Opnieuw regen in de stroomgebieden, lichte stijging waterstanden

Na een vrijwel droge week slaat het weer vanaf morgen, maandag, weer om naar een natter weertype. Het wordt ook flink koeler dan de afgelopen tijd en met een noordwestenwind kunnen we rekenen op veel buien. Al met al zijn de hoeveelheden neerslag niet heel erg groot en hoeven we niet op een grotere stijging van de afvoeren te rekenen. Later in de week neemt de invloed van hoge druk toe en gaan de waterstanden weer zakken.

In de rubriek water inzicht een uitstapje naar ver over de grens naar de randen van het continent waar zich een uitzonderlijk hoogwater voor doet in de Oeral-rivier. Ik heb een onderzoekje uitgevoerd naar wat hier gebeurd kan zijn, waardoor het zo uit de hand kon lopen.

Water van de week.

Eerst een paar natte dagen later droger weer

De lagedrukgebieden lagen de afgelopen week wat verder van ons af maar inmiddels is bij Schotland een nieuw exemplaar aangekomen dat morgen voor een weersomslag gaat zorgen. Met aardig wat regen, want er wordt in Nederland zo’n 10 tot 15 mm verwacht. Vanaf dinsdag stelt zich dan een noordwestelijke stroming in die tal van buien aanvoert waardoor er dagelijks ook een paar millimeter regen kan vallen.

De neerslagzone trekt verder over de stroomgebieden en brengt daar tot zo'n 20 tot 30 mm regen en de buien die daarna komen vullen dat in de dagen daarna nog wat verder aan. Grote hoeveelheden worden dan niet meer verwacht en daarom zullen de rivieren al met al maar weinig stijgen.

Aan de noordzijde van de Alpen brengt deze luchtstroming een vers pak sneeuw vanaf een hoogte van slechts 1000 m. Een deel daarvan zal al snel weer smelten, maar hogerop legt de Rijn zo nog een extra voorraad water aan die later in het voorjaar zal smelten en dan voor extra water zal zorgen.

Aan het eind van de week breidt het Azoren-hogedrukgebied zich uit in de richting van de Britse eilanden, waardoor de buiigheid wordt onderdrukt. Vanaf het weekend is het onduidelijk of het hogedrukgebied zich verder uitbreidt in de richting van Scandinavië waardoor er een wat langere droge periode aanbreekt, of dat het zich terugtrekt en nieuwe lagedrukgebieden vanaf de Atlantische Oceaan het weer bij ons gaan bepalen.

Tot nu toe dit voorjaar was het steeds het natte scenario dat aan het langste eind trok, maar misschien dat er nu een overgang komt naar een standvastiger hogedrukgebied dat het weer bepaalt. Volgende week meer duidelijkheid over wat het worden gaat.

Rijn daalt nog wat maar blijft boven de 9 m NAP; later in de week weer stijgend.

Aan het begin van de afgelopen week bedroeg de waterstand van de Rijn nog ruim 11 m en was daarmee ongeveer 1,5 m hoger dan gemiddeld in deze tijd van het jaar. De afvoer bedroeg ruim 3700 m³/s. Vanwege het vrijwel droog weer daalde de waterstand daarna vrij snel en is inmiddels tot 9,5 m gezakt. Daarmee heeft het de gemiddelde stand voor deze tijd van het jaar bereikt.

De komende dagen daalt de stand nog wat verder maar later in de week stopt de daling bij een stand van ca 9,1 m (NAP) op vrijdag of zaterdag. De afvoer bedraagt dan ongeveer 2100 m³/s. Dat is iets onder het langjarig gemiddelde dat in deze tijd van het jaar ongeveer 2300 m³/s bedraagt.

Vanaf zaterdag komt het extra water aan van de neerslag die op dinsdag in het stroomgebied gaat vallen. Het zorgt in het weekend bij Lobith voor een lichte stijging van enkele decimeters; misschien net tot 9,5 m en een afvoer van ca 2.400 m³/s. In de laatste week van april gaat de waterstand waarschijnlijk weer dalen omdat het dan weer droog wordt vanwege het hogedrukgebied dat zich dan  in onze omgeving vestigt.

Mogelijk zakt de afvoer aan het eind van de maand wel tot onder de 9 m (NAP), maar dat betekent niet dat de Rijn op weg is naar een lage afvoer in mei en juni. In de Alpen ligt boven de 2000 m nog steeds erg veel sneeuw, vaak 1 m meer dan gewoonlijk in deze tijd van het jaar, en naar verwachting zal dat in mei gaat smelten en dan voor aardig wat smeltwater zorgen. Vanwege de noordwestelijke stroming zal het sneeuwdek de komende week zelfs nog zo'n 50 tot 100 cm aangroeien, zodat het voor deze tijd van het jaar opvallend dik gaat worden.

Maasafvoer kan de komende dagen iets stijgen later in de week weer dalen

De Maas had aan het begin van de week nog een vrij hoge afvoer van ruim 650 m³/s. Door de droge weer dat volgde is de afvoer daarna gezakt tot onder de 400 m³/s. Dat is nog steeds wat meer dan het langjarig gemiddelde dat voor deze tijd van het jaar ongeveer 275 m³/s bedraagt.

Maandagavond en dinsdag gaat er aardig wat regen vallen in Ardennen en dat kan opnieuw een lichte stijging opleveren. Omdat inmiddels het groeiseizoen is begonnen levert regen vanaf nu minder snel veel water op voor de Maas. Waar in de winter 10 mm regen in de Ardennen ongeveer 100 m³/s extra water oplevert, is dat in de zomer maar 50 m³/s. En als het wat langer droog is moet er al meer dan 10 mm vallen voordat de Maas überhaupt gaat stijgen.

Op grond van de huidige neerslagverwachting ga ik uit van een stijging tot ongeveer 500 m³/s op dinsdag en woensdag. Vanaf woensdag wordt het niet droog maar vallen er vooral buien en die leveren gemiddeld over het stroomgebied meestal maar een paar millimeter op per dag en dat is niet voldoende om de Maas verder te laten stijgen.

De afvoer gaat in de tweede helft van de week daarom weer omlaag naar circa 400 m³/s in het weekend. Waarschijnlijk zet de daling ook daarna nog door omdat het voor wat langere tijd droog blijft in het stroomgebied onder invloed van het hogedrukgebied dat zich dan in onze omgeving ontwikkelt.

Water in zicht

Waarom is de Oeral-rivier zo uitzonderlijk gestegen

De afgelopen week kwamen er berichten uit het zuiden van Rusland en Kazachstan, waar de rivier de Oeral uitzonderlijk ver buiten haar oevers was getreden en zien we beelden van woonwijken waar huizen tot aan de dakrand in het water staan. De berichten uit het gebied zijn schaars en mogelijk ook niet helemaal betrouwbaar. De oorzaak zou een doorgebroken dam zijn, wat gezien de enorme hoeveelheid water dan wel een forse dam moet zijn gaan.

Op internet kwam ik al snel beelden tegen van doorgebroken stuwdammen die de plek des onheils zouden weergeven, maar het was de vraag of die beelden wel klopten. De situatie intrigeerde mij en aan de hand van weergegevens en satellietdata ben ik op zoek gegaan of ik de oorzaak van deze catastrofale overstroming kon ontdekken. Gaat het hier om een van de effecten van klimaatverandering of om menselijk falen, of is het een combinatie van beide.

In de kaart hierna is het stroomgebied van de Oeral weergegeven, die zoals de naam al zegt een deel van het gelijknamige gebergte ontwatert. Bijzonder is dat hij aan de Aziatische oostkant van de Oeral ontspringt, vervolgens via een kloof door dit gebergte stroomt om aan de Europese kant via Kazachstan in de Kaspische zee uit te monden.

Op de kloof na stroomt de Oeral door een brede vallei met daarin tal van oude rivierarmen, wat laat zien dat het de historische overstromingsvlakte van de rivier is. Aan weerszijden wordt deze vlakte begrensd door hogere gronden. De breedte van de dalvlakte heeft wel wat weg van het Rivierenland in Nederland.

Onderweg monden er tal van grotere zijrivieren in de Oeral uit en gemiddeld genomen neemt de afvoer daarbij steeds verder toe. Het bijzondere aan de Oeral is echter dat hij op zijn weg richting de Kaspische zee door een steeds droger klimaat stroomt. Ten behoeve van de landbouw wordt daar veel water aan de rivier onttrokken en tegen de tijd dat de rivier bij de Kaspische zee aankomt is er in de meeste zomers vaak nog maar weinig water over.  De afgelopen weken is er echter zoveel water onderweg dat daar zeker geen sprake van zal zijn en over een week of twee zal er daarom heel veel water bij de Kaspische zee aankomen.

De volgende kaarten laten de omvang van de overstroming zien in de buurt van Orsk. Het gaat om data van de Europese Sentinel-2 satelliet (bron: SatWorld). Het beeld links is de situatie in een zomerse situatie en het tweede beeld is van 11 april en laat het totale overstroomde gebied zien. De rivier heeft de gehele (soms brede en soms smalle) vallei overstroomd waar hij doorheen stroomt. 

In eerste instantie ben ik op de satellietbeelden die beschikbaar zijn op zoek gegaan de doorgebroken dam, want dat zou de oorzaak zijn van de ramp. Stroomopwaarts van de stad Orsk ligt een enorm groot stuwmeer en gezien de overstroming lag het voor de hand dat een doorbraak van de stuwdam aldaar de oorzaak zou zijn.

De satellietdata van 11 april laten echter een intacte dam zien (zie foto hieronder met het zuidelijk deel van het meer). De grijze kleur op de foto is het deel van het meer dat op die datum nog met ijs bedekt was. Links van het ijs is een langgerekt deel van het (troebele) meer te zien. De dam is herkenbaar aan het water dat er met veel kracht overheen stroomt (midden-onder).

Het gebeurt wel vaker dat water via een overlaat over een stuwdam stroomt. Zo'n overlaat is een soort van noodventiel dat ingezet wordt als het peil in het stuwmeer een bepaald hoog niveau bereikt; maar dat is niet ongewoon en betekent niet dat de dam is doorgebroken.

Wat opviel bij het vergelijken van de satellietbeelden van dit jaar was dat er tot eind maart veel sneeuw in het gebied lag en dat dit snel gesmolten is in de eerste week van april. Mogelijk was dat de oorzaak van het vele water. Om na te gaan hoe bijzonder dit was heb ik ook satellietdata van deze periode uit voorgaande jaren bekeken. Hieruit bleek dat er in alle jaren sneeuw ligt tot ver in maart en dat het sneeuwdek gewoonlijk in de eerste twee weken van april smelt.

Wat de sneeuw en het smelten betreft wijkt dit jaar dus niet af van de andere jaren. Bij al die andere jaren werd de overlaat van de stuwdam echter nooit ingezet in het voorjaar. Blijkbaar wat de buffercapaciteit van het stuwmeer in die jaren groot genoeg om het smeltwater dat begin april beschikbaar komt wel op te kunnen vangen. Dit jaar verliep echter anders.

Op satellietfoto’s van 6 en 11 april is te zien dat de rivieren die in het meer uitmonden zeer veel water aanvoeren. Veel meer dan in andere jaren. Het stuwmeer is daardoor veel verder gestegen dan in andere jaren waardoor de overlaat ging stromen. Wat ook opvalt op de foto van dit jaar is dat het water bovenstrooms van de dam troebel is, wat betekent dat er veel sediment in het water zweeft. Gewoonlijk bezinkt het meeste sediment stroomopwaarts in een stuwmeer maar ditmaal stroomde het water in het meer blijkbaar zo snel dat het tot aan de dam troebel bleef. Dat is uitzonderlijk en wijst op een erg grote hoeveelheid water die door het meer onderweg was.

De tweede foto laat het gebied zien net ten noorden van de stad Orsk. De Oeral stroomt hier van noord naar zuid en het water van deze rivier is vrij helder, omdat het grote stuwmeer bovenstrooms het meeste sediment heeft opgevangen. Vanuit het oosten mondt hier een grote zijrivier in de Oeral uit en het water van deze rivier is juist erg troebel. In deze rivier bevinden zich geen stuwmeren en het water van deze rivier is zijn sediment dus niet kwijtgeraakt.

Ook deze zijrivier heeft een opvallend hoge afvoer en net als bij de Oeral is de hele dalvlakte overstroomd. De oude armen van historische rivierlopen zijn bij beide rivieren vol met water gestroomd en daarom goed zichtbaar op de satellietfoto. Uit het feit dat beide zijrivieren uitzonderlijk veel water aanvoeren, blijkt dat het geen damdoorbraak kan zijn, want dan was het hoge water in slechts één van deze rivieren opgetreden. De satellietbeelden laten ook zien dat verder stroomafwaarts alle grote zijrivieren ook zeer veel water aanvoeren.  Het gaat dus duidelijk om een event die in een hele groot gebied is ontstaan en niet door een doorgebroken dam. Door de hoge aanvoer uit de vele zijrivieren is de hoogwaterpiek stroomafwaarts ook steeds hoger geworden.

Ik ben achter de weerdata aangegaan van deze regio en daaruit bleek dat het tot en met eind maart koud was met 's nachts vaak matige vorst en overdag temperaturen rond nul. Vanaf 1 april ging de temperatuur zeer snel omhoog en op 5 april was het overdag al boven de 15 graden. Op 6 en 7 april viel er ook regen in het gebied. Regen op sneeuw is een beruchte versterker van een hoogwatersituatie en als dit inderdaad is gebeurd, dan zou dit verklaren waarom de rivieren zo'n uitzonderlijke hoeveelheid water aanvoeren. Ik heb echter maar weinig meetstations met neerslagdata uit het gebied kunnen vinden, dus ik weet niet helemaal zeker of dit is gebeurd.

De eerste grote stad die de Oeral tegenkomt na het stuwmeer en de samenvloeiing met de troebele rivier is de stad Orsk. Uit deze plaats bereikten ons enkele dagen geleden de eerste beelden van overstroomde huizen. De de volgende foto is van 11 april toen een groot deel van de stad was overstroomd. Vanuit het noorden stroomt de Oeral op de stad aan en het is goed te zien hoe het troebele water van de grote zijrivier zich hier nog steeds niet met het water van de Oeral heeft gemengd. Ten zuiden van de stad mondt nog een andere troebele zijrivier in de Oeral uit.

Met een groene lijn heb ik de ligging van de dijken aangegeven en het is duidelijk te zien dat deze dijken het water niet hebben kunnen tegenhouden, want binnendijks is een enorm gebied overstroomd. Bij goed zoeken zijn de plaatsen te zien waar de dijken zijn doorgebroken. Belincat heeft hier ook onderzoek aan gedaan en kwam 6 plaatsen tegen. Wat opvalt is dat de dijken het stroomgebied van de rivier enorm hebben ingeperkt en in feite heeft de rivier hier gewoon weer zijn oorspronkelijke rivierbed opgeëist. 

Ik vermoed dat men in Orsk teveel vertrouwd heeft op het grote stuwmeer stroomopwaarts. In alle jaren tot nu toe kon dit meer de toestroom van smeltwater makkelijk aan en zorgde dat voor een sterke reductie van water in de Oeral tot aan de stad Orsk. Het meer werd dan in het voorjaar gebruikt om een extra buffer op te bouwen voor de droge zomer die altijd weer zou volgen. In vorige jaren kon ik op de foto's ook goed zien hoe in april en mei het peil in het meer langzaam opliep, waarmee de buffer werd opgebouwd.

Maar dit jaar was er zoveel smeltwater dat die buffer al heel snel gevuld was en het stuwmeer de overvloed aan water moest door laten stromen. In zo'n situatie is een stuwmeer zelfs extra nadelig omdat in het meer de looptijd van het water is teruggebracht tot vrijwel nul. Toen er nog geen meer was, kwam er soms ook hoog water voor, maar de golf deed er dan enkele dagen over om de afstand van het (opvallend) lange stuwmeer af te leggen. Nu is die looptijd sterk verkleind en komt het water van de Oeral en van alle zijrivieren tegelijk bij de stuwdam aan; als in een enorme badkuip.

De volgende foto laat de situatie zien in de kloof die na de stad Orsk volgt. Het is een foto van ongeveer een maand geleden, die laat zien hoeveel sneeuw er toer lag.  Ook valt op dat de rivier nog bevroren was. Inmiddels is deze sneeuw allemaal gesmolten en voegt het smeltwater zich bij het water dat van bovenstrooms komt.

De laatste foto is van de stad Orenburg; het ligt na de kloof en hier kwam het water een dag of 4 geleden aan. Al snel overstroomde het water een groot deel van de stad. Ook hier heeft de rivier de hele oorspronkelijke dalvlakte weer in bezit genomen. Wat opvalt is dat hier overal woonwijken in de dalvlakte (met een gele lijn aangegeven) liggen en nog opvallender is dat er nergens dijken lijken te zijn. De wijken zijn op de foto moeilijk te zien en daarom heb ik ze licht gemarkeerd.

Uit de beelden die op internet te vinden zijn van de overstroming, blijkt dat het vaak om relatief nieuwe wijken gaat, die dus allemaal in de overstromingsvlakte van de rivier zijn gebouwd. De oudere stad ligt bovenaan op de foto en duidelijk hogerop, op de hoge grond buiten de dalvlakte. Verder valt op dat al deze wijken geen dijken hebben en gewoon in het rivierdal liggen met dus een groot risico dat ze bij een hoogwater overstromen. Blijkbaar heeft niemand er hier rekening mee gehouden dat overstromingen nog steeds mogelijk zijn.

De vraag is wat men hier nu in de toekomst gaat doen, want dijken aanleggen rond de wijken zou betekenen dat die enorm hoog moeten zijn. Want al het water dat nu tussen de huizen doorstroomde zal dan ook door het resterende, onbedijkte deel moeten stromen. De waterstanden lopen dan veel verder op dan nu met het risico op nieuwe dijkdoorbraken in de toekomst. 

Samengevat lijkt het er op dat het vooral de bijzondere weersituatie is geweest die de hoge afvoeren heeft veroorzaakt. Satellietbeelden laten zien dat alle rivieren in de regio een extreem hoge afvoer hadden en niet alleen de Oeral. Dat de oorzaak een doorgebroken dam zou zijn lijkt daarom niet te kloppen.

Wel zijn er dijken doorgebroken in de stad Orsk, maar dat is weinig verrassend als er zoveel water door het sterk ingeperkte gebied moet stromen dat de rivier na de aanleg van de dijken nog resteert. In Orenburg valt op dat vooral woonwijken in de dalvlakte (de uiterwaarden) van de rivier zijn gebouwd; het is dan niet vreemd dat deze huizen in het water komen te staan als de rivier buiten zijn oevers treedt.

Ook overstroomde de stuwdam van een groot stuwmeer, maar dat is niet ongebruikelijk als het peil in het meer te hoog wordt. Het zou goed kunnen dat men (tot nu toe) vertrouwd heeft op dit stuwmeer als buffer om het smeltwater in het voorjaar op te vangen. Maar die buffer bleek dit jaar al snel vol te zijn, waardoor er ineens met grotere snelheid dan in een situatie zonder dat meer extra veel water naar de Oeral werd doorgevoerd.

Of de zeer hoge afvoeren het gevolg zijn van klimaatverandering is aan de hand van de beschikbare gegevens niet te zeggen. Er lag sneeuw, maar dat gebeurt iedere winter, en ook het feit dat de temperatuur in korte tijd hoog opliep, waardoor de sneeuw smolt, gebeurt vaker in deze regio. Mogelijk lag er meer sneeuw dan normaal en viel de dooi in een heel groot gebied tegelijk in, waar dat in andere jaren meer geleidelijk gaat.

Ook kan het zijn dat de dooi samenviel met een periode van regen, waardoor er tegelijkertijd regen- en smeltwater beschikbaar kwam, wat doorgaans een versterker is van een hoogwater. Bij de Rijn en de Maas is het vooral die combinatie die de hoogste hoogwaters heeft opgeleverd. De neerslagdata uit de regio die ik beschikbaar heb, zijn echter te beperkt om daar iets over te zeggen.