Stochastische voorspelling van morfologische ontwikkelingen in de Waal: Effecten van een nevengeul bij Nijmegen

In de huidige riviermorfologie worden veelal voorspellingen gedaan op basis van deterministische modellen. De morfologische en hydraulische reacties worden met enkele modelsimulatie met zorgvuldig gekozen invoerwaarden bepaald. Bij het opstellen van een model en het specificeren van modelinvoer en modelparameters worden echter vele onzekerheden geroduceerd. Op dit moment is er onvoldoende inzicht in de invloed van verschillende onzekerheidsbronnen op de stochastische variabiliteit van de morfologische reacties. In dit onderzoek worden de relatieve bijdragen van verschillende onzekerheden in modelinvoer en modelparameters nader bekeken. Uit het project "Ruimte voor Rijntakken" komt naar voren dat het opheffen van vernauwingen in de rivier voor de hoogwaterafvoer zeer effectief is. Nijmegen is een van de knelpunten waar een versmald winterbed een flessenhals vormt. Gevreesd wordt dat aanleg van het nieuwe Nijmeegse stadsdeel aan de noordzijde van de Waal, de Waalsprong, de mogelijkheden voor effectieve veiligheidsmaatregelen aanzienlijk zal beperken. De casestudie van dit onderzoek wordt gevormd door een buitendijks aan te leggen nevengeul. Op basis van het 1-D morfologische SOBEK Rijntakkenmodel is in dit rapport een aangepast morfologisch model afgeleid. De nevengeul resulteert in een verlaging van de maatgevende waterstand met 17 cm. De mogelijkheid van een beweegbare overlaat kan de verlaging van de waterstanden door de nevengeul doen oplopen tot 33 cm. Het in dit onderzoek afgeleide model voorspelt voor de variant van Rijkswaterstaat een verlaging van de maatgevende waterstand met 35 cm. Uit een gevoeligheidsanalyse blijkt dat de langjarige morfologische reacties vooral beloed worden door variaties in afvoer, ruwheden van het zomerbed en de korreldiameters. De afmeting van het betrouwbaarheidsinterval kan per lokatie aanzienlijk varieren. Het blijkt dat de pieken in de afmeting van het betrouwbaarheidsinterval toe te schrijven zijn aan lokaal aanwezige brede uiterwaarden. Een tweede oorzaak voor de grotere pieken is een aantal overgangen tussen verschillende takken van het model. Naast een ruimtelijke spreiding in de afmeting van het betrouwbaarheidsinterval blijkt er ook een seizoensafhankelijke variatie op te treden. Deze variatie valt samen met de jaarlijkse afvoervariatie. De door de ruwheid en korreldiameter geroduceerde onzekerheden zijn dan van dezelfde orde als de onzekerheden die door de stochastische afvoer veroorzaakt worden.Civil Engineering and Geoscience