Droge omstandigheden in stroomgebieden houden nog een weekje aan

De Atlantische Oceaan kwam deze week even flink op stoom en stuurde lagedrukgebieden met regen en veel wind op onze omgeving af. De opstoot drong echter niet ver door in de stroomgebieden en voor de afvoeren van Maas en Rijn levert het hoogstens een kleine rimpeling op. Inmiddels heeft hogedruk het stokje weer overgenomen en dat blijft zo tot het einde van de maand, zodat de rivierafvoeren ook weer zullen gaan dalen. In het waterbericht leest u wat dit voor de waterstanden betekent en of er al zicht is op een nieuwe poging van de Oceaan om het weer in Europa te gaan bepalen. 

In Water Inzicht een vergelijking tussen de afvoermetingen van de Rijn bij Lobith, het eerste meetstation in Nederland, en metingen stroomopwaarts in Duitsland bij Duisburg.  In het verloop van beide zijn er opvallende verschillen.

water van de week

Hogedruk boven Midden Europa houdt regengebieden op afstand

De afgelopen week beleefden we een voorproefje van het weer dat we het komende winterhalfjaar vaker kunnen verwachten. De depressie-activiteit op de Atlantische Oceaan neemt in deze tijd van het jaar meestal toe en voortgedreven door de straalstroom bewegen dan lagedrukgebieden op het continent af. Vorige week zag het er nog naar uit dat deze periode met soms veel regen en wind wel eens wat langer aan zou kunnen houden, maar uiteindelijk heeft de hogedruk boven het continent de touwtjes toch weer in handen gekregen en vanaf dit weekend herstelt zich het rustige herfstweer. 

De meeste regen viel de afgelopen week in de Nederlandse kustprovincies, daar is op veel plaatsen al meer dan 100 mm en lokaal zelfs 150 mm regen gevallen deze maand. Verder naar het oosten en zuiden worden die hoeveelheden snel minder en boven Zuid Limburg zijn er plaatsen waar de teller pas op 30 mm staat. Ook verder naar het zuidoosten in de stroomgebieden van Rijn en Maas bleef de regenval, ondanks de toegenomen depressie-activiteit van deze week, beperkt en de rivieren ontvingen daarom maar weinig extra water. 

Na het wegtrekken van de lagedrukgebieden herstelde het hogedrukgebied zich boven centraal Europa en net als eerder in oktober zijn dit geen hogedrukgebieden die lang op dezelfde plaats blijven liggen. Ze trekken vrij snel naar het oosten, maar worden steeds weer opgevolgd door een nieuw exemplaar dat zich afsplitst van het Azoren-hogedrukgebied en dan richting Midden en later Oost Europa trekt. Onder invloed van deze hogedrukgebieden blijft het weer rustig, met soms, in de overgangsperiode tussen twee gebieden in, een kort intermezzo met een beetje regen. De hoeveelheden zijn echter zo klein dat het geen invloed heeft op de rivieren en die zullen daarom overwegend licht blijven dalen.

Ook nu verwachten de weermodellen dat de hogedruk uiteindelijk het veld zal ruimen en dat lagedrukgebieden de overhand zullen krijgen. Die overgang wordt verwacht rond 1 november en dat zou betekenen dat de eerste week van november wel eens anders kan gaan verlopen dan de laatste van oktober, met misschien wel veel regen. Voordat de waterstanden in de rivieren daar op reageren is het dan ongeveer 3 of 5 november en eerst moeten we ook afwachten of het wel zover komt, want het is niet voor het eerst dit najaar dat een overgang naar nattere periode wordt verwacht die uiteindelijk niet zo uit de verf kwam.

Rijn stijgt een beetje, daarna weer dalend

De waterstand in de Rijn bevindt zich bij Lobith al de hele maand onder de 8 meter en de afvoer bevindt zich steeds tussen de 1100 en 1200 m³/s. Dat is vrij laag, maar niet uitzonderlijk. In het najaar gebeurt het zo eens in de 2 tot 3 jaar dat de afvoer zich rond dit niveau bevindt. De Rijnafvoer moet het in deze tijd van het jaar ook vrijwel alleen hebben van de regenval, want het smeltwater van sneeuw uit de vorige winter is nu helemaal op. En omdat er vanwege de lagere temperaturen ook geen buien meer ontstaan boven het continent is de Atlantische Oceaan de enige bron waar in het winterhalfjaar neerslag vandaan kan komen. 

Het is daarom wachten op een toename van de depressie-activiteit die de regen naar het stroomgebieden kan brengen. De afgelopen week leek er wat te gaan gebeuren, maar uiteindelijk bleven de regenhoeveelheden in het stroomgebied van de Rijn beperkt. In Zuid-Duitsland en Zwitserland bleef het zelfs bijna helemaal droog en omdat dit gewoonlijk een belangrijk gebied is waar de Rijn zijn water uit betrekt, steeg de rivier maar weinig.

Uiteindelijk leverde de regen een afvoertoename op van slechts 100 m³/s, waardoor de afvoer bij Lobith weer even stijgt naar ca 1200 m³/s op dinsdag (26/10). De waterstand stijgt daarbij tot ca 7,75 m +NAP, dat is ca 30 cm hoger dan eind afgelopen week. Het extra water stroomt ook weer snel door en de waterstand zal op vrijdag (29/10) al weer onder de 7,5 m zakken en de afvoer is dan weer terug op 1100 m³/s. 

Na het volgend weekend ziet het er nu naar uit dat het echt natter gaat worden in het stroomgebied, maar voordat het eerste water van deze regenval Lobith zal bereiken is het 4 of 5 november. Tegen die tijd zal de waterstand dan nog iets verder zijn gedaald, tot ca 7,3 m en de afvoer tot iets boven de 1000 m³/s. Zoals het er nu naar uitziet, zal de 1000 m³/s net niet onderschreden worden voordat de Rijn weer gaat stijgen. 

Maas daalt de hele week langzaam

De regenval in de tweede helft van de afgelopen week bracht voor de Maas een klein beetje extra water en de gemiddelde dagafvoer steeg bij Maastricht van ca 90 naar 140 m³/s. Dit kleine golfje is inmiddels al weer gepasseerd en de afvoer is nu weer langzaam gaan dalen. De komende dagen zet die daling zich door met ca 10 m³ per dag tot ca 75 m³/s in het volgend weekend. 

Als inderdaad vanaf 1 november de depressie-activiteit op de Oceaan toe neemt, dan kunnen de Ardennen al snel flink wat regen verwachten en dat zou dan betekenen dat de Maas vanaf 2 of 3 november weer wat kan gaan stijgen. Volgende week is meer te zeggen of het inderdaad natter wordt en wat dat dan voor de rivierafvoer betekent.

water inzicht

Opvallende verschillen in afvoer tussen Lobith en het bovenstrooms gelegen Duisburg

Naast de waterstand wordt bij Lobith ook de hoeveelheid water gemeten die Nederland binnenstroomt. Iedere 10 minuten wordt de hoeveelheid bepaald en de gegevens hiervan zijn te vinden op waterinfo.nl. In Duitsland wordt in de Rijn ook op verschillende plaatsen de afvoer gemeten en de gegevens hiervan zijn te vinden op de website van de Duitse waterdienst (WSD).

In het Duitse traject van de Rijn, de Niederrhein, ligt onder andere het meetpunt Duisburg. Hier mondt de Ruhr in de Rijn uit en omdat dit de laatste vrij grotere zijrivier is verandert er verder stroomafwaarts meestal weinig meer aan de afvoer. Er monden hier nog wel enkele kleinere beken in de Rijn uit, waaronder de Lippe, maar die voeren doorgaans maar weinig water aan. 

Het is daarom te verwachten dat de afvoergegevens van Duisburg en Lobith ongeveer hetzelfde zijn en als er soms veel water vanuit de zijrivieren wordt aangevoerd, zal de afvoer bij Lobith tijdelijk wat groter zijn. Als de meetgegevens van de beide stations met elkaar worden vergeleken (zie de grafiek hierna), dan blijken er in het verloop toch enkele verschillen op te treden.

De grafiek laat de periode zien vanaf medio maart tot medio oktober, waarbij de 3 weken rond het zomerhoogwater in juli zijn weggelaten, omdat de afvoer toen een atypisch verloop had. In de grafiek is ook rekening gehouden met de looptijd van het water, bij Duisburg passeert het namelijk bijna 1 dag iets eerder dan bij Lobith. 

De lijnen van Duisburg en Lobith liggen op het eerste gezicht dichtbij elkaar, maar toch zijn er opvallende verschillen. In de kolommen onderaan de grafiek is dat verschil uitvergroot van dag tot dag weergegeven. Er zijn perioden dat er bij Lobith meer water passeert, in april bijvoorbeeld tot ruim 50 m³/s, maar ook lange perioden dat het flink wat minder is. Wat verder opvalt is dat de dagen met minder water bij Lobith pas optreden gedurende perioden dat de Rijnafvoer boven de 2000 m³/s uit stijgt. Het verschil wordt dan bij toenemende Rijnafvoer ook steeds groter tot ca 150 m³/s als de Rijnafvoer boven de 3000 m³/s uitstijgt. Bij nog hogere afvoeren, die hier niet zijn afgebeeld, loopt het tekort nog wat verder op.

Er lijkt dus water kwijt te raken tussen Duisburg en Lobith. Nu kunnen er altijd kleine verschillen zijn als gevolg van de meetmethode maar het is wel opvallend dat dit alleen bij de afvoeren boven 2000 m³/s gebeurt. Als we op zoek gaan naar een mogelijke verklaring, dan lijkt het te maken te hebben met de hoeveelheid water die in Nederland via de Nederrijn wordt afgevoerd. De Nederrijn-afvoer wordt geregeld via de stuw bij Driel, die er voor zorgt dat bij lage afvoeren er weinig water naar de Nederrijn gaat, ten gunste van de IJssel en de Waal.

Bij lage afvoeren is de stuw bij Driel grotendeels dicht en de stuwing maximaal. Dit leidt er toe dat het water in het Pannerdensch kanaal hoger staat dan als de stuw geopend zou zijn en het gevolg is dat het water daar dan langzamer stroomt. Via het Pannerdensch kanaal is dit stuweffect  tot Lobith en zelfs nog daar voorbij merkbaar. Als de afvoer bij Lobith boven de 1600 m³/s stijgt, gaat de stuw langzaam open en neemt het stuweffect gaandeweg af. Vanaf ca 2500 m³/s is de stuw helemaal open en het stuweffect opgeheven; de rivier stroomt dan vrij af. 

Blijkbaar is de werking van de stuw niet helemaal goed in de afvoermetingen verwerkt. Bij lage afvoeren als de stuw gesloten is, klopt het nog wel, maar als de afvoer toeneemt en de stuw langzaam open gaat, neemt het verschil tussen Lobith en Duisburg gaandeweg toe (zie de grafiek hierna).

Het afvoerverloop van de Nederrijn vertoont een duidelijke relatie met het verschil in afvoer tussen Duisburg en Lobith: hoe hoger de afvoer die Driel door laat, hoe groter het verschil tussen Lobith en Duisburg. Pas als de stuw van Driel vrijwel dicht staat, verdwijnt het tekort en wordt de afvoer bij Lobith wat hoger dan bij Duisburg. In het voorjaar is dit positieve verschil groter dan nu in het najaar, wat verklaarbaar is, omdat de beken die tussen Duisburg en Lobith in de Rijn uitmonden dan een wat hogere afvoer hebben. 

De enige verklaring die ik kan bedenken voor het negatieve verschil bij hogere afvoeren is dat de waterstand-afvoer-relatie voor Lobith voor de afvoeren hoger dan 2000 m³/s niet helemaal correct is. Er lijkt onvoldoende rekening mee gehouden te zijn dat door het openen van de stuw van Driel de stroomsnelheid bij Lobith wat toeneemt en dat de waterstand dan minder snel oploopt bij een bepaalde toename van de afvoer.

Als dit inderdaad zo is, dan betekent dit dat de hoeveelheid water die bij Lobith Nederland in stroomt, in het bereik boven de 2000 m³/s, enigszins wordt onderschat. Dit verschil kan dan oplopen tot ca 5%, wat ook op jaarbasis wel wat uitmaakt, omdat de afvoer ongeveer de helft van het jaar hoger is dan 2000 m³/s. Het verdient nader onderzoek om na te gaan of deze verklaring juist is en mocht dat zo zijn, dan zouden ook de afvoergegevens van eerdere jaren hierop bijgesteld moeten worden.