19 juli 2021

Droog weer en zonnig, op termijn wel weer buien, waterstanden blijven dalen. Waterpeilen.nl

De Waalkade in Nijmegen

De komende 3 weken zal de berichtgeving even op een wat lager pitje staan. De verwachtingen voor de waterstanden zal ik wel wekelijks blijven maken. De verdere analyse van de gebeurtenissen van afgelopen week moet daarom even wachten tot na de vakantie.

water van de week

Droge week, vanaf volgend weekend weer buien

De extreme neerslag van de afgelopen week trof vooral het zuidoosten van Nederland en een gebied aangrenzend Duitsland en België. Binnen Nederland is de omgeving van Kerkrade met 21,3 cm tot nu toe deze maand de natste regio. Tegelijkertijd is het in het westen van het land juist erg droog en viel in de kop van noord Holland tot nu toe slechts 0,5 cm regen. De neerslagkaart van het KNMI laat de verschillen goed zien.

In de jaren met droge zomers die achter ons liggen was het vaak precies andersom. In de Noordwestelijke helft van het land viel toen vaak nog wel neerslag en vaak zelfs meer dan gemiddeld, terwijl de zuidoostelijke helft juist erg droog was. Dat verschil is nu wel ongeveer gecompenseerd zou je kunnen zeggen. 

Inmiddels is het al een paar dagen droog in de stroomgebieden van Rijn en Maas en de afvoer naar de rivieren neemt dan ook snel af. Het zonnige, warme weer zorgt daarbij ook voor veel verdamping, dus anders dan in de winter zullen de bodems ook weer snel opdrogen. Dieper in de grond zal het grondwaterniveau voorlopig wel hoog blijven.

Het droge weer hebben we te danken aan een groot hogedrukgebied boven de Britse Eilanden. De komende dagen beweegt het naar het oosten en vormt het een aparte kern boven onze omgeving. Een lang leven is dit hoog echter niet beschoren want in de tweede helft van de week verdwijnt het al weer langzaam van de weerkaart en komt er een lagedrukgebied dichterbij vanaf de Oceaan. 

Dit lagedrukgebied schuift ook op naar het oosten en als het boven het continent aangekomen is, zorgt het in ieder geval enkele dagen voor buiig weer. Dit begint dan op zaterdag en duurt voort tot in het midden van de week daarna. Zoals het er nu naar uitziet gaat het vooral om losse buien en niet het geclusterde type dat voor de enorme wateroverlast heeft gezorgd. Maar omdat vooral in België en Duitsland veel beekdalen nog een grote ravage zijn, kan het extra water dat uit de buien valt toch voor nieuwe hinder zorgen.

In de laatste dagen van juli lijkt het er nu op dat een nieuwe hogedrukgebied vanaf de Oceaan voor droger weer zal gaan zorgen, maar omdat dit nog ver weg is in de tijd is dit uiteraard nog onzeker. Volgende week is meer duidelijk eind juli inderdaad droog of toch natter gaat verlopen.

Rijn bereikt vandaag zijn hoogste punt en daalt komende week gestaag

De waterstand bij Lobith is gisteren nog maar langzaam opgelopen en vanmorgen op zondag is de hoogste stand bereikt op ca 14,1 m +NAP. Dat is flink wat lager dan ik een paar dagen geleden voorzag en misschien dat mensen in de uiterwaarden nu spullen hogerop hebben gezet, waar dat achteraf niet nodig is gebleken. Vanwege de uitzonderlijke situatie was de verwachting echter niet zo eenvoudig te maken. 

Dit had vooral te maken met de snelle en zeer hoge afvoer van de zijrivieren en beken die tussen Koblenz en Duisburg in de Rijn uitmonden. Zoals de Ruhr die ca 1500 m3/s aanvoerde, wat uitzonderlijk hoog is voor deze meest noordelijke grote zijrivier van de Rijn. Al deze rivieren voerden samen opgeteld zo’n 4000 tot 4500 m3/s aan en dit zorgde al meteen voor een sterke stijging van de Rijn op donderdag en vrijdag.

De afvoer vanuit de Moezel, die vanwege de aanvoer vanuit de Eiffel en oostelijke Ardennen ook zeer sterk steeg moest toen nog komen. De afvoer steeg hier tot ruim 2800 m3/s waar de zomerafvoer normaal ca 100 m3/s bedraagt.  De Bovenrijn die bij Koblenz samenvloeit met de Moezel was ondertussen ook nog vrij hoog met ca 3.750 m3/s. 

Stel dat je al deze waarden optelt dan kom je op een totale afvoer van ruim 10.000 m3/s, wat zou betekenen dat de Rijn bij Lobith naar bijna 16 meter had kunnen stijgen. Nu kun je de waarden uit de diverse zijrivieren nooit optellen, want het zijn bijna altijd pieken en het water komt daardoor voor een meer of minder groot deel ook altijd na elkaar. De mate waarin dat gebeurt, is echter op voorhand moeilijk in te schatten, want onbekend is hoeveel water er nog onderweg is in al deze zijbeken, zeker na zo’n uitzonderlijke gebeurtenis.

Daarbij is de enige referentie die beschikbaar is die van hoogwaters in de winter en in die situaties bouwt de afvoer vanuit zijrivieren zich meestal geleidelijk op en daarna weer langzaam af. Op grond daarvan kun je dan inschatten hoe dat samenvallen van al die verschillende pieken tot een grote verzamelpiek in de Rijn leidt.

Bij deze hoogwatergolf was de situatie achteraf toch anders, want de afvoer uit de zijbeken daalde ook weer heel snel en toen de piek uit de Moezel uiteindelijk nabij Keulen was aangekomen, was de zijdelingse aanvoer al weer veel kleiner dan ik eerst had gedacht. Dit is goed te zien aan de afvoercurve van Duisburg (zie hierna) die na de aanvankelijke snelle toestroom op 15 juli 2 dagen lang bijna niet meer veranderde. Gedurende die dagen nam de hoeveelheid water die de Rijn vanaf stroomopwaarts aanvoerde wel gestaag toe, maar dit leverde geen stijging op omdat de aanvoer vanuit de vele zijbeken ongeveer net zo snel daalde.

 

Schermafbeelding 2021-07-18 om 14.21.14.png

Afvoerverloop bij Duisburg in de Niederrhein, ca 1 dag stroomopwaarts van Lobith. Afvoerverloop bij Duisburg in de Niederrhein, ca 1 dag stroomopwaarts van Lobith.

Inmiddels neemt ook de aanvoer vanuit de Moezel weer snel af en is ook in de Rijn stroomafwaarts van Koblenz de waterstand sterker gaan dalen. Deze daling zet zich ook door naar Nederland en vanmiddag al zal de Rijn bij Lobith weer langzaam gaan dalen, vanaf morgen steeds sneller. Ondertussen is de Bovenrijn in Zuid Duitsland juist nog wat verder gestegen vanwege zware regenval in Zwitserland afgelopen vrijdag. Dit leverde in de Duitse Bovenrijn zelfs de hoogste juli-afvoer op sinds het begin van de metingen.

Het bijzondere is dat we in Nederland van al dit water uit Zuid Duitsland weinig zullen merken. Onderweg naar het noorden wordt de extra aanvoer die dit oplevert namelijk weer ruimschoots gecompenseerd door de verdere daling van de zijrivieren in Midden Duitsland. Het betekent hoogstens dat de daling bij Lobith wat minder snel verloopt.

Samengevat zal de Rijn na piek vanmorgen van 14,1 m +NAP en een afvoer van 6700 m3/s langzaam gaan dalen. Vannacht wordt dan de 14 m weer onderschreden, op woensdag of donderdag de 13 m en in het komend weekend de 12 m. Ook daarna zet de daling nog door. Er worden vanaf het weekend wel nieuwe buien verwacht in het stroomgebied, maar de wateraanvoer daarvan zal voorlopig onvoldoende zijn om de dan nog hoge afvoer in stand te houden. Waarschijnlijk daalt de Rijn daarom nog verder naar een stand tussen 11 en 10,5 m begin augustus.

Piek in de Maas loopt verder naar het Benedenrivierengebied

De uitzonderlijke hoogwatergolf in de Maas heeft nu bijna het Limburgse traject van de Maas verlaten. Na het dorpje Well, waar het vooral vannacht erg spannend werd of de dijk het zou houden, zijn de verwachte waterstanden voor het traject dat nu volgt minder spannend. Ten eerste zakt de hoogwatergolf hier wat meer in en zijn er enkele trajecten ook diverse maatregelen genomen in het verleden waardoor de waterstand er minder hoog zal worden dan bv in 1993. 

Daarbij hebben de dijken in het deel waar de Maas op de grens van Brabant en Gelderland loopt een veel hogere norm en zijn ze opgewassen voor afvoeren tot boven de 4.000 m3/s. Dat wil niet zeggen dat er niets mis kan gaan, want dat kan ook bij lagere waterstanden gebeuren, maar de kans daarop is wel heel erg klein.

Als we de hoogwatergolf van 1993 als referentie gebruiken dan zal de waterstand bij Gennep vandaag ca 60 cm lager uitvallen (zelfs 90 cm in vergelijking met 1995), bij Mook ca 1 meter en tussen Grave en Lith ca 60 tot 70 cm. Het waterveiligheidssysteem zou hier ruim op berekend moeten zijn. 

Als we nog even terug kijken naar de standen in Well, dan is het opvallend hoe hoog die zijn gekomen, in vergelijking met het hoogwater van 1993 en 1995. Want in Well viel de waterstand nu hoger uit, terwijl het boven- en benedenstrooms juist lager was. Zo bedroeg de stand stroomopwaarts in Venlo in 1993 ca 18,4 en in 1995 ca 18,5 terwijl het nu tot 18,01 kwam; dus ca 40 – 50 cm lager. In Sambeek, wat stroomafwaarts van Well ligt, kwam de stand in 1993 tot ca 13,9 en in 1995 tot ca 13,95, terwijl het er nu tot 13,78 kwam, dat is dus ca 10 – 15 cm lager

In Well echter kwam het in 1993 tot ca 15,3 en in 1995 tot 15,4 terwijl het nu tot bijna 15,48 kwam. Dat is dus ruim 15 cm meer dan in 1993 en ruim 5 cm meer dan in 1995. Omdat de dijk berekend was op het niveau van 1993 plus ca 25 cm extra hoogte, werd het daar dus heel spannend, terwijl het in Venlo achteraf meegevallen zal zijn.

Een mogelijke verklaring is dat Well juist in een gebied ligt waar het net niet profiteert van de verschillende rivierverruimingen. In Sambeek werkt bijvoorbeeld de bodemverlaging van de Maas nog door die ter hoogte van Mook is uitgevoerd en Venlo profiteert van het openen van de Oude Maasarm tussen Ooijen en Wanssum. Well valt daar net buiten en heeft als nadeel dat door de dijk die na 1995 is aangelegd ook nog eens een groot deel van het Maasdal is afgedamd. De plannen om deze situatie te veranderen zijn trouwens vergevorderd en komen waarschijnlijk na deze gebeurtenis ook in een stroomversnelling.

Ondertussen is de afvoer stroomopwaarts in Maastricht al weer ver gedaald en stromen de uiterwaarden daar ook weer leeg. Bij Eijsden bedraagt de afvoer nu nog ca 1000 m3/s dat is al weer 65% minder dan 3 dagen terug. Ook in het Maasplassengebied nabij Roermond is de stand al meer dan 1 meter gedaald en deze snellere daling zet na vandaag ook het noordelijke deel van Limburg in. Vanaf dinsdag volgt dan ook het laatste traject van de Maas.

Een nieuwe stijging is voorlopig zeker niet in het verschiet, ondanks de buien die vanaf zaterdag weer in het stroomgebied worden verwacht. Het ziet er naar uit dat de afvoer de komende week gestaag blijft dalen en dat morgen al weer de 750 m3/s wordt onderschreden bij Maastricht en dinsdag of woensdag de 500. Ook daarna zal de daling doorzetten, alhoewel het nog wel enkele weken zal duren voordat de afvoer op een gemiddeld zomerniveau van ca 75 tot 100 m3/s zal zijn uitgekomen.

water inzicht

Terugblik op de extreme neerslag in de Ardennen en Duitse Middelgebergten

Hierboven schreef ik al over de extreme afvoeren in enkele zijrivieren van de Rijn nabij Keulen. Oude record-hoeveelheden werden verpulverd door de vloedgolven die door deze beken trokken. De Ruhr had daar een piekafvoer van ca 1500 m3/s, de Sieg kwam tot 1000, de Wupper waarschijnlijk tot ca 700, de Ahr mogelijk tot ca 500, de Erft mogelijk tot 300 of 400 en dan zijn er nog tal van kleinere beken die ook afvoeren hadden tot ca 100 m3/s. Op de Ruhr en in mindere mate de Sieg na, wat altijd al wel flinke zijrivieren zijn, zijn de meeste van deze zijrivieren niet meer dan flinke beken waar het water ’s zomers rustig over de stenen kabbelt. Afvoeren van 1 m3/s of minder zijn daar dan gebruikelijk.

De extreme regenval van vooral donderdag veranderde deze beken in woeste stromen. In veel beken werden afvoeren gemeten die er nooit eerder gemeten was, soms zelfs 2 of 3 keer zoveel. Zoals de Wupper waar de hoogste afvoer ooit gemeten tot deze week iets meer dan 200 m3/s bedroeg terwijl het nu mogelijk 700 m3/s is geweest. Mogelijk, omdat de meetapparatuur vanaf 450 m3/s stopte met registeren en pas 20 uur later het signaal weer oppakte toen de afvoer weer onder die waarde zakte. Als we de afvoer in de tussentijd proberen te reconstrueren dan zal dat waarschijnlijk ca 700 m3/s zijn geweest.

Ook in de Ahr waar nog nooit eerder een afvoer hoger dan ca 225 m3/s werd gemeten is de afvoer waarschijnlijk opgelopen tot meer dan 500 m3/s. Statistisch gezien zijn dit waarden die we een week geleden nog voor onmogelijk gehouden zouden hebben.

Bijvoorbeeld in de Ahr is de afvoer die men eens in de 25 jaar verwacht 185 m3/s, eens in de 50 jaar 212 m3/s en eens in de 100 jaar 241 m3/s. Ik ben geen statisticus, maar als je dan op de achterkant van een bierviltje probeert te becijferen wat een afvoer van ca 400 tot 500 m3/s in Altenahr voor een herhalingstijd zou hebben, dan kom je ergens in de buurt van eens in de 5.000 of misschien wel 10.000 jaar.

Dat het zo extreem kon worden is zeer waarschijnlijk een van de gevolgen van klimaatverandering. De lucht in Europa in de zomer is gemiddeld 2 graden warmer dan zo’n 50 tot 75 jaar geleden en daarom bevat de lucht nu gemiddeld meer vocht dan vroeger. Gemiddeld is dat 7% per graad, waardoor er nu zo’n 14% meer neerslag verwacht mag worden dan toen het nog 2 graden koeler was. Daar komt bij dat in snel stijgende luchtstromen, waar in dit geval sprake van was omdat de lucht tegen de Ardennen en Eiffel omhoog werd gestuwd, dit percentage nog verder op kan lopen. 

De rampspoed zit hem in de laatste centimeters die vallen

Nu zult u misschien denken wat maakt 10 of 12 cm nu uit. Maar dat maakt zeker uit, want bij grotere hoeveelheden dient zich nog een ander effect aan en dat is dat de impact van iedere volgende cm neerslag steeds groter wordt. Ik licht dat toe aan de hand van de volgende figuur waarin ik de afvoergolf van de Amblève van de afgelopen dagen heb afgebeeld, met daaronder de neerslagmetingen van een station in het stroomgebied.

Ruwweg zijn er 3 regenperioden te onderscheiden: een aanloop op 13 juli met lichte regen die eindigt in veel hardere regen rond middernacht van 13 op 14 juli, dan even droog en een nieuwe forse regenperiode die weer even ophoudt rond 18 uur op 14 juli en dan opnieuw een periode met zware regenval die aanhoudt tot in de ochtend van 15 juli.  

 

Neerslag en afvoer Ambleve.jpg

Afvoerverloop Ambleve en neerslaggegevens van een meetstation in het stroomgebied.Afvoerverloop Ambleve en neerslaggegevens van een meetstation in het stroomgebied.

De 3 perioden kwamen zo snel achter elkaar dat de beekafvoer tijdens de korte droge perioden wel even stagneerde, maar niet kon dalen. Dat betekent dan dat deze perioden tekort waren om ruimte te scheppen in het stroomgebied voor nieuw water op de plaatsen waar tijdens de vorige regenperiode een deel was geborgen. Het bergend vermogen van het gebied nam daardoor steeds verder af.

De eerste 24 mm zorgde zo voor een afvoertoename van 65 m3/s en de tweede (met dubbel zoveel regen) voor 225 m3/s. Op dat moment had het nog goed kunnen komen, maar toen het vanaf ca 20 uur opnieuw hard ging regenen sloegen al snel de stoppen door in het watersysteem. De volgende regenperiode, die bijna net zoveel neerslag bracht als de tweede periode zorgde namelijk voor een afvoertoename van 360 m3/s; 60% meer dan in de tweede periode en ruim 250% meer dan in de eerste regenperiode. 

Vooral de laatste paar uur voor de uiteindelijke piek nam de afvoer bijna exponentieel toe. De laatste centimeters van de regenval hadden dus een veel grotere impact dan de eerste. Het voorbeeld van de Amblève is nog niet eens het meeste extreme voorbeeld in de Ardennen, maar dit was een van de weinige dalen die ik kon vinden waar de meetapparatuur het de hele periode heeft uitgehouden.

In het dal van de Vesdre is de peilschaal al snel onbruikbaar geworden en daar viel zelfs de dubbele hoeveelheid neerslag van wat er in het stroomgebied van de Amblève is gevallen. Er van uitgaande dat door klimaatverandering de neerslag ca 20% intensiever is geworden, dan zou dat daar zo’n 5 cm hebben gescheeld en waarschijnlijk ook een deel van de verwoestingen.

Zijn er maatregelen mogelijk om dit te voorkomen of om de gevolgen te verkleinen

Als we ons op de hoge afvoeren uit het verleden baseren dat hebben we hier te maken met een zeer uitzonderlijke gebeurtenis. De grote vraag nu is of dit inderdaad een uitzondering is als gevolg van een unieke samenloop van omstandigheden of dat dit een wake up call is dat het klimaat nu zodanig veranderd is, dat dit vaker kan gebeuren. Dat zal dan waarschijnlijk niet meteen volgend jaar zijn, maar ook als het over 20 of zelfs 50 jaar weer zou gebeuren, dan moeten we dat proberen te voorkomen of er in ieder geval voor zorgen dat de gevolgen minder desastreus zijn.

Het zal echter een bijna onmogelijke opgave worden om het water in dalen zoals in de Ardennen en Eiffel langer vast te houden. Veel dalen daar zijn erg smal; zeker de bewoonde delen verder benedenstrooms. De beek heeft er in de steden en dorpen ook bijna geen ruimte en als de afvoer dan zo extreem toeneemt, dan heeft de beek het hele dal nodig en stroomt het water gewoon tot aan de 2e verdieping door de huizen. 

In Valkenburg heeft men wat dat betreft nog geluk gehad, daar stroomde het water meestal niet meer dan kniediep door de huizen. Het Geuldal is echter anders dan de Vesdre in België en de Ahr in Duitsland veel breder en voordat de piek Valkenburg bereikte kon er vanuit de beek al veel water in de dalvlakte worden weggezet. Dit zal de afvoer richting Valkenburg en daarmee de waterstand zeker lager hebben gemaakt. 

In Nederlands Limburg zijn de laatste jaren veel buffers aangelegd om water in op te vangen, maar die werken vooral bij een lokale zware zomerse bui. Dan vangen ze een groot deel van het water op en als de bui dan na 1 of soms 2 uur weer is weggetrokken, laat men het water gecontroleerd  uit het bekken wegstromen. Nu regende het met korte onderbrekingen bijna 36 uur, niet zo zwaar trouwens als tijdens zo’n zomerse bui, maar de hoeveelheden liepen uiteindelijk veel verder op; zeker als je nagaat welk volume er in het hele stroomgebied is gevallen. 

Ik verwacht dat de buffers zoals we die nu aanleggen daar niet tegen opgewassen zijn. Ze zullen vaak al snel gevuld zijn geweest en dan stroomt het water gewoon weer door, zelfs nog wat sneller dan als het een begroeid terrein zou zijn geweest. Om een oplossing te zoeken voor dergelijke buiencomplexen moeten we volgens mij het hele stroomgebied in ogenschouw nemen en goed analyseren waar het water vandaan is gekomen en of er ergens locaties zijn waar een deel van het water tegengehouden of geborgen kan worden.

Bovenstrooms op de plateaus en in de haarvaten, of op de flanken van het dal (waar het sowieso lastig zal zijn iets tegen te houden) kan dat met natuurlijke maatregelen: meer bos en ruige vegetaties. Benedenstrooms in het dal moet de beek zoveel mogelijk de ruimte krijgen en als die er niet is dan helpen wellicht nog technische maatregelen zoals grotere bekkens.

Maar het zal een hele klus worden om voor dergelijke vloedgolven een afdoende oplossing te vinden, want een twee tot driemaal te grote afvoer laat zich niet zo makkelijk stoppen. Op veel plaatsen zal daarom ook gezocht moeten worden naar maatregelen om de gevolgen van zo’n event zo klein mogelijk te houden; bijvoorbeeld door het water om de woonkernen heen te leiden.  Waterpeilen.nl newsletter