C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gWater b ou wcement 2003 728S i t u a t i e P a n n e r d e n s e K o pDe afvoeren over de NederlandseRijntakken worden niet actiefgeregeld met bijvoorbeeld regule-ringswerken (stuwen e.d.). Uit-sluitend tijdens lage afvoerenwordt extra water de IJssel opge-stuurd om de scheepvaartom-standighedenaldaarteverbeterenen extra water naar het IJsselmeerte sturen. Dit gebeurt met de stuwte Driel. Deze effecten zijn hetbedoelde gevolg van de in 1970gerealiseerde Rijnkanalisatie (bou-wen van de sluis-stuwcomplexenin de Nederrijn, te weten bij Driel,Amerongen en Hagestein, als-mede bochtafsnijdingen in deIJssel bij Rheden en Doesburg).Na de hoogwaters van 1993 en1995isdehoogwaterbeschermingweer eens goed op de politiekeagenda gezet, waarbij meer danvroeger rekening wordt gehou-den met effecten op lange termijnvan rivierkundige maatregelen.Uiteenanalysevandeeffectenvande in de afgelopen twee eeuwenuitgevoerde rivierwerken (voorhoogwaterbescherming, scheep-vaart en landbouw), zoals dijken,zomerkades, kribben en strek-dammen, blijkt dat de rivierbo-dem voortdurend is gedaald en deuiterwaarden voortdurend zijnopgehoogd met riviersediment.Bijhetzoekenvanoplossingentervergroting van de hoogwaterbe-scherming wordt nu expliciet ge-kekennaarditsoortlangetermijn-effecten, die uiteindelijk tot ge-volg hebben dat:a. de veiligheid tegen overstro-men voortdurend minderwordt (wat leidt tot steedsweer nieuwe rondes dijk-verhogingen);b. de genoemde waterstaats-werken worden ondermijndc. de natuur enorm schade isberokkend.Momenteel wordt ook rekeninggehouden met (toekomstige) kli-maatveranderingen, die op hunbeurt zullen leiden tot nog hogererivierafvoeren en hoogwaterstan-den.D e ( p o l i t i e k e )w e r k e l i j k h e i dDehuidigeveiligheidsnormtegenoverstromen is verhoogd, in diezin dat bij de huidige norm (kansvan overstromen is 1/1250 perjaar) een hogere afvoer is gekozenbij Lobith: 16 000 m3/s in plaatsvan 15 000 m3/s. Dit leidt tot deopdracht dat in 2015 gemiddeldgesproken de hoogwaterstandenlangs de Rijntakken met 0,20 tot0,30 m moeten zijn verlaagd, ombij de huidige dijkhoogtes aandehoogwaternormtekunnenvol-doen.Verder is een intentie uitgespro-ken dat in 2050 de bij dezelfdeoverschrijdingsnorm horende af-voer, moet zijn verhoogd tot maarliefst 18 000 m3/s. Dit is hetfysieke maximum aan water datooit uit Duitsland ons land kanbinnenstromen. De vereiste wa-terstandsdalingbedraagtdan0,80tot 1,00 m!Prijsvraag:Ontwerp regelwerk voorPannerdense Kopir. H. Havinga, Rijkswaterstaat, Directie Oost-Nederland,afdeling Rivierkunde ANSRHet lijkt wel eens alsof er rivierwater teveel of te weinig is. Nog nooit eerderwas de waterstand in de Rijn bij Lobith zo laag als op 19 augustus 2003. Maarde perioden van zeer veel rivierwater staan velen nog helder voor de geest.Gestuurd kunnen omgaan met water is ideaal voor de beheerders. HetRijnwater splitst zich bij Pannerdense Kop naar Waal en Nederrijn (fig. 1). Intijden van hoge afvoeren zou de beheerder graag het water willen sturen:meer of minder richting Waal of IJssel. Het maken van een dergelijk regelwerkis een complexe materie (waterbouwkundig ?n constructief), want naast talvan randvoorwaarden wil de scheepvaart ongehinderd kunnen doorvaren.Dit artikel geeft een beeld van de waterhuishoudkundige problematiek rondPannerdense Kop, de overwegingen ten aanzien van een mogelijke engewenste sturing van de afvoerverdeling over de Rijntakken, de vraagstellingen de randvoorwaarden.1 | GIS-kaart van hetsplitsingspuntPannerdense KopC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gWater bou wcement 2003 7 292 | Situatie met regelbaarverdeelwerkfoto: Meetkundige Dienst RWS3 | Verhoogde afvoer naarNederrijn4 | Idem, naar WaalverdeelwerkverdeelwerkverdeelwerkC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gWater b ou wcement 2003 730Vooral met het oog op de laatsteeis kan worden gedacht aan eenverandering van de afvoerverde-ling tijdens hoogwater, om ??n ofmeer Rijntakken te ontzien vanzeer ingrijpende rivierkundigemaatregelen met doorwerking opinfrastructureel gebied. Bijvoor-beeld, alle extra water wordt afge-voerd over de Waal, of over deIjssel (foto's 2 t.m. 4).A f v o e r v e r d e l i n g m o g e l i j k ?Is een dergelijke afvoerverdelingechter wel te bewerkstelligen?Op dit moment wordt zonder eenkunstwerk de afvoerverdelinggestuurd door de waterstanden inde bovenloop van de beneden-stroomsetakken,dieophunbeurtweer bepaald worden door (naastde afvoer) de geometrie en dehydraulische weerstanden in deriviertakken benedenstrooms vande splitsingspunten (nabij Pan-nerden en Westervoort).Het is dan ook zaak om allerleibouwactiviteiten en vegetatie-groei in een gebied tot circa 20 kmbenedenstrooms van deze splits-ingen goed in de gaten te houden.Indien we alleen bij extreem hogewaterstanden de afvoerverdelingwillen wijzigen, is een oplossingdie gebruikmaakt van wijzigin-gen in geometrie en ruwheid overgrote afstanden niet geschikt,omdat deze manier van werkenmede invloed heeft op de afvoer-verdeling tijdens lagere, frequen-ter voorkomende hoogwaters ende bodemligging in het laagwa-terbed zal hierdoor wijzigen.Ditlaatsteheeftdanweereffectopde afvoerverdeling tijdens lage af-voeren en daarmee op de condi-ties voor scheepvaart, landbouw,natuur enz.Hoe kan het dan wel? De gedach-ten gaan in het algemeen uit naarkunstwerken, constructies in deuiterwaarde, die uitsluitend werkenals het moet, dus tijdens de zeld-zaam optredende extreme hoog-waters. Hierbij wordt een grotedruk gelegd op het functionerentijdens zo'n `rare event'.Het gaat om kades met regelbareopeningen, zijdelingse overlaten,kortsluitingen van de ene tak naarde andere tak. Ook is in principeeen rechtstreekse afvoerverdelerin het laagwaterbed mogelijk, dieconform de bijgaande illustratieshetwatergedurendekortetijdver-deelt.Hier speelt echter dat de afvoer-verdeling vooral door de bene-denstroomse omstandighedenwordt bepaald en dat de rivier viaaanpassingen van de rivierbodemde gewenste afvoerverdeling vooreen deel direct zal (willen) neu-traliseren.Dit wordt echter anders als overeen zekere lengte (eerste gedach-te: 5 km) benedenstrooms van hetsplitsingspunt de bodems wor-den vastgelegd. In dat geval magworden verwacht dat de afvoer-verdelingbeterkanwordengema-nipuleerd, zonder dat de rivierbo-dem geweldige veranderingen tezien geeft. Hierover is nog heelweinig bekend. In geringe matekan hieraan worden gestudeerdmet morfologische modellen.Waarschijnlijk is een (zeer duur)fysischschaalmodelonderzoekno-dig om goed zicht te krijgen opmogelijke gebeurtenissen.E e n c o m p l e x p r o b l e e mWe hebben het dus over een be-hoorlijk complex probleem. Des-alniettemin zou een ontwerp/idee-opdracht voor de Cement-lezer kunnen zijn:"Ontwerp een regelbaar regelwerk inde uiterwaard(en) dat op robuusteen simpele wijze bij extreem hogeafvoeren (> 15 000 m3/s bij Lobith)tot 2000 m3/s extra afvoer kansturen naar de Waal (andere takkenkunnen ook, maar de gedachtengaan vooral naar een extra belastingvan de Waal)."Als verdere eisen kunnen gelden:? gegarandeerde werking ook bijzeer lage inzetfrequentie (eensin de tien jaar), tijdens hoog-water regelbaar;? verantwoorde landschappe-lijke inpassing;? morfologische effecten mogenniet leiden tot het niet meerkunnen voldoen aan deafvoertaakstelling tijdenshoogwater.W e r k v o o r c r e a t i e v el e z e r sHet is duidelijk dat niet alleenconstructieve (Cement) aspecteneen rol spelen, maar dat vele dis-ciplines bij een dergelijk ont-werp betrokken moeten worden.Niettemin vragen we de creatieveCement-lezers met voorstellenvoor een regelwerk te komen. Hetis technisch gezien een aantrek-kelijke oefening om een dergelijkprobleem te analyseren en meteen oplossing te komen.De lezers krijgen tot 31-1-2004de tijd hun gedachten/ide?en inte sturen naar de redactie. We ho-pen veel creatieve idee?n te ont-vangen. Nadere informatie:h.havinga@don.rws.minvenw.nlP r i j s v r a a gRijkswaterstaat als beheerder is op zoek naar een slimme oplossing. In het kader van dit thema-nummer, waarin aandacht voor waterbouwkundige constructies, heeft de redactie het idee geopperdde lezers om een oplossing te vragen.De redactie stelt een geldbedrag van 500 voor het winnend ontwerp in het vooruitzicht.Een jury van deskundigen zal de voorstellen beoordelen en een winnend ontwerp aanwijzen:? prof.ir. C.S. Kleinman, hoofdredacteur Cement;? prof. dr.ir.H.J. de Vriend, WL Delft Hydraulics;? ir.J. de Vries, Bouwdienst Rijkswaterstaat, Utrecht;? ir.H. Havinga, Rijkswaterstaat, Directie Oost-Nederland, afdeling Rivierkunde ANSR.