U bent hier

zondag 19 mei 2019

In de weer- en waterverwachting van dit bericht de aankondiging van een afwisselende week met een kleine hoogwatergolf in de Rijn agv smeltende sneeuw en veel regen. Daarnaast aandacht voor de droogte in Nederland, die vooral over de laatste 2 maanden wel begint op te vallen. Tot besluit een uitgebreide analyse over zomerkades, die we in Nederland langs de Rijn vinden en die inmiddels relatief zo hoog zijn dan ze al lang niet meer doen waar ze ooit voor bedoeld waren

2 dagen regen – 3 dagen droog – 2 dagen regen 

De titel van dit bericht is meteen de samenvatting van het weerbericht voor deze week. Het is namelijk een gaan en komen van lage drukgebieden en dat kan voor flink wat regen gaan zorgen in de stroomgebieden. Nederland lijkt wel telkens de dans net te ontspringen, maar ten zuiden van ons lang gaan de hemelsluizen soms wel even echt open.

In het begin van de week neemt Midden Europa eerst afscheid van een lage drukgebied dat er al enkele dage ligt en vandaag en morgen nog veel regen brengt. In Zuid Duitsland valt lokaal tot 10 cm en dat is voldoende voor een substantiële stijging van de Rijn. In het stroomgebied van de Maas valt ook wel wat regen, maar geen grote hoeveelheden.

Vanaf dinsdag ontwikkelt zich een klein hoge drukgebied boven de Britse eilanden, dat de dag erna al richting het vasteland gaat trekken. Het zorgt in de stroomgebieden van Rijn en Maas voor een dag of 3 droog weer.

Op donderdag nadert alweer het volgende weersysteem; een lage drukgebied beweegt dan langzaam vanaf de Atlantische Oceaan naar de Britse Eilanden en de dag erna trekt dit systeem al door het vasteland op. Rond dit lage drukgebied bewegen ook regengebieden. Het is nog ver weg in de tijd en de koers van dit lage drukgebied is daarom nog niet duidelijk. De meeste kans is er echter dat ook dit gebied naar Midden Europa trekt en daar dan vanaf zaterdag opnieuw voor flinke hoeveelheden neerslag gaat zorgen. 

Afgelopen 2 maanden waren vrij droog in Nederland

Nederland ligt al een tijdje meer buiten dan binnen de banen van de neerslaggebieden en we bevinden ons inmiddels toch wel aan de droge kant van het neerslagspectrum. Niet als we naar 2019 als geheel kijken: met al bijna 30 cm regen is dit jaar nog steeds wat aan de natte kant en daarom staat 2019 ook op de 33 plaats in het rijtje van de, tot nu toe, natste jaren sinds 1906. 

Een heel ander verhaal wordt het als we inzoomen op de laatste 2 maanden. Vanaf 20 maart is er pas 5,5 cm regen gevallen en dat is slechts de helft van wat er normaal moet vallen. Over deze 2 maanden bezien staan we dan ook op de 12e plaats in het lijstje van de droogste periode tussen 20 maart en 20 mei sinds 1906. 

Veel mensen die afhankelijk zijn van het water zijn bevreesd voor een herhaling van het legendarische droogtejaar 2018. Als we echter in het lijstje van droge maanden, waar 2019 nu zo hoog staat, op zoek gaan naar 2018, dan treffen we dat daar helemaal niet in aan. April en mei waren in 2018 vrij nat en van droogte was toen nog geen sprake. Wel vinden we er 2017 dat ook een droog voorjaar kende. Voor wie gerustgesteld wil worden kan beter naar 2017 kijken ipv 2018. 2017 leek namelijk tot en met eind mei veel meer op 2019; dan dat 2018 dat deed. En in 2017 volgde vanaf juni een van de natste zomers ooit. Droogte of nattigheid in april en mei zegt dus niet zoveel over het verloop in de rest van de zomer.

De droogte die we nu mee maken uit zich nu vooral in de bovenste halve meter tot meter van de bodem. Dit is de bodemlaag bóven het grondwater, hij wordt ook wel de onverzadigde zone genoemd. Dat houdt in dat zich hier in de poriën tussen de zandkorrels een kleideeltjes wel water bevindt, maar er zijn ook poriën die lucht bevatten. Op enige diepte onder deze eerst eerste laag bevindt zich dan het grondwater, dat is de verzadigde zone, waar álle poriën met water gevuld zijn. 

De onverzadigde zone is de zone waar veel planten wortelen en nu deze zone de laatste 2 maanden maar weinig is aangevuld zullen er al planten  zijn die het moeilijk gaan krijgen en vooral gras zal hier en daar al geel worden. Ook landbouwgewassen die kort geleden zijn gekiemd vinden nu maar weinig water en zullen geholpen moeten worden met beregening.

De komende dagen houdt in Nederland de droogte nog aan. Het huidige lage drukgebied boven Midden Europa ligt net wat te ver weg om invloed te hebben en vanaf dinsdag bevinden we ons eerst weer 3 dagen onder de invloed van hoge druk. Pas vanaf vrijdag zou het volgende lage drukgebied wat verandering kunnen brengen. De grootste kans is echter dat het ook zuidelijk van ons langs gaat, maar er is maar een kleine verandering van de trekrichting nodig om toch wel regen te brengen. Iets om naar uit te kijken.

Neerslag en smeltende sneeuw in stroomgebied Rijn

Na de koele eerste helft van mei is het in de Alpen nu eindelijk zo warm geworden dat de sneeuw er flink gaat smelten. Er ligt nog erg veel en dat moet voor eind juni allemaal weg. Daar gaat de Rijn de komende 2 maanden van profiteren. 

Vooral als de sneeuwsmelt samenvalt met een periode van veel regen, dan gaat het smelten extra snel. Vandaag en morgen zijn zulke dagen en dat zorgt voor een flinke stijging van de Rijnafvoer. Op dinsdag ontwikkelt zich dan een kleine hoogwatergolf in de Bovenrijn, die in het komend weekend ons land zal bereiken. Vanaf de noordelijke zijrivieren (Moezel ed) is er niet veel extra aanvoer, dus eenmaal bij ons aangekomen is de hoogwatergolf al wel flink ingezakt.

Op grond van wat er nu aan neerslag en smeltende sneeuw voorzien wordt, verwacht ik dat de afvoer bij Lobith volgend weekend kan stijgen naar iets boven de 3000 m3/s. Hier hoort een waterstand bij van ca 10,5 meter +NAP, dat is een stijging van ca 2 meter tov van de standen medio komende week.

Afgelopen week passeerde ook al een klein watergolfje, toen steeg de afvoer bij Lobith tot 2500 m3/s. Dit extra water was vooral afkomstig uit de Moezel. Na het piekje zakte de afvoer weer snel en de Rijn bevindt zich nu alweer onder de 2000 m3/s. De dalende lijn zet zich nog even door, want pas op vrijdag komt het eerste water uit Zuid Duitsland aan en dan gaat de afvoer in een dag of 3 flink omhoog.

Samengevat verwacht ik deze week eerst nog langzaam dalende afvoeren, tot bij Lobith ca 1700 m3/s op donderdag. De bijbehorende waterstand gaat die dagen met zo’n 10 tot 5 cm omlaag naar iets boven de 8,5 m +NAP. Vanaf vrijdag snel stijgende afvoeren naar iets meer dan 3000 m3/s op zondag en een bijbehorende stand van 10,5 meter.

Na het komend weekend zullen de afvoeren en standen eerst weer wat dalen, maar waarschijnlijk niet voor lang. Het volgende lage drukgebied zal, mits het naar Midden Europa afbuigt, in dat weekend opnieuw voor regen gaan zorgen. Samen met nog meer smeltende sneeuw kan dat later in die week voor opnieuw stijgende standen zorgen. Maar dit is nog ver vooruit, dus nog erg onzeker hoe het precies zal verlopen.

Watergolfje Maas weer voorbij; komende week rond de normale afvoer

Gewoonlijk is de Maas vooral afhankelijk van water uit de Ardennen, maar afgelopen week was het even anders en vervoerde de Maas veel water uit Noord Frankrijk. Dat water is langer onderweg en komt ook meer verspreid aan. De afvoer steeg daarom op 12 t/m 14 mei tot boven de 250 m3/s. Dit is helemaal geen geen bijzondere afvoer, maar na een lange periode van te lage afvoeren kwam de Maas eindelijk weer eens iets boven het langjarig gemiddelde uit. 

Inmiddels is het meeste Franse water afgevoerd en is de afvoer bij Maastricht weer tot rond de 150 m3/s gezakt. De komende dagen blijft dat ongeveer zo. Vandaag en ook morgen profiteert het stroomgebied van de Maas nog net van de lage druk boven Midden Europa en dat levert enkele buien op die voor wat extra waterafvoer zorgen. Geen grote hoeveelheden en de 200 m3/s wordt waarschijnlijk niet eens bereikt. 

Daarna blijft het enkele dagen droog en zakt de afvoer weer wat, tot zich vanaf vrijdag waarschijnlijk nieuwe regengebieden gaan aan dienen. Hoeveel regen en dus rivierwater dat op gaat leveren is nu nog niet te zeggen. Maar er ligt de Maas zeker geen lange periode van dalende afvoeren in het verschiet.

Zomerkades; waarom zijn ze er en zijn ze nog wel nodig?

Wie zich de aardrijkskundelessen van vroeger kan herinneren, weet misschien nog dat de meester uitelgde dat er langs onze rivieren behalve winterdijken ook zomerkades zijn. Daar horen dan plaatjes bij zoals in de afbeelding hieronder. Wat er vaak niet bij werd verteld is dat zomerkades alleen in de uiterwaarden van de Rijn voorkomen, maar langs de Maas ontbreken. 

Schermafbeelding 2019-05-19 om 12.05.08.png

Doorsnede door het stroombed van de Rijn, met winterdijken en zomerkades (bron RWS)
Doorsnede door het stroombed van de Rijn, met winterdijken en zomerkades (bron RWS)

Dit heeft alles te maken met de sneeuw die laat in het voorjaar in de Alpen smelt, waardoor de Rijn ook in juni of juli nog wel eens een hoogwater had. De Maas is in de zomer alleen van regenval afhankelijk en heeft daarom een veel kleinere kans op een hoogwater in de zomer. Oudere bewoners van het Maasdal herinneren zich vast juli 1980 nog wel, toen de Maas in de zomer wel een keer hoog stond, maar dat men dat nog zo goed weet is omdat dat meteen ook de enige keer was sinds 1900. 

Bij de Rijn waren er in die zelfde periode wel 25 hoogwatergolven die zo hoog waren dat ze de uiterwaarden hadden kunnen overstromen; daar gebeurt het gemiddeld dus eens in de ca 5 jaar. Dat wisten onze voorouders ook al en toen vanaf 1750 de uiterwaarden van de Rijntakken meer en meer voor landbouw in gebruik werden genomen, ging met daar kades aanleggen die de uiterwaard afschermen van het zomerbed. Deze kades waren zo’n 1,5 tot 2 m hoger dan de achterliggende uiterwaard en daarmee konden de meeste zomerse hoogwaters gekeerd worden. Bij nog hogere afvoeren, die vooral ’s winters voorkwamen, overstroomden de zomerkaden wel en liep de uiterwaard gewoon onder. Het was een handig systeem dat voorkwam dat het gras in de uiterwaard bij een hoogwater in de zomer zou wegrotten en onbruikbaar werd voor het vee. 

De kaden hadden nog een ander voordeel dat ze, als ze in de winter wel overstroomden, als een soort van grote badkuip fungeerden en al het slib dat het rivierwater meevoerde, bezonk sindsdien in de uiterwaard. De uiterwaarden hoogden zo beetje bij beetje op en honderd jaar later was de kleilaag zo dik geworden dat hij afgegraven kon worden om er stenen van te bakken. In de meeste uiterwaarden verschenen er rond die tijd steenfabrieken, die op terpen in de uiterwaard werden gebouwd. Voor het transport van en naar de fabriek werd dan vaak de zomerkades gebruikt om er een weg op te leggen. Voor de steenfabriek was het lastig dat die zomerkades in de winter wel overstroomden, dus hoogde men de kades vaak een meter of meer op, zodat de arbeiders ook in de meeste winters de fabriek droogvoets konden bereiken.

Wat men zich toen onvoldoende realiseerde was dat eerst de aanleg en later het ophogen van de kades er voor zorgde dat de uiterwaarden veel minder vaak instroomden en de rivierafvoer werd dus deels geblokkeerd; een soort anti Ruimte voor de Rivier maatregel. Om een idee te geven van het effect: een uiterwaard zónder kade overstroomde langs de Waal in de buurt van Nijmegen zo’n 15 tot 25 dagen per jaar, waarvan 5 tot 10 dagen in het zomerhalfjaar.  Maar door de aanleg van de ca 1,5 m hoge zomerkades in de 18eeeuw verminderde dat naar zo’n 5 tot 10 dagen per jaar. En waar de kades voor bedoeld waren, pakte goed uit, want de aanleg zorgde er voor dat ze ’s zomers nog maar eens in de 3 tot 5 jaar overstroomden en als het al gebeurde was dat vaak vroeg in het voorjaar. De kades hadden dus voor de landbouw het gewenste effect.

Het verhogen van de kades in het begin van de 20eeeuw, om de bereikbaarheid van steenfabrieken en woningen te verbeteren, verminderde de onverstromingsfrequentie van de uiterwaarden opnieuw. Gemiddeld gebeurde dat na die ophoging nog maar 1 of 2 dagen per jaar, wat betekent dat de uiterwaarden nog maar eens in de 3 tot 5 jaar mee stromen bij hoogwater. Niet alle kades werden verhoogd, waar geen steenfabrieken lagen behielden ze vaak hun oude hoogte, maar er zijn ook kades waar men nog meer zekerheid wenste voor de steenfabrieken en die werden zo ver opgehoogd dat ze nog maar eens in de 40 tot 50 jaar overstroomden.

De steeds hogere kades zorgden ervoor dat het rivierwater bij hogere afvoeren steeds langer in het zomerbed bleef stromen. Terwijl het rivierwater in een situatie zónder kades al bij een afvoer van 4000 à 4500 m3/s het zomerbed verlaat, gebeurde dat door de aanleg van de eerste zomerkades pas bij 5500 à 6000 m3/s . Door het later verder ophogen van de kades nam de afvoer voordat het water de uiterwaard instroomt nog verder toe, tot 7000 à 7500 m3/s en bij de zomerkades die het meest werden opgehoogd zelfs tot meer dan 11.000 m3/s. 

Al dat extra water in het zomerbed zorgde er ook voor dat de stroomsnelheid, gedurende de dagen met een hoge afvoer, veel groter is dan in een situatie waarbij er geen kades zouden zijn en het water eerder de uiterwaard in stroomt. Meer stroomsnelheid zorgt ervoor dat de erosie van de rivierbodem ook groter wordt. De bodem bestaat namelijk uit zand en fijn grind en dat rol makkelijker weg als het water snel stroomt. Zo zorgde de aanleg van de kades er mede voor dat de bodemerosie van de rivier nog groter werd dan hij door andere oorzaken (minder zandaanvoer uit Duitsland en de aanleg van de kribben) al was. 

In de figuur hieronder is verbeeld hoe de zomerkades het water langer tegen houden, wat de bodemdaling van de rivier versterkt. 

20171110bodemdaling_3 copy.jpg

Door de steeds hogere zomerkades blijft het water langer in het zomerbed wat de bodemerosie versterkt en de rivier laat inslijten.
Door de steeds hogere zomerkades blijft het water langer in het zomerbed wat de bodemerosie versterkt en de rivier laat inslijten.

De bodemdaling, die inmiddels vaak al 1,5 tot 2 meter bedraagt, zorgt er op zijn beurt ook weer voor dat er nog meer water in het zomerbed past. De zomerkades overstromen daardoor nog weer minder vaak en de afvoer moet nog verder stijgen voordat dat de uiterwaard vol kan lopen. De niet opgehoogde zomerkades overstromen daarom tegenwoordig pas bij ca 7000 à 7500 m3/s ipv bij 5500 à 6000 en de verhoogde kades bij 8000 tot 9500 m3/s i.pv. bij 7000 à 7500. Dit betekent dat veel zomerkades nu nog maar eens in de 5 tot 15 jaar overstromen en de allerhoogste zomerkades overstromen zelfs pas boven de 13.000 m3/s, wat hoger is dan de hoogste afvoer die ooit is opgetreden. Het woord ‘zomerkade’ is niet echt meer van toepassing op deze waterkeringen. 

De bodemdaling van de rivier levert dus ook een extra bijdrage aan het feit dat het rivierwater steeds langer opgesloten blijft in het zomerbed, wat de bodemerosie nog weer verder versterkt. In feite verandert het zomerbed langzaam in een canyon en overstromen de uiterwaarden steeds later en steeds minder. Van een natuurlijke situatie waarbij het water zo’n 15 tot 25 dagen per jaar door de uiterwaard kon stromen zijn we nu in een situatie gekomen dat dat nog maar eens in de 5 tot 15 jaar gebeurt.

Het verschijnsel van de bodemdaling van de rivier speelt met name voor de Waal in het traject tussen Lobith en Tiel en in de IJssel tot aan Deventer. Buiten die trajecten zijn wel kades aangelegd en later vaak ook opgehoogd, waardoor de uiterwaarden minder overstromen. Het zichzelf versterkende effect van de bodemdaling speelt hier echter niet of veel minder, onder andere omdat deze trajecten profiteren van de extra aanvoer van zand van bovenstrooms.  

De bodemdaling van de rivier wordt een steeds groter probleem voor de scheepvaart en voor de landbouw en de natuur in de uiterwaarden. Rijkswaterstaat bezint zich daarom op maatregelen om het probleem te verhelpen. Er wordt bijvoorbeeld gedacht aan het toevoegen van extra zand aan de rivier en nabij Lobith is al twee keer een grote hoeveelheid zand in het zomerbed gestort dat zich dan langzaam mag verspreiden.

Dit zal echter maar een klein beetje helpen omdat de oorzaak niet wordt weggenomen. Een interessant idee is om ook naar de zomerkades te kijken als oplossing om de bodemdaling te stoppen; die  veroorzaken immers een deel van het probleem. Als de kades (deels) weggehaald zouden kunnen worden, dan kan het rivierwater weer makkelijker door de uiterwaarden stromen, wat dan de druk van de ketel haalt in het zomerbed en de erosie daar in ieder geval zal verminderen.

Waar de kades alleen maar nodig zijn om overstromingen in de zomer te verminderen kunnen ze sowieso weg. De kans dat het water tegenwoordig in de zomer nog buiten het zomerbed komt is door de bodemerosie inmiddels al zo ver afgenomen dat hij zelfs al kleiner is dan de kans dat de zomerkade, toen deze in de 18eeeuw werd aangelegd, overstroomde. En voor plekken waar woningen en steenfabrieken via de kades bereikbaar moeten blijven, is het logisch dat de toegangsweg niet ieder jaar overstroomt, maar of dat nu eens in de 15 jaar een paar dagen is, of een in de 3 of 5 jaar een paar dagen gebeurt, is misschien nog wel te overkomen voor de bewoners en gebruikers. 

In de figuur hieronder is de situatie verbeeld als bij hoge afvoeren de waterverdeling tussen zomerbed en uiterwaarden weer een beetje is genivelleerd.

20171110bodemdaling_4b copy.jpg

Als de zomerkades worden verwijderd of verlaagd, kan het water weer eerder de uiterwaard instromen, wat de druk van de ketel haalt en de erosie van de bodem van het zomerbed zal vertragen of doen stoppen.
Als de zomerkades worden verwijderd of verlaagd, kan het water weer eerder de uiterwaard instromen, wat de druk van de ketel haalt en de erosie van de bodem van het zomerbed zal vertragen of doen stoppen.