Beschouwingen over een maatgevende boezemstand in het Hoogheemraadschap van Delfland.

..-

I

-

iic *--

Beschouwingen over een maatgevende boezemstand in het Hoogheemraadschap van Delfland.

Nr. 5-71.095-2

CENTRUM VOOR ONDERZOEK WATERKER1 N O E N

Beschouwingen over een maatgevende boezemstand in het Hoogheemraadschap van Delfland.

CENTRUM VOOR ONDERZOEK WATER KER1 N O E N

.

-__

..

..

,._

-

. . . .

Beschouwingen over een’maatgevende’ boezemstand in het Eoogheemraadschap van Delfland. Nr. S-71-095-2 C t N T R U M VOOR ONDERZOEK WATERKERINBEN 4 I I

Beschouwingen over een maatgevende

boezemstand

i n

het Hoogheemraadschap

van Del

f 1 and.

nr.

S . 71-095-2

1 In1 ei ding 1

2 Uitgangspunten en gegevens 2

3 Peilschaalwaarnemingen 3

4

Berekeningen in verband met d e uit-

4

5 Enige vereenvoudigde berekeningen 5 breiding van het gemaal t e Scheveningen

BIJ

LAGENL

I JST

Bijlagen nr.

1 2 3 4

Ornschri

j

v

i

ng

Frequent

i

e

van

pei 1 schaal waarnemi ngen

Frequentielijnen voor

De

Bilt (Dr.

C.

Braak)

Belasting van d e

boezem

bij

afvoercoëfficiënt

0,6

Belasting van d e

boezem

bij afvoercoëfficiënt

0,s

Tekening nr.

A2 74. 193 A2 74, 194

B2

74. 195

B2

74. 196

1. In1 eidi

ng.

In het kader

van

het systematisch onderzoek wordt de veilig- heid van de boezemkaden onder andere bepaald b i j een zogenaamde maatgevende boezemwaterstand. In het algemeen i s hiervoor in Delfland een peil

van

N.A.P.

-

0,15

m

vastgesteld. Slechts o p

plaatsen

waar

waterstandsverhoging door opwaaiing of water- standsverlaging

door

sterke afmaling kan optreden, is hiervan afgeweken.

De vaststelling van het maatgevende peil i s in overleg met de Technische Dienst

van

het Hoogheemraadschap van Delfland

t o t

stand gekomen. Deze dienst heeft ook al l e gegevens beschikbaar gesteld voor d i t onderzoek.

constant mogelijk boezempeil. (Delflands Peil: D.P. = N.A.P.-0,40

m ) .

Hiertoe is de boezembemal ingscapaciteit steeds vergroot en zal

in de toekomst nog worden uitgebreid (uitbreiding van het ge- maal t e Scheveningen). Boezemstanden boven D. P. z i j n echter mogel i j k , omdat de som van de bel a s t i ngen van de boezem (polder- bemaling, neerslag d i r e c t en via hoog land) t i j d e l i j k groter kan z i j n dan de bemalingscapaciteit. Teneinde t e voorkomen dat de boezemstand t e hoog zal oplopen, kan een maalstop voor de poldergemalen worden afgekondigd b i j een boezemstand van

N.A.P.-0,25

m.

De belasting

van

de boezem wordt daardoor aanzien-

1 i j k verkl eind. Een verhoging van de boezemwaterstand boven het zogenaamde maalpeil kan veroorzaakt worden door het nog

door-

pompen van de poldergemalen ( h e t afkondigen

van

het maalpeil neemt enige t i j d ) , door de neerslag d i r e c t o f via hoog land

d a t afwatert op de boezem en p l a a t s e l i j k door opwaaiing.

over de overschri jdingskans

van

een boezempeil

van

N.A.P.-0,15

m,

aan de hand van de t o t

nu

toe bekende gegevens.

Het Hoogheemraadschap van Delfland s t r e e f t naar een zo

2

2. Uitgangspunten

en

gegevens.

Delflands boezem heeft een oppervlakte van ongeveer 680 ha. De belasting

van

de boezem wordt gevormd

door

de hoeveelheid door de polders uitgeslagen water, het via het hoge land en s t e d e l i j k gebied op de boezem vloeiende water en de neerslag d i r e c t op de boezem. De t o t a l e Capaciteit

van

de poldergemalen bedraagt 47

m

/s, waarvan,volgens in1 ichtingen

van

het Hoogheem-

raadschap, i n perioden met g r o o t waterbezwaar n i e t meer dan 75%

gel i j kti j d i g wordt benut. Het stede1 i j k gebied en het boezem1 and

(i

5000 ha ) belast de boezem volgens een afvoercoefficiënt van gemiddeld 0,6. De boezembemal ingscapaci t e i t i s momenteel

3 3

4 1

m

/ s

en

zal in de toekomst op 47,5

m

/ s worden gebracht door

vergroting van de c a p a c i t e i t

van

h e t gemaal t e Scheveningen.

3

I n de onderstaande hoofdstukken zull en de volgende

gegevens

worden besproken, die kunnen dienen om een frequentie

van

de vastgestel de maatgevende boezemstand t e bepalen:

a ) Pei 1 schaal waarnemi ngen

.

b ) Een geschematiseerde berekening

van

Delf 1 ands boezem, waarop een bui i s gevallen met een frequentie van een maal per t i e n j a a r .

uitgevoerd.

3. Pei 1 schaal waarnemi ngen.

peilschalen. Sinds 1967 z i j n hiervan waarnemingen bekend. Uit de waarnemingen van 1967 t / m 1972 z i j n de maandmaxima bepaald.

Voor de peilschaal t e Schip1 uiden z i j n de overschri jdings- frequenties van deze maxima berekend en uitgezet in de grafiek

( b i j l a g e 1 ) . Dit i s voor twee gevallen uitgevoerd:

Op verschillende plaatsen in Delfland staan zelfregistrerende

a ) De maandmaxima van het gehele j a a r z i j n i n de frequentie- b ) De maandmaxima van de winterperioden (oktober-maart) z i j n

berekening betrokken.

in de frequentieberekening betrokken.

Door de methode van r e c h t l i j n i g e e x t r a po l a t i e kan u i t bovenstaande gevallen een overschrijdingsfrequentie

van

het peil

van

N.A.P.-0,15 m worden geschat. Voor geval a i s d i t eenmaal per 30 j a a r ; voor geval b i s de frequentie eenmaal per 48 Jaar.

Aan deze methode z i j n echter in d i t geval bezwaren verbonden:

a ) De periode, waarin de waarnemingen z i j n gedaan, i s t e kort om een goede fre q u e n t i e l i j n t e kunnen bepalen. b ) Rechtlijnig extrapoleren geeft hier een t e ongunstig

beeld, omdat de toestand zich door het i n s t e l l e n van

4

4. Berekeningen i n

verband met

de uitbreiding

van

het gemaal t e Sc heven i ngen.

van

de boezemgemalen heeft Delfland b i j het Water1 o o p k u n d i g

Laboratorium, met behulp

van

een rekenkundig model berekeningen laten uitvoeren

om

de invloed t e bepalen van

een

bui

van

48,2 mm i n 24

uur.

,Deze b u i heeft een frequentie van eenmaal

per t i e n j a a r . Dit volgt u i t de regengrafieken

van

Dr. C . Braak

( b i j l age 2). Voor de verschi 11 ende knooppunten in Del f l ands boezem i s de dan optredende waterstandsverhogi ng berekend. I n het rekenmodel i s geen rekening gehouden met p l a a t s e l i j k e opwaai ingsverschi jnsel en i n de boezem.

Bovenvermelde bui geeft, na een voorafgaande Periode met veel neerslag,op enkele punten een opzet t o t N.A.P.-0,22

m.

Gemiddeld i s de boezemstand

voor

dat geval N.A.P.-0,27

m.

Voor de verschillende knooppunten i s

door

het

Centrum

de op- en afwaaiing berekend b i j een windsnelheid van 20

m/s.

De windrichting i s

voor

a l l e wateren evenwijdig aan de as aangenomen, zodat de ongunstigste s i t u a t i e wordt bereikt. Op enkel e uitzonderingen na bl i j f t de berekende waarde beneden N.A.P.-0,15 m. Om voor de dan berekende boezemstanden een

frequentie t e bepalen, i s echter een ingewikkelde zaak, waar- b i j men t e zeer afhankel i j k i s van factoren zoals de

combinatie van windrichting, windsnelheid en tijdsduur.

b l i j k t dat het maalpeil op sommige plaatsen

wordt

overschreden.

Voor

de bepaling

van

een maatgevende boezemstand i s de

frequentie van een regenbui van een maal per t i e n j a a r aan de hoge k a n t . Daarom z i j n in hoofdstuk 5 eenvoudige berekeningen uitgevoerd voor buien met een lagere frequentie.

I n verband met de ui tbreiding van de bema1 ingscapaci t e i t

5. Enige vereenvoudigde berekeningen.

De regengrafieken

van

Dr. Braak ( b i j l a g e 2 ) z i j n

voor

Delflands boezem omgezet ( b i j l a g e 3 ) . Hierbij i s uitgegaan

van

5000 ha boezemland, waarvan de afvoercoëfficiënt 0,6

bedraagt. Totaal

wordt

dan d i r e c t op de boezem afgevoerd:

0,6 x oppervlakte boezemland t oppervlakte boezem =

3000 t 680 = 3680 ha,

Op bijlage 3 i s tevens de invloed van de c a p a c i t e i t

van

de boezemgemalen (40

m

/ s ) uitgezet. De invloed van de u i t s l a g

van de poldergemalen, verdamping en dergelijke z i j n n i e t in de grafiek opgenomen.

Uit de grafiek v a l t op t e maken dat de boezem na een over een langere periode gespreide regenpiek ( b i j een aan het begin van deze periode ingestelde maalstop

voor

de poldergemal en) op peil gehouden kan worden of tamel i j k snel weer op boezempeil kan worden gebracht. Tevens b l i j k t d a t een hevige b u i i n een periode van enkele uren (met een lage frequentie) een veel grotere opzet

van

de boezem teweeg brengt. Zo geeft,volgens de grafiek, een bui d i e in d r i e

uur

v a l t (met een frequentie van eenmaal per 250 j a a r )

6 3

een maximale belasting van 2,15 x 10

m

op de boezem. Dit komt

overeen

met

een

s t i j g i n g

v a n

ongeveer 30 cm.

uitgangspunten ui tgegaan. Daarom i s i n onderstaande

berekening getracht meer van de werkelijke s i t u a t i e uitge-

gaan.

eenmaal per 250 j a a r binnen enkele uren v a l t . Uit de frequenties

van k-daagse neerslagsommen op het s t a t i o n Scheveningen b l i j k t d a t d i t soort buien alleen maar i n de zomermaanden

kan voorkomen. Er mag dan

worden

verondersteld d a t de boezemstand normaal i s . Voor de berekening wordt een peil

van

N.A.P.-0,40

m

aangehouden, hoewel u i t waarnemingen b l i j k t d a t de boezemstand gemiddeld i e t s lager is. Omdat de buien ' s zomers voorkomen, mag worden gesteld dat de reeds eerder beschreven afvoercoëfficiënt 0,6 voor het hoge

3

Bij bovenstaande berekening i s van zeer ongunstige

6

land dan wat aan de hoge k a n t i s . Voor de berekening i s volgens

de gegevens

van

Delfland een fa c to r 0,5 aangenomen. De d ir e c t belasteoppervlakte wordt d u s 2500 t 680 = 3180 ha.

Omdat bedoelde hevige buien ' s zomers meestal p l a a t s e l i j k in het boezemgebied val 1 en, i s bovenvermel de frequentie van eenmaal

per

250

j a a r

aan

de hoge k a n t . Voor een dergelijke bui over het gehele gebied,zal de frequentie waarschijnlijk lager liggen.

Wat b e t r e f t de poldergemalen mag normaal worden gesteld d a t

75 % van de gemalen d r a a i t in een lange n a t t e periode. I n onder- havig geval

wordt

verondersteld d a t de polders in de zomer eer- der behoefte aan water hebben dan d a t ze het zullen lozen.

Voor de berekening wordt daarom aangenomen d a t 25 % van d e capa c iteit van de poldergemalen een belasting op de boezem geeft (12 m / s ) . Wat b e t r e f t de boezemgemalen wordt veronder- s t e l d d a t deze

voor

100 % draaien ( 4 1

m

/ s ) . Vanwege de korte

d u u r van de bui en de vaak daarbij voorkomende veranderlijke windrichtingen wordt eventuele opwaai i ng bui ten becchouwi ng gelaten. Hoewel tegenwoordig in de keur i s opgenomen d a t de poldergemalen b i j een buitenwaterstand

van

N.A.P.-0,25 m ( b i j het gemaal) verplicht z i j n t e stoppen, i s in d i t geval aan- genomen dat een maalstop voor de poldergemalen i n d i t korte tijdsbestek geen uitwerking heeft. I n de grafiek op b i j l a g e 4

wordt een overzicht gegeven

van

de s i t u a t i e : Na d r i e uur b l i j k t de maximale belasting op de boezem t e worden bereikt. De belas-

6 3

ting

van

de boezem i s dan 1,91.10

m

.

Dit geeft een s t i j g i n g

van

1,91.106 = 0,28

m.

3

3

sso.loV

Uitgaande van een peil van N.A.P.-0,40

m

komt het dan op

6. Conclusies.

Het i s moeilijk om u i t deze beschouwende

nota

duidelijke concl usies t e trekken. Toch i s getracht enige kernpunten e r u i t t e lichten:

6.1.De beheersing

van

Delflands boezem i s van vele factoren afhankelijk. Een duidel i jke overschri jdingsfrequentie

van

een maatgevend peil

van N.A.P.-0,15

m

i s

met

de beschikbare gegevens daarom n i e t exact t e bepalen.

6.2.De c a p a c i t e i t

van

de boezembemaling i s , in combinatie met de i n s t e l l i n g

van

een maalstop, voldoende om de boezemstand b i j

extreem 1 angduri ge natte perioden t e beheersen.

Een

forse overschrijding van het maalpeil (N.A.P.-0,25

m)

i s in deze geval 1 en n i e t t e verwachten.

6.3.De opzet

van

de

boezem

b i j extreme korte buien i s

groter

dan b i j langere perioden. Volgens een berekening kan het peil b i j een korte extreme hevige bui t o t N.A.P.-O,1E

m

oplopen. De frequentie hiervan is ongeveer eenmaal per 250

j a a r .

6.4. Een aangenomen maatgevende boezemstand

van

N.A.P.-0,15

m

is, met inachtname

van

p u n t 6.5, aanvaardbaar

en

zal vermoedel i j k een frequentie hebben die lager l i g t d a n eenmaal per 100 j a a r . 6.5.Voor bepaalde, ongunstig op de wind liggende, boezemwateren moet

rekening worden gehouden met opwaaiing. Hier kan d e maat- gevende boezemstand d u s hoger z i j n dan N.A.P.-0,15

m.

6.6. Door d e ui tbreidi ng van de c a p a c i t e i t van de boezembemal i ng

t e Scheveningen zal de beheerslng van het peil op de boezem gunstiger worden,

R i j n l a n d Katwijk Gouda Spaarndam Halfweg Nieuwe M e e r s l u i s T o l h u i s s l u i s Bodegraven Leidschendam Gouwe s l u i s

1 .

. - - . ...,...- t".. ....

- - .

- .

j a a r 1965 1954, 1966 3962, i963 1960 3 960 3 960 I 960 3960, 1965 3 965 1958

B i j t e l e f o n i s c h navragen b l e e k dat men z e e r v o o r z i c h t i g w a s b i t j h e t

noemen van m a x i m a e n minima, i n verband met p l a a t s e l i c j k e a f w i j k i n g e n

( soms g e r e g i s t r e e r d l d i e o n t s t a a n door op- en afwaaiinp;, bemaling

Delfland -0 40 -0~60 -0370 bi.j een gemaal Groot Wat er s c hap Wo er den -0,47 Enkeae Wier ic ke Dubbele Wier i c ke - 0 , 2 9 -O $24 maalpe i 1 wordt zel- den bena- derd. normaal -0 9 54 zelden tot -9070 Uitwateren- de Sluizen N.A.?.

+o

,20 b i j -,o15 werken de pompen O P volle ca- pac i t e it

-0,hO Nieuwe Wete-

ring te Nieuwersluis Amstel te Uithoorq +0,15 op het A. R i j n ka- naal in de toe- komst N . A. p . +0,18 +0,06 Nieuwe Wete- ying te Nieuwersluis -0,67 Amstel te Uithoorn -0972 Amstelland -0 o 60 bezuiden de Rijn -0935 -O ,36 hoogste stand bi,j Nieuwe Me er s lui s - 0 3 2 3 -0,73 Katwi .i k Gouda -0 $7 -0 9 90 Nieuwe b!eer sluis -0,70 -O,6Q -at55 - 0 ~ 6 5 -0,60 R i j nland

OVERSCHRIJDINGS FREQUENTIE VAN DE MAANOMAXIMA SCHIPLUIDEN

FR

E

QU

EN

Ti

E

VAN

PEILSCHAALWAARNEMINGEN

-

15

-

16 - 17 18 - 19 - 2 0 - - 21 22 - 23 - 2 4 - - 2 5 - 26 - 2 7 - 2 8 - 29 30 - 3 1 - - 3 2 - 3 3

-

3 4

-

35 - 3 6 3 7

-

-

38 O

1

BIJLAGE 1

i

i

Z 0

-

J

Y, rY W w z 80 70 6 0 5 0 4 0 30 2 0 1 0 - O O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 7 12 1 3 16 17 18 .19 2 0 2 1 22 23 ï I I I I I I I I I I 14 1 5 I I I I I I I _I I 1 _I I _I I I ₁ I I _I I . _I I I _I I I _I 100 200 30 O 4 0 0 5 O0 600 70 O 800 900 1 O00 11 O0 i( I x p e r 5 O j . in Scheve- ningen lx per 10 j. in Schew- ningen U R E N I 1200 1300 I 1400 M I N U T EN