Wisselvallige week, weinig verandering in de waterstanden

Na een korte intermezzo van hoge luchtdruk, bepalen sinds afgelopen vrijdag de lagedrukgebieden wederom het weer in onze omgeving. Dit weerbeeld houdt de komende week aan met zo nu en dan regenzones. Op wat langere termijn lijkt het droge weer opnieuw terug te keren. De neerslaghoeveelheden zijn deze week niet erg groot en de waterstanden in de Rijn en Maas blijven daarom schommelen rond het huidige peil. 

In het tweede deel van het bericht besteed aandacht de IJssel, de belangrijke bron van water voor het IJsselmeer, waar ik vorige week over schreef. De IJssel ontvangt een deel van het Rijnwater en voert dat af naar het noorden. Vandaag een korte toelichting hoe dat in zijn werk gaat en welke ontwikkelingen daarin zichtbaar zijn de laatste jaren, want de IJssel ontvangt gaandeweg een steeds groter aandeel.

Wisselvallig weer, maar geen grote regenhoeveelheden

Het stabiele en warme weer van de afgelopen week is verdreven door enkele zones met flinke buien die op vrijdag en zaterdag over Nederland trokken. Voorlopig keert de warmte niet meer terug. Dankzij de neerslag zal juni in een groot deel van Nederland een te natte maand worden. Na de zeer droge april en mei tapte de eerste zomermaand duidelijk uit een ander vaatje. het is niet overal een te natte maand geworden, in Friesland en delen van Gelderland en Overijssel bleef het iets te droog.

Opvallend is dat de zuidelijke provincies deze maand de meeste neerslag ontvingen, op veel plaatsen zelfs meer dan 10 centimeter. Nadat de afgelopen twee jaar het zuiden steeds veel droger was in de zomer dan het noorden, was het nu dus eens andersom. Het zal overigens nog niet genoeg zijn om het grote tekort in het grondwater aan te vullen. Tijdens zware buien, zoals er afgelopen week vielen, wordt namelijk veel water over het oppervlak afgevoerd, omdat het niet snel genoeg in de bodem kan dringen. Het grondwater profiteert doorgaans meer van gestage regen.

Die gestage regen komt er misschien wel in de komende week, want tot en met het volgend weekend bevindt onze regio zich in een westelijke luchtstroming waarmee lagedrukgebieden vanaf de Atlantische Oceaan naar Scandinavië worden gevoerd. Het is al lang geleden dat de westelijke stroming actief was hier, dus het zal even wennen zijn. Het betekent vrij koel weer, met perioden met regen en soms ook veel wind. De laatste keer dat we met een westelijke stroming te maken hadden was in februari; toen zorgde dit weertype voor langdurig hoogwater in de rivieren.

Zover zal het nu niet komen, want in de zomer is de westelijke luchtstroming nooit zo heel actief. Toch valt er vrijwel iedere dag wel regen in de stroomgebieden van Rijn en Maas. Vandaag en morgen bevindt de meest actieve regenzone zich boven de Alpen. Vanaf dinsdag nadert een nieuw lagedrukgebied en t/m donderdag kan dan aardig wat regen vallen in Nederland en België. Woensdag trekt dit regengebied verder over de stroomgebieden en bereikt dan donderdag Zuid Duitsland en de Alpen.

Vanaf vrijdag krijgt hogedruk weer meer invloed bij ons, maar waarschijnlijk passeert er dan eerst nog een wat zwakkere regenzone die ook in enkele dagen over het hele stroomgebied trekt. Na het volgend weekend is de kans nu het grootst dat de hogedruk nog wat meer invloed krijgt en er een wat langere droge periode aanbreekt. Of dit ook zo zal uitpakken is pas later in de week met meer zekerheid te zeggen. 

Rijn schommelt rond de 8,2 m bij Lobith.

De Rijnafvoer bereikte vorig weekend haar hoogste stand van een klein golfje, net onder de 9 m met daarbij een afvoer van iets boven de 1900 m³/s. De eerste dagen van de week daalde de stand nog maar weinig, maar vanaf halverwege de week volgde een wat snellere daling en deze zet ook vandaag en morgen nog door. Vanaf dinsdag stabiliseert de stand, omdat dan het water aankomt dat sinds vrijdag als regen in het stroomgebied is gevallen. Dit was niet zoveel dat de waterstand er door zal stijgen, maar verder zakken zal het peil ook niet. 

De rest van de week schommelt de waterstand dan waarschijnlijk rond de 8,2 m +NAP bij Lobith en de afvoer daarbij bedraagt 1400 m³/s. Dat is vrij laag voor de tijd van het jaar; normaal is een afvoer van 2200 m³/s en de stand daarbij is ca 1 meter hoger dan de huidige.

De regen die vanaf woensdag in het stroomgebied valt, kan misschien rond het volgend weekend voor een lichte stijging zorgen, maar meer dan een paar decimeter lijkt dat voorlopig niet te worden. Als na volgend weekend inderdaad een wat langere droge periode aan gaat breken, dan is de kans groot dat vanaf ongeveer 8 juli de waterstanden aan een wat langere daling zullen beginnen. Volgende week zal er meer duidelijk zijn of dit ook gaat uitkomen.

Maasafvoer blijft erg laag

De Maasafvoer profiteerde afgelopen vrijdag en zaterdag nauwelijks van de regenbuien die in de Ardennen vielen. Daar waar de buien overtrokken, viel zo'n 1 tot 1,5 cm regen, maar er waren ook plaatsen waar maar weinig voel en en al met al kwam er maar weinig water in de Maas terecht. Zaterdag en ook vandaag verliepen al weer grotendeels droog, dus zal er de komende paar dagen ook weinig veranderen. 

De afvoer bij Maastricht is na de kleine opleving rond het vorig weekend, halverwege de week weer gedaald tot onder de 50 m³/s en dat is laag voor de tijd van het jaar. Normaal is in een afvoer van ca 125 m³/s. Voorlopig blijft de afvoer zo laag. Woensdag wordt er wel aardig wat regen verwacht in de Ardennen en anders dan afgelopen weekend zal dat een groter gebied beslaan. De kans is groot dat daarvan wel wat meer de Maas bereikt, maar de kans is klein dat de afvoer naar normale waarden stijgt. Ook blijft het waarschijnlijk bij een kleine opleving, want vanaf vrijdag wordt nog maar weinig neerslag verwacht. 

Ook op langere termijn is de kans het grootst dat de afvoeren laag blijven. Vooral ook omdat na het volgend weekend waarschijnlijk opnieuw een wat langere tijd droge periode aan breekt.

De IJssel profiteert steeds meer van de 'kraan' bij Driel

Op korte afstand van Spijk, het punt waar de Rijn Nederland in stroomt, splitst de rivier zich in twee takken: de Waal en de Nederrijn. Iets verder stroomafwaarts, net voor Arnhem, verdeelt het water zich nogmaals en splitst de IJssel zich af. Dat de Rijn zich hier splitst is bijzonder, want de meeste rivieren verenigen juist het water vanuit verschillende zijrivieren en splitsingen zoals deze, zover van de monding in zee, zijn een zeldzaamheid.

Uit geologisch onderzoek blijkt dat deze splitsingspunten al heel oud zijn. Vroeger, toen de rivieren nog niet vast lagen met kribben, veranderden ze nog wel vaak van plek en daarbij veranderde ook de hoeveelheid water die een rivierarm te verwerken kreeg. Zo was de Rijn in de Romeinse tijd veel groter dan de Waal en in de Middeleeuwen nam vooral de IJssel sterk in omvang toe.

Al vanaf het begin van de 18e eeuw werd de Waal steeds belangrijker als afvoerweg en omdat wij Nederlanders ons ook steeds meer ontwikkelden als waterbeheerders, hebben we er vanaf die tijd veel aan gedaan om het water zo te verdelen dat de andere rivierarmen niet droog zouden vallen. Er werden steeds weer nieuwe dammen en zelfs nieuwe lopen gegraven om de toevoer naar de Nederrijn en de IJssel te kunnen garanderen.

Rond 1950 was de situatie zodanig dat vooral de IJssel maar weinig water afvoerde; ongeveer 10% van de Rijnafvoer, de Nederrijn ontving ca 15% en de Waal 75%. Vooral voor de scheepvaart op de IJssel betekende de geringe waterdiepte dat er soms maandenlang bijna geen transport over het water mogelijk was. En ook zorgde de lage IJsselafvoer in droge zomers, die er veel waren in die tijd, voor onvoldoende voeding van het IJsselmeer.

Om deze problemen het hoofd te bieden is al rond 1955 het plan ontstaan om een stuw te bouwen in de Rijn bij Driel, net voorbij Arnhem, waarmee dan tijdens perioden van lage Rijnafvoeren, het water van de Nederrijn herverdeeld zou worden over de IJssel en de Waal. Om te voorkomen dat rest van de Nederrijn dan droog zou vallen, werden in die riviertak nog twee stuwen gebouwd, bij Amerongen en Hagestein, zodat het water daar op peil gehouden kon worden. Omdat de stuw van Driel alleen nodig is in perioden met weinig Rijnafvoer en bij hogere rivierafvoer stapsgewijs open gaat, wordt de stuw ook wel de Kraan van Nederland genoemd. 

Het zou tot 1971 duren voordat de stuw bij Driel klaar was en er begonnen kon worden met de herverdeling van het Rijnwater. In de grafiek hieronder is uitgezet hoe de kraan precies werkt. Op de onderste as staat de hoeveelheid water vermeld die bij Lobith het land binnen stroomt (dit is de zgn Bovenrijnafvoer). De blauwe lijnen geven het gedeelte aan dat naar de Waal stroomt, in oranje is het deel van de IJssel aangegeven en met zwarte lijnen het deel van de Nederrijn. 

De vlakken bij de Waal en de IJssel geven het deel van de afvoer aan dat deze rivieren extra ontvangen omdat de stuw van Driel het water herverdeelt, dat voorheen naar de Nederrijn stroomde. De bovenzijde van het vlak is de situatie met de stuw van Driel in werking, de onderzijde de situatie als er geen stuw was. 

Ook al staat de stuw dichter bij het splitsingspunt van de IJssel toch is de invloed ervan op de Waal het grootst. Op het moment dat de werking het grootst is (dat is in deze figuur bij een Bovenrijnafvoer van ca 1500 m³/s) stroomt van de 250 m³/s die anders naar de Nederrijn was gestroomd, 150 m³/s extra naar de Waal en 75 m³/s naar de IJssel. Dankzij dit water heeft de scheepvaart extra vaardiepte: zo'n 30 cm op de Waal en 40 cm op de IJssel. Ook profiteert het IJsselmeer, want bij heel lage rivierafvoeren neemt de afvoer in de IJssel met zo'n 50% toe.

De 25 m³/s die resteert in de som hierboven, is het restdebiet dat doorgelaten wordt naar de Nederrijn om de stuwpanden te voeden en om de watergebruikers langs de Nederrijn, en ook het Amsterdam Rijnkanaal, van water te voorzien.   

 

Als de afvoer in de Bovenrijn onder de 1500 m³/s zakt is er minder water her te verdelen en neemt het effect op de Waalafvoer en de IJsselafvoer langzaam af, maar zelfs bij heel lage Rijnafvoeren profiteren beide rivieren nog altijd van zo'n 50 tot 75 m³/s extra. Bij hogere Rijnafvoeren is de herverdeling van het water niet meer nodig, de kraan gaat dan weer open en de extra toevoer naar Waal en IJssel neemt weer langzaam af.

Met zwarte lijnen is in de grafiek de situatie in de Nederrijn weergegeven. De stippellijn geeft de situatie aan zonder de stuw van Driel, de doorgetrokken lijn de situatie met de stuw. De knik rond 1500 m³/s is het punt waar de stuw bij oplopende Bovenrijnafvoer weer langzaam open gaat. Bij Bovenrijnafvoeren lager dan 1500 m³/s is de stuw zo goed als gesloten, tussen 1500 en ca 2250 m³/s is de stuw gedeeltelijk open en daarboven is de Nederrijn bij Driel weer een open, vrij afstromende rivier.. 

Het is nu bijna 50 jaar geleden dat de stuw van Driel in werking is getreden en er zijn inmiddels heel wat droge zomers geweest, waarin de stuw zijn invloed heeft gehad en veel problemen met droogte zijn er door voorkomen. Toch is er iets vreemds aan de hand als we het verloop van de afvoerverdeling over de tijd nader bekijken. Toen de stuw net klaar was werd begonnen met stuwen wanneer de Bovenrijnafvoer onder de ca 2200 m³/s zakte en was de stuw geheel gesloten (op de 25 m³/s na) als de afvoer onder de ca 1320 m³/s zakte. Dat betekende toen dat de stuw gemiddeld 65 dagen per jaar geheel gesloten was, 185 dagen gedeeeltelijk gesloten en 70 dagen open.

In de loop der jaren zijn de afvoeren waarbij wordt gestuwd echter gaan verschuiven en inmiddels is de stuw al geheel gesloten bij een afvoer van 1650 m³/s, wat overeenkomt met gemiddeld bijna 125 dagen per jaar. In de figuur hierboven is dit verschuiven van de afvoer waarbij de stuw helemaal dicht is met rode streepjes weergegeven langs de onderste as. De jaartallen waarop een streepje betrekking heeft staan erbij aangegeven. De figuur zelf geeft de situatie in het jaar 2000 weer, maar inmiddels is het debiet tot waarop maximaal gestuwd wordt al weer verder opgeschoven.

De toename van het aantal dagen dat de stuw in werking is, is weergegeven in de figuur hieronder (blauw in de figuur). Het aantal dagen dat de stuw gedeeltelijk open is (oranje in de figuur), is weinig veranderd. De toename van het aantal dagen dat gestuwd wordt gaat ten kostte van het aantal dagen dat de rivier vrij afstroomt (grijs in de figuur).

Dat de stuw bij Driel tegenwoordig veel vaker geheel gesloten is, heeft niet te maken met een afname van de rivierafvoeren. Die zijn namelijk over de afgelopen 50 jaar vrijwel stabiel en daarvoor was het niet nodig om vaker de stuw de sluiten. De oorzaak heeft er mee te maken dat het stuwbeheer van Driel is afgeleid van de waterstand bij Lobith en niet van de rivierafvoer. Nu is de waterstand geen goede maat om de hoeveelheid water mee te bepalen, want vanwege de bodemdaling van de rivier (met ca 2 cm per jaar) stroomt er bij dezelfde waterstand ieder jaar meer water langs Lobith. Door de waterstand te gebruiken als maat voor het in werking zetten van de stuwen verschuift dus het stuwprogramma van Driel naar steeds hogere afvoeren. 

Het proces van bodemdaling is voorlopig nog niet ten einde en het is daarom te verwachten dat de periode waarover de stuw bij Driel in werking is, in de toekomst verder op zal schuiven naar nog hogere afvoeren. Deze verschuiving betekent dat er relatief steeds meer water door de IJssel en de Waal stroomt dan toen 50 jaar geleden met het stuwbeheer werd begonnen. Dit is vooral merkbaar bij de ondergrens; zo stroomde er in de 70'er jaren bij een Bovenrijnafvoer van 1650 m³/s nog 225 m³/s door de Nederrijn en tegenwoordig is dat nog maar 25 m³/s. En lag de bovengrens van het stuwprogramma vroeger ongeveer bij de gemiddelde Rijnafvoer (van ca 2200 m³/s), tegenwoordig ligt die bovengrens hoger en dat betekent dat ook bij gemiddelde Rijnafvoer er nu 150 m³/s minder via de Nederrijn wordt afgevoerd dan 50 jaar geleden. 

Al met al betekent dit dat over een steeds groter deel van het afvoerbereik, de Nederrijn bijna geen of minder water ontvangt. Dit is gunstig voor het voeden van het IJsselmeer. Het is echter maar de vraag of dat wel nodig is, omdat de hoeveelheid water die bij gemiddelde Rijnafvoeren naar het IJsselmeer stroomt, sowieso al groot genoeg is om dit meer te voeden en dit extra water wordt daarom ongebruikt naar de Waddenzee afgevoerd. Voor de watergebruikers langs de Nederrijn en het Amsterdam Rijnkanaal zijn de veranderingen die door het beheer van de stuw van Driel optreden echter ongunstig, want zij zijn een steeds groter deel van het jaar afhankelijk van de 25 m³/s restdebiet die Driel nog wel doorlaat. En ook de waterkwaliteit van de Nederrijn komt het niet ten goede als het aantal dagen met weinig doorstroming steeds verder oploopt.