1. www.hkv.nl
Simona Gebruikersmiddag
Simona in de praktijk
Andries Paarlberg
19 juni 2014

2. www.hkv.nl
Projecten
• Bypass Varik-Heesselt
• Insteekhaven Lus van Linne
• Modellering instroming nevengeul
• Dijkdoorbraken Niederrhein
Tijd over? 
• Herinrichting Hemelrijkse Waarden
• Bepaling overlaatcoëfficiënten hoogwatergeul
Veessen-Wapenveld

3. www.hkv.nl
Bypass Varik-Heesselt
• Studie Waalweelde voor RWS-WD
• Analyse met WAQUA of met een set maatregelen een
afvoer over de Waal, equivalent aan de instroom bij
Lobith van 18.000 m3/s, mogelijk is zonder
overschrijding van de in 1996 vastgelegde maatgevende
waterstanden.
• Eén van de maatregelen:
Bypass Varik-Heesselt (70006)

4. www.hkv.nl
Bypass Varik-Heesselt
• Bypass valt buiten rekenrooster
• Horizontale domeindecompositie (ddhor)

5. www.hkv.nl
Bypass Varik-Heesselt

6. www.hkv.nl
Bypass Varik-Heesselt
• Stroombeeld bij een Boven-Rijnafvoer van 18.000 m3/s

7. www.hkv.nl
Bypass Varik-Heesselt
• Huidige oplossing Deltamodel: opgenomen in rooster

8. www.hkv.nl
Lus van Linne
• Nieuw leven in de Lus van Linne
• Initiatief voor combinatie grondstoffenwinning en natuur,
zie www.lusvanlinne.nl
• HKV heeft bijdrage geleverd aan het optimaliseren van
ontwerpen en toetsen aan Rivierkundig
Beoordelingskader van RWS (RBK 2.01)
• Periode 2009-2012, opdrachtgever Ballast Nedam
Grondstoffen BV
• Dit heeft geresulteerd in de Defintief Ontwerp

9. www.hkv.nl
Lus van Linne

10. www.hkv.nl
Lus van Linne
• Linnerplas-Zuid: (tijdelijke) insteekhaven voor uitvoering
werkzaamheden

11. www.hkv.nl
Lus van Linne
• Linnerplas-Zuid in Baseline

12. www.hkv.nl
Lus van Linne
• In overleg met RWS besloten rooster te verfijnen om
Rivierkundige effectbeoordeling uit te voeren

13. www.hkv.nl
Lus van Linne
• Belangrijkste aspect: dwarsstroming
• Criterium Maas (RBK 2.01) Udwars < 0,3 m/s
• Analyse bij drie afvoeren:
Omschrijving Afvoer [m3/s]
Zomerbed vullende
afvoer 1250
Stremming
scheepvaart 1700
Oeverzone rond
insteekhaven loopt
ruim over bij km 71
2000

14. www.hkv.nl
Lus van Linne
Verschil in grootte
stroomsnelheid

15. www.hkv.nl
Lus van Linne
• Meer stroming via plas, door “uitgang”
• Dwarsstroming 0,8 m/s >> 0,3 m/s

16. www.hkv.nl
Lus van Linne
• Mitigatie: kade om de insteekhaven (20,7 m+NAP)
• MHW-effect nog acceptabel
• Dwarsstroming 0,18 m/s < 0,3 m/s

17. www.hkv.nl
Modellering instroming nevengeul
• Duikers t.p.v. instroming nevengeul
Dam met fietspad
Op 12 m+NAP
Drempel
7,5m+NAP
6,5m+NAP
6,5m+NAP

18. www.hkv.nl
Modellering instroming nevengeul
• 8 “muilprofiel”-duikers, doorstroomoppervlak 8,45 m2,
hoogte 2,78 m
• Rooster “gedraaid” t.o.v. duikers. Bij niet-overstroomde
kade modelleren met overlaten niet goed mogelijk
• Barriers met gate/sill en aanpassingen van de
“barrierwidth coefficient” om juiste doorstroomprofiel te
verkrijgen
• Bij relatief lage afvoer gaat dit goed
• Bij een afvoer waarbij de duikers vrijwel geheel zijn
gevuld, ontstaan problemen bij de modelleren met
barriers.

19. www.hkv.nl
Modellering instroming nevengeul
• Er ontstaat een neer en aanstroming is niet loodrecht

20. www.hkv.nl
Modellering instroming nevengeul
• Afvoer door geul in WAQUA < afvoer geschat met een
analytische beschouwing waarbij het waterstandsverval
evenwicht maakt met de barrierverliesterm
• WAQUA: barrier is ‘subkritisch’: het barrier-effect wordt
verdisconteerd in een wrijvings-achtige term die
toegevoegd wordt aan de impulsvergelijking
• Er is in WAQUA bovenstrooms een neer aanwezig:
twijfelachtig of dat in werkelijkheid ook zo is (3D-
stroming, beperkte resolutie)
• Voor een goede weergave van de stroming door barriers
is min of meer loodrechte aanstroming nodig, met een
duidelijke impuls in de richting van de stroming door de
barrier.

21. www.hkv.nl
Modellering instroming nevengeul
• De keuze voor de wijze waarop barriers weergegeven
moeten worden is afhankelijk van het lokale
stroombeeld
• Bekijk dus altijd goed het in WAQUA resulterende
stroompatroon
• Voor deze situatie zou (lokale) roosterverfijning helpen,
liefst in combinatie met ongestructureerde roosters
• Hier keuze voor “onttrekking/lozing” op basis van
uitkomsten van een analytische beschouwing
(conservatieve benadering geredeneerd vanuit
morfologische effecten).

22. www.hkv.nl
Dijkdoorbraken Niederrhein
• Grensoverschrijdend
project
• Baselinedatabase +
WAQUA-schematisatie
Niederrhein
• Effecten van
– NL + DUI maatregelen
– Dijkverbeteringen vs.
dijkdoorbraken
• “Innen” + “Aussen”
model
• Hier: modellering
dijkdoorbraak
Düsseldorf

23. www.hkv.nl
Dijkdoorbraken Niederrhein
• Verschillende golven
• Mdor = met doorbraak Oberrhein
• Zdor = zonder doorbraak Oberrhein
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
tijd [dagen]
afvoer[m3/s]
Andernach
HW158zdor
Andernach
HW158mdor
Andernach
HW036mdor
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
tijd [dagen]
afvoer[m3/s]

24. www.hkv.nl
Dijkdoorbraken Niederrhein
• Simulatie HW158zdor, nabij Düsseldorf

25. www.hkv.nl
WAQUA Niederrhein
• Simulatie HW158zdor, nabij Düsseldorf

26. www.hkv.nl
Dijkdoorbraken Niederrhein
• Situatie met dijkverhogingen, maar overstroombaar
(overlaten), km728 linkeroever

27. www.hkv.nl
Dijkdoorbraken Niederrhein
• Hier zal een bres ontstaan
• Dit heeft gevolgen voor hoeveelheid water dat
binnendijks komt, daarom bresvorming opnemen in
WAQUA
• Voorwaarde: overeenkomst met Delft-FLS
• In Delft-FLS bres als volgt gemodelleerd: initieel 35 m
breed en in 2 uur tijd erosie van dijkhoogte tot
maaiveld. Daarna groeit bres in 28 uur in de breedte tot
200 m
• Mogelijk in WAQUA: beweegbare drempel, beweegbare
schuif of combinatie daarvan.

28. www.hkv.nl
Dijkdoorbraken Niederrhein
• Initiële hoogte van de beweegbare drempel en schuif op
0,42 * (dijkhoogte t.o.v. maaiveld)
• Voldoende goede overeenkomst over periode 30 uur
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
0 5 10 15 20 25 30
tijd [h]
Afvoer[m3/s]
afvoer Delft-FLS afvoer drempel afvoer schuif afvoer schuif en drempel
Delft-FLS
WAQUA-schuif
WAQUA-drempel
WAQUA-combi

29. www.hkv.nl
Dijkdoorbraken Niederrhein
• Schematisatie van de bres in WAQUA

30. www.hkv.nl
Dijkdoorbraken Niederrhein
• Stroming door bres bij rkm 718.

31. www.hkv.nl
Dijkdoorbraken Niederrhein

32. www.hkv.nl
Dijkdoorbraken Niederrhein
• Effect bresgroei: afname waterstand door meer volume
door bres
• Bij doorbraken met bresgroei kan in het geval van
doorbraken het ingestroomde water na de top van het
hoogwater via de bres weer terugstromen: toename
afvoer en daarmee waterstand
dijkdoorbraken 2015 HW158zdor
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
600 650 700 750 800 850
rkm Rijn
maxwaterstand[m+NN]
-0.16
-0.12
-0.08
-0.04
0.00
0.04
waterstandsverschilD12-D11(m)
J05dh15 HW158zdor
J05dh15_db HW158zdor
verschil D12-D11
Geen effect

33. www.hkv.nl
Hemelrijkse Waarden
• MER 2008: VKA
• Hele plangebied verlagen, aanleg nevengeul met zandige
eilanden & vergroten ontwikkelingsmogelijkheden voor
hardhoutooibos
• Periode 2008 – 2013 hebben nieuwe inzichten geleid tot
enkele aanpassingen, bijv. behoud veerstoep en
ondiepere nevengeul: Globaal Hoofd Ontwerp
(GHO/irp4)
• 2014: uitgewerkt tot een Definitief Ontwerp,
rivierkundige toetsing aan het Rivierkundig
Beoordelingskader (v2.01)
– Taakstelling
– MHW-verhoging
– Dwarsstroming: blijft binnen normen
– Morfologie, m.b.v. WAQmorf vuistregel (RWS)

34. www.hkv.nl
Hemelrijkse Waarden
• Van de Wetering Cultuurtechniek
• Rademakers
Ecologie en Ontwikkeling

35. www.hkv.nl
Hemelrijkse Waarden
• Ontwerpbodem met gladder vegetatiebeeld
-0.12
-0.1
-0.08
-0.06
-0.04
-0.02
0
0.02
0.04
0.06
180185190195200205
Verschilinwaterstand[m]
Rivierkilometer
IRP4 minus ref
Do1 = basisontwerp
Do3 = do1 ruwheden irp4
Do4 = do1 ruwheden referentie

36. www.hkv.nl
Hemelrijkse Waarden
• Verdere reductie ruwheid
-0.05
-0.04
-0.03
-0.02
-0.01
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
180185190195200205
Verschilinwaterstand[m]
Rivierkilometer
IRP4 minus REF
Do1 = basisontwerp
Do7 = aanpassing ruwheid oeverzone
Do10 = do7+ reductie bos in uiterwaard

37. www.hkv.nl
Hemelrijkse Waarden
• MHW-verhoging t.o.v. GHO/irp4
-0.05
-0.04
-0.03
-0.02
-0.01
0
0.01
0.02
0.03
0.04
194195196197198199200201202203
Verschilinwaterstand[m]
Rivierkilometer
IRP4, taakstelling
Do10 = do7+ reductie bos in uiterwaard

38. www.hkv.nl
Hemelrijkse Waarden
• MHW-verhoging
Do10 Irp4
Verschil in
waterstand [m]

39. www.hkv.nl
Hemelrijkse Waarden
• Verschil dieptegemiddelde stroomsnelheid met referentie
N=878
Verschil in
stroomsnelheid [m/s]

40. www.hkv.nl
Hemelrijkse Waarden
• Verschil dieptegemiddelde stroomsnelheid met referentie

41. www.hkv.nl
Hemelrijkse Waarden
• WAQMORF toepassing: vaardiepte bij stuwpeil

42. www.hkv.nl
Hemelrijkse Waarden
• Natuurontwikkeling en nevengeul

43. www.hkv.nl
Hemelrijkse Waarden
• Q1250,q1500,q2000  Resultaat WAQMORF

44. www.hkv.nl
Overlaatcoëfficiënten barriers
• Inlaatwerk hoogwatergeul Veessen-Wapenveld
inlaat

45. www.hkv.nl
Overlaatcoëfficiënten
• Geopende inlaat heeft vorm van een overlaat
• In verkennende berekeningen geschematiseerd als
overlaat
• Afvoercoëfficiënten voor de overlaten zijn gebaseerd op
vele gootproeven met even zovele overlaatvormen
(RWS, 1968)
• Wens: precieze drempelhoogte alsmede de sturing van
de kleppen op te nemen in WAQUA  barriers
• Opgeven: percentage (v.d. breedte) van de barrier dat
‘dicht’ staat, gate/sill, afvoercoëfficiënt
• Afregeling middels som met overlaten en som met
barriers
• Afvoercoefficient barriers: 1,23

46. www.hkv.nl
Overlaatcoëfficiënten
• Testen met een rechte bak drempel
• Schaalproeven om dit te testen (bij Deltares)
Vergelijking barrier - overlaat
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
H1/h
Afvoercoefficientbarrier
y = -9.988x2 + 10.806x - 1.4561
y = -39.714x4 + 126.45x3 - 146.51x2 + 72.034x - 11.264
h = waterstand bovenstrooms van
drempel
H1= energieniveau aan
bovenstroomse zijde t.o.v.
kruinhoogte van de drempel

47. www.hkv.nl
• Bedankt
• a.paarlberg@hkv.nl