter in de afgelopen 120 jaar) wordt dus niet veroorzaakt doordat de rivier minder water aanvoert en wordt dus helemaal veroorzaakt door de daling van de rivierbodem.

In de figuren hieronder heb ik in beeld gebracht wat het effect van de bodemdaling is. De gemiddelde waterstand is daardoor gedaald en omdat er meer water in het zomerbed past, is er een hogere afvoer nodig voordat de rivier buiten zijn oevers treedt. In de situatie rond 1900 was de bedding geheel gevuld bij een afvoer van ca 3.100 m3/s (bovenste figuur), maar tegenwoordig gebeurt dat pas bij een afvoer van ca 4.800 m3/s (onderste figuur). Omdat hogere afvoeren minder vaak voorkomen betekent dat dat de Rijn veel minder vaak buiten haar oevers treedt; in de afgelopen 120 jaar is dat afgenomen van 60 naar slechts 15 dagen per jaar.

Bodemdaling Rijntakken.jpg

Schematische doorsnede door het zomer- en winterbed van de Rijntakken, met (boven) de situatie rond 1900 en (onder) de huidige situatie. De bodemdaling zorgt ervoor dat de afvoeren waarbij de rivier buiten zijn oevers treedt steeds hoger worden.
Schematische doorsnede door het zomer- en winterbed van de Rijntakken, met (boven) de situatie rond 1900 en (onder) de huidige situatie. De bodemdaling zorgt ervoor dat de afvoeren waarbij de rivier buiten zijn oevers treedt steeds hoger worden.

Ook het moment dat de zomerkaden overstromen en de uiterwaarden zich gaan vullen ligt tegenwoordig bij een veel hogere afvoer: voorheen gebeurde dat bij een afvoer van 5.500 m3/s (bovenste figuur) en tegenwoordig pas bij 7.300 m3/s (onderste figuur). De frequentie waarmee uiterwaarden overstromen is daarmee gedaald van 10 dagen per jaar naar slechts 2 dagen.

De waterstand waarbij het zomerbed geheel gevuld is bedraagt bij Lobith ca 12,5 m +NAP en de waterstand waarbij de zomerkaden overstromen ca 14,5 m +NAP. In de grafieken hieronder is goed te zien dat de frequentie waarmee deze waterstanden worden overschreden als gevolg van de bodemdaling ook sterk zijn gedaald. Het is duidelijk te zien dat de rivier steeds minder vaak buiten zijn oevers treedt (links) en dat de zomerkaden vrijwel nooit meer overstromen (rechts). Een goed voorbeeld van het effect is te zien aan het grote hoogwater van januari 2018. Tijdens dat hoogwater kwam de waterstand twee dagen boven de 14,5 m uit bij Lobith. Als deze zelfde hoogwatergolf door de bedding van het jaar 1900 had gestroomd, dan had dat op 17 dagen het geval geweest.

Aantal dagen boven 12,5 m en 14,5.jpg

Het aantal dagen per jaar (sinds 1900) dat de waterstand bij Lobith boven de 12,5 stijgt (links) en boven de 14,5 m (rechts).
Het aantal dagen per jaar (sinds 1900) dat de waterstand bij Lobith boven de 12,5 stijgt (links) en boven de 14,5 m (rechts).

De bodemdaling van het zomerbed heeft een aantal vervelende gevolgen. Zo heeft de natuur in de uiterwaarden te leiden onder de sterke afname van de dynamiek. Daardoor verdwijnen de soorten die gebaat zijn bij regelmatige overstromingen, maar ook de soorten die in moerassen en plassen leven verdwijnen omdat deze wateren steeds vaker droog komen te staan omdat ze 's winters niet door hoogwater worden aangevuld. De lagere grondwaterstanden zorgen er ook voor dat landbouwgebieden binnendijks vaker met droogte te maken hebben en huizen verzakken en scheuren gaan vertonen. 

Ondanks dat de gemiddelde afvoer niet verandert is, en daarmee ook de gemiddelde waterdiepte niet, heeft de scheepvaart toch erg veel last van de bodemdaling. Op de rivierbodem zijn in het verleden namelijk vaak steentapijten gebruikt om de bedding vast te leggen. Deze stenen gedeelten in de bodem zakken niet mee met de zandige bodem ervoor en erna en vormen daardoor meer en meer een drempel waar de schepen op vast kunnen lopen. Ook kunnen de schepen bij lage waterstanden de sluizen niet meer in omdat de sluisbodem relatief steeds hoger is komen te liggen ten opzichte van de waterstand in de rivier. Ook zijn er veel plaatsen waar gasleidingen of kabels onder de rivier door liggen, die ooit enkele meters onder de bodem lagen, maar nu langzamerhand bloot spoelen. 

De bodemdaling is daarmee een probleem dat heel veel gebruikers van de rivier parten speelt en sinds enkele jaren zijn door het Rijk programma's gestart om oplossingen te bedenken en maatregelen uit te werken. Zo wordt bestudeerd hoe extra zand aan de rivier toegevoegd kan worden. Dat zand wordt dan door de rivier meegevoerd en zo de tekorten benedenstrooms aanvullen. Een probleem bij deze methode is dat dit zand zich maar langzaam verplaatst en dat er erg grote hoeveelheden nodig zijn. Dit zorgt lokaal, waar het zand wordt gestort, dan voor een bult op de rivierbodem, wat niet wenselijk is. Inmiddels wordt er door Rijkswaterstaat op kleine schaal geëxperimenteerd met deze methode en uit de lessen die daarbij worden geleerd hoopt men tot een goede werkwijze voor de toekomst te kunnen komen.

Een andere manier om de bodemdaling te stoppen werd deze week door een aantal natuurorganisaties voorgesteld en verschillende media maakten er melding van. De aanpak houdt in dat het probleem meer bij de oorzaak aangepakt wordt: door het water weer meer door de uiterwaarden te laten stromen zal de erosieve kracht van het water afnemen en de bodem minder sterk of niet meer dalen. De analyse hierboven laat zien dat het rivierwater tegenwoordig steeds langer in het zomerbed blijft. Trad de rivier vroeger nog bijna 60 dagen per jaar buiten haar oevers, nu is dat nog maar 15 dagen. Het gevolg daarvan is dat de stroomsnelheid in de bedding ook steeds hoger is geworden en een sterkere stroming zorgt er voor dat het zand dat de rivier vervoert sneller doorstroomt en de bodem nog sneller uitslijt. Door het rivierwater bij hoge afvoeren weer meer door de uiterwaarden te laten stromen, zal de stroomsnelheid afnemen en de erosie weer verminderen.

Meer water door de uiterwaarden kan op twee manieren: ten eerste door zomerkaden te verlagen of weg te halen, zodat de uiterwaard eerder instroomt en er meer water via de uiterwaard stroomt en minder via het zomerbed. Dit gebeurt dan tijdens hogere afvoeren als de stroomsnelheid sowieso het grootst is, dus het afleiden van water naar de uiterwaraden heeft dan zeker zin. Daar staat tegenover dat de uiterwaarden, ook bij verlaagde kades, nog maar maximaal 15 dagen per jaar mee zullen stromen; het water moet immers eerst het zomerbed uit en dat gebeurt tegenwoordig niet vaker dan 15 dagen.

Om ook de andere dagen de druk van de ketel te halen zullen er ook nevengeulen aangelegd moeten worden die een deel van het water afvoeren. Die geulen worden dan door de uiterwaard gegraven en liggen zo laag dat ze een groot deel van het jaar een deel van het water af kunnen voeren. Het gaat dan om niet meer dan ca 5 tot 10% van de rivierafvoer, maar dat is voldoende om het water in het zomerbed minder snel te laten stromen. Het localiseren van de meest geschikte plaatsen voor deze geulen vraagt nog wel wat uitzoekwerk, want er staan in de uiterwaarden soms ook woningen en bedrijven die wel bereikbaar moeten blijven.

Een voorwaarde voor succes van dit nieuwe principe dat nu wordt voorgesteld is dat plaatsen waar zomerkades worden verlaagd en geulen door de uiterwaarden worden gegraven een aaneengesloten lint van ingrepen vormt, van minimaal 25 km lang. Alleen dan zal de rivierbodem overal reageren door minder snel uit te slijten en misschien zelfs weer wat terug te veren. Als het op een korter traject gebeurt, ontstaan er alleen lokaal ondiepere plekken waar de scheepvaart dan hinder van zal ondervinden.

Om te voorkomen dat door het afleiden van een deel van het water de vaardiepte voor de scheepvaart in het geding komt, zijn er ook maatregelen nodig om bij de laagste afvoeren het water in het zomerbed juist wel wat meer te concentreren. Dat kan door de kribben langer te maken en lokaal langsdammen aan te leggen die het zomerbed bij de lage afvoeren wat smaller maken zodat de waterstand in de scheepvaartgeul dan juist wat hoger wordt. Deze versmalling mag alleen werken bij lager dan gemiddelde afvoeren omdat dit anders weer voor extra bodemerosie gaat zorgen in het zomerbed. Al met al vraagt het nog heel wat uitzoekwerk en rekenwerk om dit nieuwe ontwerp van het rivierengebied vorm te geven. Maar als het lukt om hiermee een meer duurzame bodemligging van de Rijntakken te kunnen garanderen dan is het dat zeker waard.