Het kan geen toeval meer zijn, het aantal heftige buien met ingrijpende overstromingsgevolgen neemt in Europa en daarbuiten toe. Versnelt de klimaatverandering dan zo drastisch als steeds meer deskundigen en instituten beweren? In het derde deel van deze artikelenreeks ontdekken we hoe we kunnen omgaan met een extreem buienfront en wateroverlast. 

Het is vooral de samenloop van omstandigheden die tot overstromingen leidt en de klimaatverandering is er daar zeker één van de oorzaken van. Daarom is het ook voor de Nederlandse delta belangrijk om dit samenspel van factoren goed te begrijpen, om de negatieve effecten daarvan zoveel mogelijk te voorkomen.

Schrikken

Nederlanders schrokken op 22 juli 2021 op van de wateroverlast in Valkenburg, als gevolg van extreme regenval rond het Geuldal. Een paar dagen daarvoor was in het stroomgebied van de Rijn het Ahrdal in Duitsland al aan de beurt. Ook regende het toen enorm in het stroomgebied van de Maas. Er waren veel doden bij te betreuren en de schade was enorm.

Er viel dan ook veel water, in een paar uur evenveel als normaal in een maand. Zowel de Rijn als de Maas zwollen aan tot heftige waterstromen. Vorig jaar december 2023 schrokken we opnieuw, toen van de enorme hoge waterstand in het IJsselmeer ten gevolge van weer enorme regenval in het zuiden van ons land, en dit jaar 2024 gingen we van de ene schrik naar de ander. Twee dagen lang op 29 en 30 oktober 2024 werd Valencia door enorme regenval geteisterd, waarbij vele doden vielen en het overgebleven puin tot op heden nog lang niet is geruimd.

De berichten over stormen, regenval en ingrijpende schade komen en gaan de laatste maanden in de media en het is moeilijk om duidelijkheid te krijgen of frequentie en schade toeneemt. De ene keer wordt het El Niño-effect als reden genoemd, dan weer het opwarmen van het oceaanwater, waarbij elke vloedgolf van water in de rivieren als een unieke op zichzelf staande ramp wordt beleefd. Maar er is samenhang. En het is goed dat we die zien, om ons land voor te bereiden en veilig te maken.

Samenkomende omstandigheden

In alle gevallen kwamen dezelfde omstandigheden samen; opwarming van zee- of landmassa die sterke thermiek veroorzaakt en daarmee vocht verplaatst. Daaruit ontstaat zeer zware neerslag, bij het ontmoeten van een koudefront, een heuvel of bergachtig landschap. Dit kenmerkt zich verder door een stilliggend lagedrukgebied, waardoor de regen zo geconcentreerd plaatsvindt. De opwarming van de zee is te verklaren, door de opwarming van het klimaat.

De opwarming van het land laat zich verklaren door de veranderingen in het landschap van bos, moeras en binnenlandse delta die veranderd is door industrialisatie, verstedelijking en in cultuur brengen van een gebied, dat zich uitstrekt van Duitsland, België, Nederland tot en met Londen. Het gebied waar deze intensieve buien vallen ligt vervolgens in een glooiend rivierlandschap of aan de kust met bergen in het achterland.

Verstedelijkt gebied vangt veel zonlicht op dat niet wordt weerkaatst. Het zonlicht wordt daarbij omgezet in warmte, die vervolgens vrijkomt. Deze veroorzaakt opstijgende, vaak vochtige lucht en thermiek. Loopt zo’n verzadigd lagedrukgebied tegen zo’n warmtefront aan, dan wordt de regenval heftiger, doordat de lucht bij het stijgen versneld afkoelt. De regen wordt in korte tijd geloosd.

Het effect daarvan wordt versterkt in een rivierlandschap met achterliggend hoog land waar alle regen uit een groot stroomgebied samenkomt. Is de ondergrond droog en wordt die in korte tijd enorm nat, dan kunnen ingrijpende aardverschuivingen ontstaan, met als effect dat niet alleen het water maar ook dikke modderstromen in de dorpen en steden de straten in een rampgebied veranderen.

Situatie van de waal

Laten we inzoomen op de situatie van de Waal de meest brede en meest waterrijke rivier van Nederland. Iedereen kent de Rijn die bij Lobith ons land binnenkomt. Maar relatief onbekend is de Waal, die nog geen tien kilometer verder bij Pannerden afsplitst van de Rijn om langs vele Nederlandse steden naar het westen te stromen.

Langs Nijmegen, Tiel, Zaltbommel, Gorinchem, Dordrecht, Sliedrecht en Rotterdam kronkelt de rivier, door het Gelderse land om ruimte te bieden aan meer dan 100.000 schepen per jaar en aan bijna alle scheepvaart tussen Rotterdam en Duitsland. Met de alarmmeldingen van dit en vorige jaren moeten we ons afvragen hoe groot de kans is dat een stad aan onze belangrijkste rivier overkomt wat Bologna en Valencia is overkomen.

De essentie is dat een lagedrukgebied vol vocht, dat tegenover een aflopend heuvelgebied tegen een thermische blokkade aanloopt, veel sneller dan normaal veel, heel veel vocht lost. Deze extreme regenfronten veroorzaken enorme schade langs de rivieren waar het water mee wordt afgevoerd. Dat dwingt af dat we voor de Waal de ruim grootste rivier van onze Rijndelta het risico willen weten.

Voldoende?

De dijken langs de Waal zijn door onze ingenieurs volgens het HWP, het Rijks Hoogwaterprogramma, ontworpen op een waterstroom van 12.000 m^3/sec. De vraag is of dat voldoende is.  Bij Pannerden splitst de waterstroom van de Rijn vanuit Duitsland voor twee derde naar de Waal en een derde naar de Rijn, die door de stuw bij Arnhem weer splitst in twee derde naar de Nederrijn en een derde naar de IJssel.

Zo is de instroom van 18.000 m^3/sec van de Rijn bij Lobith aan de grens goed te verwerken. Komt meer water van de Rijn ons land in en willen we voorkomen dat de Rijn tot overstroming van bijvoorbeeld Rotterdam leidt, dan regelt de stuw bij Arnhem dat meer water via de IJssel naar het IJsselmeer wordt geleid.

De opslagcapaciteit van ons IJsselmeer is echter beperkt. Dat merkten we afgelopen december, toen de waterschappen constateerden dat de waterstand in het IJsselmeer over de kritische norm heenging. De Waal is dan de enige rivier waar het extra water naartoe kan om dit leed te voorkomen, en dat maakt de situatie langs de Waal kritisch als er een extreem grote golf water vanuit het zuidwesten op ons land afkomt.

Intermezzo 

Bij een wolkbreuk als in Valencia en Povlakte over een vergelijkbaar groot gebied van ongeveer 150 bij 150 km² (maar 12 procent van het stroomgebied van de Rijn), met de intensiteit van 200 mm regen in één etmaal. Neem dit samen met de normale aanvoer, dan ontstaat er een gemiddelde som van stromen in het bovengebied van de Rijn 52.000 m³/s (4,5 miljard m3 water in een etmaal).

Deze watermassa gaat bovenstrooms door obstakels en opvang in de uiterwaarden en hoogwaterbekkens enigszins vertraagd vanuit het gebied in 20 à 30 uur met 20.000 à 30.000 m³/s bij Lobith Nederland binnenstromen. De Waal krijgt, als we uitgaan van de ingestelde verdeling, deze instroom voor twee derde, dus 15.000 à 20.000 m³/s te verwerken.

Door toename van het waterverhang [hoogteverschil van het wateroppervlak tussen twee punten in een rivier of kanaal, meestal uitgedrukt in centimeters of meters per kilometer, red.] neemt de gemiddelde stroming van 0,5-1 m/s enkele dagen toe naar 2,5 m/s, met het risico dat de dijken beschadigen. De stuwing bij Arnhem is dan stevig, maar de afstroom via de IJssel ontlast de instroom van de Waal weinig. De dijken van de Waal zijn hier niet op berekend maar bezwijken niet direct.

Toch is er overvloeiing en is de achterkant van de dijk vaak het zwakke punt. Rekenend via de praktische stromingsleer van F.J. Noz, Bazin en Strickler aan de hellende goot die hydraulisch door de Waal en haar uiterwaarden gevormd is en de omvang van zo een watergolf, kan wel meer dan 1 miljard m³ water over de dijk spoelen. Dat is een oppervlak van 1000 km² dat met 1,0 m overstroomt.

50 Ooijpolders

Om die stroom op te vangen is één Ooijpolder niet genoeg, maar dan zijn er 50 nodig om onder te laten lopen. Daarbij komt dat een ‘kleine’ calamiteit van bijvoorbeeld een binnenvaartschip dat varend in problemen komt en dwars komt te liggen, makkelijk een dijkbreuk kan veroorzaken. Een gebied kan dan zeer geconcentreerd en met veel geweld overstromen. Een mogelijk gevolg is dat gebieden tot het Noordzeekanaal en dus ook grote stedelijke gebieden onder water komen te staan.

Kan de Hollandse Delta worden beschermd tegen zo’n vloed, die in relatief korte tijd als een golf in onze rivieren op ons afkomt? Dan moet eerst worden vastgesteld dat in de huidige scenario’s van waterdeskundig Nederland dit nog geen onderzocht scenario is, laat staan dat de maatregelen die met Ruimte voor de Rivieren 1.0 zijn genomen hier in de verste verte nog niet op berekend zijn.

Als zojuist geschetste scenario plaatsvindt in het stroomgebied van de Rijn, waar dus ook de Waal onder valt, dan is het de vraag waar dan het water over de dijk stroomt. En… hoe gaan we daarmee om? De meest logische keuze voor de Waal is de stroomsnelheid binnen de grenzen van de dijken houden, door de uiterwaarden vrij te houden en de dijken te versterken en op te hogen.

Nieuw?

Nee, dit is niets nieuws onder zon. Ook kunnen we dijkkruin zo inrichten dat de economische schade van zo’n watergolf beperkt blijft. Maar in een situatie zoals bij Valencia is de golf water enorm, dat is duidelijk. Daarvoor hebben we verbreding van de uiterwaarden nodig, in Nederland. Maar het liefst meer bovenstromen, vooral in Duitsland en voor de Maas, ook in België. Over de lengte van de rivier is daar maar beperkt ruimte voor, vanwege de langs de rivier gelegen steden en andere bebouwing.

Dan resteert het aanwijzen van retentiegebieden, het laten onderlopen van polders om de tijdelijke extra waterinstroom tijdelijk te bergen. Helaas is de aangewezen Ooijpolder bij Arnhem daarvoor verre van toereikend. Er is een veel ingrijpende renovatie van onze Nederlandse delta nodig, die verdergaat dan Ruimte voor de Rivieren 2.0 zoals op het Deltacongres afgelopen week werd gepresenteerd.

Urgentie is duidelijk

De tijd dringt, want de rampen in Valencia en Bologna waarschuwen ons dat toenemende klimaatverandering niet alleen kritisch wordt in ons achterland van de grote rivieren maar ook een grote bedreiging is geworden en een totaal infarct van het Midden- en West-Nederland kan veroorzaken.

Ook de vier klimaatadaptieve scenario’s van rijksonderzoeksinstituut Deltares bieden hiervoor niet direct de oplossing. Die zijn te veel op zeespiegelstijging gericht. Het overleg met Duitsland en België binnen Europa moet worden opengegooid en daar is urgentie voor.

Daarnaast moeten we in Nederland goed nadenken over wateropslag voor droge tijden. Niet al het water uit de Rijndelta is onwelkom. Maar het is duidelijk: we hebben met Duitsland en België een gezamenlijk Rijndelta Waterplan 10.0 nodig. En dat op korte termijn!

Over de reeks artikelen: geschreven door onderstaande auteurs en verscheen eerder op H2O/netwerk. Over de schrijvers:

•             Fred Sanders is gepromoveerd in de duurzame stedenbouw, van origine kustwaterbouwkundig civiel ingenieur (beiden TU Delft), voormalig waterschapsbestuurder in Noord-Holland en schrijver van streekromans 

•             Leo Schagen is ingenieur, gepensioneerd manager Waternet, gemeenteraadslid Purmerend, voormalig waterschapsbestuurder bij Hoogheemraadschap Hollands Noorderkwartier (HHNK) 

•             Peter Vonk is oprichter van de Algemene Waterschapspartij (AWP), voormalig waterschapsbestuurder HHNK, huisarts, mede-auteur van het boek ‘Water! als Medicijn’ en bestuurslid van de stichting Zee en Rivier 

•             Harold IJskes is adviseur en manager op het gebied van duurzaamheid, omgevingsmanagement en communicatie. Werkt voor overheden en instituten. Hij is in zijn werk betrokken bij waterschappen en biodiversiteit en vanuit deze invalshoeken draagt hij bij aan de communicatie van de stichting Zee en Rivier

Foto bovenaan: SpiegelWaal-kanaal, Bas Gietemans