Doelbereik Innovatieve Dijkconcepten Deltaprogramma Waddengebied

Doelbereik innovatieve

dijkconcepten DP Wadden

Doelbereik innovatieve

dijkconcepten DP Wadden

1207459-002

Deltares, 2013, B

A. Calderon

A.J. Smale

DeltaresTitelDoelbereik innovatieve dijkconcepten DPWadden

OpdrachtgeverDPWadden

Project1207459-002

Kenmerk1207459-002-ZKS-0002

Pagina's63

TrefwoordenDeltaprogramma,Waddengebied, Hydraulische Randvoorwaarden, Innovatievedijken

SamenvattingAls onderdeel van de beoordeling van de veiligheidsstrategien voor DP Wadden is in dezestudie het doelbereik van een aantal innovatieve dijkconcepten (inclusief traditioneel)bepaald. Het doelbereik van deze innovatieve dijkconcepten is gedefinieerd als de benodigdedijkverhoging na realisatie van het innovatieve dijkconcept. Het eindresultaat van deze studiebestaat dus uit de benodigde verhoging van de kruin per innovatief dijkconcept, per zichtjaar,per klimaatscenario.

Aanvullend is voor acht innovatieve dijkconcepten bepaald wat de benodigde volumes zanden klei zijn om deze innovatieve dijkconcepten te kunnen realiseren. Hierbij is ook het extraruimtebeslag bepaald als gevolg van deze versterking. De resultaten van deze studie wordenaangeleverd aan de kostenramingen, welke benodigd zijn om een kosten-baten analyse tekunnen uitvoeren voor elk van de innovatieve dijkconcepten.

Vooruitlopend op de kosten-baten analyse laten de resultaten van deze studie zien dat hetinnovatieve dijkconcept met betrekking tot overslagbestendige dijk (maximaaloverslagdebiet100 I/s/m) voor de grootste reductie in benodigde kruinhoogte zorgt. Van de overigeinnovatieve dijkconcepten is het concept met betrekking tot het verflauwen van hetbuitentalud (van 1:4 naar 1:7) het concept dat tot de grootste afname in benodigdekruinhoogte leidt.

Het doelbereik van de innovatieve dijkconcepten is vastgesteld met en zonder autonomekwelderontwikkeling. Deze resultaten laten zien dat het doelbereik sterk benvloedwordt doorde aanwezigheid van kwelders, voor die gevallen waarbij golfaanval van belang is. Voorlocaties waar de golfcondities (zeer) mild zijn geldt dat de aanwezigheid van kwelders geensignificante invloed heeft op het doelbereik. Verder is ook een gevoeligheidsanalyseuitgevoerd met betrekking tot de kwelderscenario's.

Referenties1207459-000-ZKS-0001-o-0fferte Delta ProgrammaWadden 2013, onderdeel Deltares

A. SmaleJ. Groenewe

Versie Datum Auteur3 nov. 2013 A. Calderon

Statusdefinitief

Doe/bereik innovatieve dijkconcepten OP Wadden

1207459-002-ZKS-0002, Versie 3, 22 november 2013, definitief

Doelbereik innovatieve dijkconcepten DP Wadden

i

Inhoud

1 Inleiding 1 1.1 Achtergrond 1 1.2 Doelstelling 1 1.3 Leeswijzer 1

2 Aanpak 3 2.1 Bepaling veiligheidsopgave 3 2.2 Berekeningswijze extra benodigde kruinhoogte/bekledingsterkte 3

2.2.1 Hydra-K 3 2.2.2 Toetspeilcorrectie 7 2.2.3 Zeespiegelstijging 8 2.2.4 Windstatistiek 8 2.2.5 Bodemgeometrie en topografie 8

2.3 Bepaling doelbereik 9 2.4 Ontwerpopgave 9

3 Klimaatscenarios en autonome kwelderontwikkeling 11 3.1 Gehanteerde klimaatscenaios 11 3.2 Autonome kwelderontwikkeling 11 3.3 Gevoeligheidsanalyse kwelderontwikkeling 12

4 Innovatieve dijkconcepten 13 4.1 Innovatieve dijkconcepten uit de gevoeligheidsanalyse 13 4.2 Beschouwde innovatieve dijkconcepten in deze studie 14 4.3 Uit te voeren berekeningen per onderscheidend innovatief dijkconcept 15

5 Resultaten per innovatief concept, zonder kwelder 17 5.1 Standaard profiel (toekomstige veiligheidsopgave) 17 5.2 Standaard profiel (overslagbestendige dijk) 19 5.3 Standaard profiel (andere herhalingstijd: deltadijk) 24 5.4 Standaard profiel met hoog lijnelement voor dijk 26 5.5 Standaard dijk met restprofiel afslag voor dijk 30 5.6 Dijk met verflauwd buitentalud 32 5.7 Standaarddijk met laag lijnelement voor dijk 34 5.8 Standaard profiel met verticale wand op kruin 36 5.9 Standaard profiel met aangepaste ruwheid 38

6 Resultaten per innovatief concept, met kwelder 41 6.1 Inleiding 41 6.2 Effect kwelder op golfhoogte aan de teen van de dijk 41 6.3 Effect kwelder op benodigde kruinhoogte: traditionele dijkversterking 42 6.4 Effect kwelder op benodigde kruinhoogte: overslagbestendige dijk 44 6.5 Effect kwelder op benodigde kruinhoogte: Deltadijk 45 6.6 Effect kwelder op benodigde kruinhoogte: hoog lijnelement voor dijk 46 6.7 Effect kwelder op benodigde kruinhoogte: restprofiel afslag voor dijk 47 6.8 Effect kwelder op benodigde kruinhoogte: verflauwd buitentalud 48 6.9 Effect kwelder op benodigde kruinhoogte: laag lijnelement voor dijk 49

ii



6.10 Effect kwelder op benodigde kruinhoogte: verticale wand op kruin 50 6.11 Effect kwelder op benodigde ruwheid buitentalud 51 6.12 Conclusies met betrekking tot invloed kwelderontwikkeling op veiligheidsopgave 52

7 Gevoeligheidsanalyse kwelderontwikkeling 53 7.1 Alternatieve scenarios voor kwelderontwikkeling 53 7.2 Verandering benodigde kruinhoogte bij alternatieve kwelderontwikkeling scenarios53 7.3 Conclusies gevoeligheid benodigde kruinhoogte voor kwelderontwikkeling 55

8 Benodigde volumes zand/klei en ruimtebeslag 57

9 Conclusies en aanbevelingen 61

10 Referenties 63



1 van 63

1 Inleiding

1.1 Achtergrond

In 2008 is door de commissie Veerman een advies geschreven ten aanzien van het in kaart

brengen van de lange termijn waterveiligheid en zoetwatervoorziening, wat geleid heeft tot

het Nationaal Waterplan. Ten behoeve van het in kaart brengen van de lange termijn

waterveiligheid en zoetwatervoorziening en het genereren van mitigerende maatregelen, is

een tweede Deltaprogramma opgestart onder leiding van de Deltacommissaris. Een

onderdeel van het Deltaprogramma is het deelprogramma Waddengebied.

Binnen het Deelprogramma Waddengebied zijn de afgelopen jaren diverse onderzoeken

uitgevoerd, waaronder onderzoek naar de toekomstige veiligheidsopgave. Nu inzicht is

verkregen in de toekomstige veiligheidsopgave, richt het onderzoek zich op de evaluatie van

innovatieve dijkconcepten als mitigerende maatregelen. In het kader van DP Wadden 2013 is

onderzoek gedaan naar een aantal innovatieve dijkconcepten, WUR (2013a), als mogelijke

veiligheidsstrategien. Dit rapport beschrijft de resultaten van een vervolg op dit onderzoek,

waarbij de effecten van de innovatieve dijkconcepten op de waterveiligheid worden

vastgesteld.

1.2 Doelstelling

In Deltares (2012a) is de toekomstige veiligheidsopgave geschetst. In het kader van het

Deltaprogramma dienen strategien te worden ontwikkeld om deze geprojecteerde

toekomstige veiligheidsopgave op te lossen. In WUR (2013a) zijn een aantal innovatieve

dijkconcepten besproken, waarvoor het effect op de extra benodigde kruinhoogte (voor

verschillende scenarios) dient te worden vastgesteld, zodanig dat een kosten-baten analyse kan worden uitgevoerd. In het kader van onderhavige studie is voor elk van de innovatieve

dijkconcepten, voor verschillende scenarios, de extra benodigde kruinhoogte vastgesteld.

1.3 Leeswijzer

In hoofdstuk 2 wordt een toelichting gegeven op de gehanteerde rekenmethode. Vervolgens

wordt in Hoofdstuk 3 ingegaan op de gehanteerde scenarios voor klimaatverandering en kwelderontwikkeling. Hoofdstuk 4 beschrijft de beschouwde innovatieve dijkconcepten en de

wijze waarop deze zijn doorgerekend. De resultaten van de berekeningen met en zonder

kwelderontwikkeling worden gepresenteerd in respectievelijk Hoofdstuk 5 en 6. Hoofdstuk 7

gaat in op een gevoeligheidsanalyse met betrekking tot de gehanteerde kwelderontwikkeling,

waarna in Hoofdstuk 8 wordt aangegeven op welke wijze de benodigde volumes en het

ruimtebeslag zijn bepaald. Het rapport sluit in Hoofdstuk 9 af met conclusies en

aanbevelingen.



3 van 63

2 Aanpak

2.1 Bepaling veiligheidsopgave

De berekeningswijze is reeds beschreven in Deltares (2012b), Deltares (2012c) en Deltares

(2012d). Het eerste memo beschrijft een inventarisatie van de mogelijke toekomstige

veranderingen in het Waddengebied (Deltares, 2012b), in termen van (klimaat)scenarios. Het tweede memo beschrijft een inventarisatie van de mogelijkheden van Hydra-K (Deltares,

2012c) om de mogelijke toekomstige veranderingen door te rekenen. In Deltares (2012d)

worden de beide memos gecombineerd, waardoor duidelijk wordt hoe specifieke (klimaat)scenarios doorgerekend kunnen worden.

In de volgende paragrafen worden de werking van Hydra-K en de belangrijkste

uitgangspunten en aannames nader toegelicht.

2.2 Berekeningswijze extra benodigde kruinhoogte/bekledingsterkte

2.2.1 Hydra-K

Het probabilistische model Hydra-K berekent de kans op falen van waterkeringen langs de

Nederlandse kust. Er zijn verschillende mechanismen die het bezwijken van keringen kunnen

veroorzaken, zoals golfoploop/overslag, instabiliteit van de dijkbekleding of instabiliteit van

het dijklichaam. Voor de meeste van deze faalmechanismen is in Hydra-K een

betrouwbaarheidsfunctie Z gemplementeerd die de sterkte van de kering vergelijkt met de

hydraulische belasting. De belasting is een functie van de belastingvariabelen en als Z



4 van 63

Figuur 2.1 Illustratie kansverdeling wind en waterstand

2 De tweedimensionale kansverdeling gepresenteerd in Figuur 2.1 kan worden vertaald

naar een twee-dimensionale verdeling geldig voor een locatie aan de teen van een dijk:

een gegeven combinatie van offshore windsnelheid en waterstand leidt tot een

combinatie van nearshore windsnelheid en waterstand. Figuur 2.1 wordt dan

getransformeerd naar Figuur 2.2 (ze lijken op het oog exact gelijk, maar hebben

verschillende variabelen op de x-as staan). Opgemerkt wordt dat hierbij wordt uitgegaan

van de piekwaterstand binnen een storm. Het stormverloop en faseverschuiving tussen

windsnelheid en waterstand worden buiten beschouwing gelaten.

Figuur 2.2 Illustratie kansverdeling windsnelheid en nearshore waterstand

3 Vervolgens kan de windsnelheid en nearshore waterstand (per windrichting) worden

vertaald naar nearshore golfhoogte, -periode en richting. Dit leidt dan tot een vertaling van Figuur 2.1 en Figuur 2.2 naar Figuur 2.3. Hiervoor wordt gebruik gemaakt van een

opzoektabel waarin de voor gegeven windsnelheid, windrichting en waterstand de

bijbehorende nearshore golfcondities (golfhoogte, -periode en richting) opgenomen zijn. Door de vertaling van windsnelheid naar golfhoogte en golfperiode wordt nog een

extra variabele gentroduceerd, waardoor er feitelijk sprake is van een

meerdimensionale verdeling. Omwille van dit voorbeeld worden hier echter enkele

tweedimensionale afbeeldingen gepresenteerd. Ook hier gaat het om de condities

behorende bij de piekwaterstand binnen de storm.

Win

dsn

elh

eid

Offshore waterstand

Win

dsn

elh

eid

Nearshore waterstand



5 van 63

Figuur 2.3 Illustratie kansverdelingen a) nearshore waterstand en golfhoogte, b) nearshore waterstand en

golfperiode

4 Als nu gekeken wordt naar een belastinggeval, hier wordt golfoverslag als voorbeeld

genomen, dan kunnen in Figuur 2.3 lijnen (faalgrenzen) worden getrokken van gelijke

belasting (lees golfoverslag). Figuur 2.4 geeft een voorbeeld weer van een isolijn

waarvoor geldt dat er sprake is van 1 l/s/m overslag (met op de achtergrond nog steeds

de kansverdeling van waterstand en golfhoogte). Het gebied rechtsboven de faalgrens

is het faalgebied: Z



6 van 63

Figuur 2.5 Illustratie bepaling illustratiepunt op faalgrens

In de beschrijving hierboven is uitgegaan van een geparametriseerde tweedimensionale

kansverdeling voor wind en waterstand. In Hydra-K wordt echter gewerkt met simultane

waarnemingen van waterstanden, windsnelheden en windrichtingen van een groot aantal

stormen. De isolijnen in de kansdichtheidsplots van Figuur 2.1 tot en met Figuur 2.5 worden

daarmee vervangen door observaties. Deze observaties vallen echter niet in het extreme

bereik. Ze zijn namelijk gemeten in een periode van minder dan 30 jaar. Om dat te illustreren

zijn ze weergegeven in de linkeronderhoek van Figuur 2.6.

Figuur 2.6 Illustratie van geobserveerde en opgeschaalde stormen

Om de observaties te kunnen gebruiken voor de probabilistische berekening worden de

observaties opgeschaald in intensiteit conform de methode de Haan (hogere windsnelheden en bijbehorende waterstanden) en krijgen dan een kleinere kans van voorkomen. Hierdoor

worden kunstmatige observaties verkregen welke rondom de verwachte faalgrens zullen

liggen. Deze opschaling gaat onder behoud van de geobserveerde correlaties tussen

windsnelheid, windrichting en waterstand. Dit behoud van correlatie geldt overigens alleen in

een wiskundig getransformeerde ruimte, de correlatie tussen werkelijke waterstanden en

windsnelheden kan wel enigszins veranderen. Opgemerkt wordt dat de schaling afhankelijk is

van de gehanteerde overschrijdingsfrequentie.

Go

lfh

oo

gte

waterstand

Z=0 Z>0,

niet falen

Z



7 van 63

In plaats van het nemen van de integraal voor het bepalen van de faalkans, kan nu

eenvoudig het aantal opgeschaalde stormen worden geteld in het faalgebied (Z



8 van 63

Figuur 2.7 De twee door Hydra-K berekende illustratiepunten. Illustratiepunt 1 is berekend met vrij te kiezen

waterstand. Illustratiepunt 2 is gebaseerd op bestaande toetspeilen.

2.2.3 Zeespiegelstijging

In Hydra-K kan een uniforme zeespiegelstijging worden opgegeven. Als gevolg van de

toetspeilcorrectie komt het effect van de op te leggen zeespiegelstijging per definitie niet tot

uiting in de door Hydra-K uitgerekende waterstand. Om het effect van zeespiegelstijging op

een realistische manier te kunnen onderzoeken zal of de toetspeilcorrectie uitgezet moeten

worden of de toetspeilen aangepast. De wijze waarop de toetspeilcorrectie is uitgezet en de

controle op de juiste werking van Hydra-K na de-activatie van de toetspeilcorrectie is

beschreven in Deltares (2012c en d).

2.2.4 Windstatistiek

Windsnelheid is een variabele die invoer is voor Hydra-K. De windsnelheid wordt ingevoerd in

termen van overschrijdingsfrequentielijnen voor verschillende richtingssectoren. Deze

gegevens zijn voor een aantal meetlocaties bekend in Hydra-K. Voor het Waddengebied is

alleen de meetlocatie Terschelling-West relevant.

2.2.5 Bodemgeometrie en topografie

De bodemgeometrie van de Waddenzee is geen onderdeel van Hydra-K, maar is impliciet

opgenomen in de SWAN productieberekeningen die Hydra-K gebruikt. Voor een groot aantal

combinaties van windsnelheid, windrichting en waterstand zijn SWAN berekeningen gemaakt.

Hydra-K gebruikt interpolatie tussen de resultaten van deze berekeningen voor het bepalen

van de hydraulische condities aan de teen van de dijk. De dijk zelf is beschreven door middel

van een dwarsprofiel. Alle dwarsprofielen samen vormen de topografische invoer voor

Hydra-K.

Via de dwarsprofielen kan de topografie in Hydra-K relatief eenvoudig aangepast worden.

Door het gebruik van de SWAN productieberekeningen geldt dat niet voor de

bodemgeometrie. Voor het bepalen van de veiligheidsopgave zijn echter slechts de effecten

van de verandering in de bodemgeometrie op de hydraulische randvoorwaarden van belang.

Deze effecten kunnen wel meegenomen worden in een berekening met Hydra-K.

faalgrensw

indsnelh

eid

waterstand

illustratiepunt 1

illustratiepunt 2

toets

peil



9 van 63

2.3 Bepaling doelbereik

Het doelbereik van de innovatieve dijkconcepten is gedefinieerd als de benodigde

dijkverhoging na realisatie van het innovatieve dijkconcept.

Hierbij wordt de benodigde dijkverhoging bepaald door het verschil te nemen tussen de

benodigde kruinhoogte (op basis van overslag) in geval van een standaard profiel en de

benodigde kruinhoogte in geval van de realisatie van een innovatief dijkconcept.

De evaluatie van het doelbereik van innovatieve dijkconcepten wordt uitgevoerd met behulp

van hetzelfde instrumentarium als waarmee de toekomstige veiligheidsopgave is bepaald.

Voor een beschrijving van dit instrumentarium wordt verwezen naar Deltares (2012a). Bij de

bepaling van de toekomstige veiligheidsopgave is uitgegaan van een standaard profiel (1:4

buitentalud en een ruwheidscofficint van 1,0). Door de eigenschappen van dit gehanteerde

profiel te veranderen kan het doelbereik van de innovatieve dijkconcepten worden bepaald.

In hoofdstuk 4 wordt nader ingegaan op de beschouwde innovatieve dijkconcepten en de

wijze waarop deze zijn geschematiseerd om te komen tot het doelbereik.

2.4 Ontwerpopgave

Naast het bepalen van het doelbereik, gebaseerd op een gegeven vormgeving en afmeting

van de innovatieve dijkconcepten, kan ook een ontwerpberekening worden gemaakt. Bij een

ontwerpberekening wordt gevarieerd met n eigenschap van het innovatieve dijkconcept

zodanig dat de huidige kruinhoogte voldoet.

Voorbeeld: gezocht kan worden naar de ruwheid van het buitentalud welke leidt tot een

benodigde kruinhoogte gelijk aan de huidige kruinhoogte. Dit houdt in dat bij de gevonden

ruwheid geen extra dijkverhoging noodzakelijk is, enkel de verhoogde ruwheid van het

buitentalud dient aangebracht te worden.

Voor een aantal innovatieve dijkconcepten wordt ook deze ontwerpberekening uitgevoerd. In

hoofdstuk 4 wordt aangegeven voor welk van de innovatieve dijkconcepten een dergelijke

berekening is uitgevoerd.

Merk op dat de resultaten van de ontwerpberekeningen slechts een indicatie geven van de

benodigde sterkte/afmeting van het innovatieve dijkconcept. De vastgestelde waarden zijn

geenszins te gebruiken voor een daadwerkelijk ontwerp.



11 van 63

3 Klimaatscenarios en autonome kwelderontwikkeling

3.1 Gehanteerde klimaatscenaios In Deltares (2012b) is een overzicht gepresenteerd van de mogelijke toekomstige (klimaat)

scenarios voor het Waddengebied. Hierin zijn meegenomen (i) de Deltascenarios, zie Deltares (2011a), (ii) windklimaatscenarios (als gevoeligheidsanalyse) en (iii) autonome ontwikkelingen en toekomstige menselijke ingrepen.

In Deltares (2012e) is een selectie gemaakt van door te rekenen scenarios in het kader van de verkenning van de toekomstige veiligheidsopgave voor het Waddengebied. De selectie is

dusdanig dat met een beperkt aantal berekeningen de hoekpunten van de toekomstige

veiligheidsopgave in beeld gebracht kunnen worden.

In het kader van deze studie wordt gekeken naar de zichtjaren 2050 en 2100 en de

scenarios matige en snelle klimaatveranderingen. Dit resulteert in 4 klimaatscenarios per innovatief dijkconcept.

Voor het zichtjaar 2050 wordt voor matige klimaatverandering een zeespiegelstijging voorzien

van 0,15 meter (ten opzichte van 1990) en voor snelle klimaatverandering een

zeespiegelstijging van 0,35 meter. Voor 2100 wordt voor matige klimaatverandering een

zeespiegelstijging voorzien van 0,35 meter en een zeespiegelstijging van 0,85 meter voor

snelle klimaatverandering (beide wederom ten opzichte van 1990).

3.2 Autonome kwelderontwikkeling

Naast klimaatverandering is ook gekeken naar het effect van het wel of niet meenemen van

kwelders op de benodigde kruinhoogtes. Hiertoe is door WUR (2013b) aangegeven hoe snel

de kwelders meegroeien met de klimaatverandering en wat de vorm van de kwelder is.

Belangrijk uitgangspunt voor de afmetingen van de kwelder is de aanname dat de

kwelderhoogte bij benadering meegroeit met de zeespiegelstijging. Het geheel leidt tot de

volgende definitie van de kwelder per scenario, waarbij wordt aangenomen dat de hoogte van

de kwelder vanaf zee lineair toeneemt richting land:

Zichtjaar Scenario Hoogte

zeewaarts

[m+NAP]

Hoogte

landwaarts

[m+NAP]

Lengte

[m]

Referentie - 1,0 1,6 600

2050 Matig 1,15 1,75 600

Snel 1,35 1,95 600

2100 Matig 1,35 1,95 600

Snel 1,85 2,45 600

Tabel 3.1 Overzicht te hanteren kwelderafmetingen per klimaatscenario



12 van 63

3.3 Gevoeligheidsanalyse kwelderontwikkeling

De autonome kwelderontwikkeling zoals gepresenteerd in de voorgaande paragraaf gaat uit

van een kweldergroei welke van eenzelfde orde is als de zeespiegelstijging. Uit analyse van

metingen blijkt dat deze ontwikkeling wellicht conservatief is, omdat analyse van metingen

laat zien dat kwelders ook sneller kunnen groeien dan de zeespiegelstijging. Uiteraard hangt

de daadwerkelijke groeisnelheid af van een groot aantal variabelen zoals sedimentaanbod,

fysische condities, stimulatie, etc. Als onderdeel van deze studie is een gevoeligheidsanalyse

uitgevoerd met aangepaste scenarios ten aanzien van de kwelderontwikkeling. Deze scenarios zijn opgesomd in Tabel 3.2. Merk op dat er geen verschil meer is tussen matige en snelle scenarios.

Zichtjaar Scenario Hoogte

zeewaarts

[m+NAP]

Hoogte

landwaarts

[m+NAP]

Lengte

[m]

Referentie - 1,0 1,6 600

2050 Matig 1,4 2,0 600

Snel 1,4 2,0 600

2100 Matig 1,9 2,5 600

Snel 1,9 2,5 600

Tabel 3.2 Overzicht te hanteren kwelderafmetingen per klimaatscenario ten behoeve van gevoeligheidsanalyse



13 van 63

4 Innovatieve dijkconcepten

4.1 Innovatieve dijkconcepten uit de gevoeligheidsanalyse

In het kader van de gevoeligheidsanalyse gepresenteerd in WUR (2013a) is een lijst met

innovatieve dijkconcepten opgesteld voor de Waddenzee. Het betrof in totaal 24

dijkconcepten, waarvan er uiteindelijk 8 als kansrijk bestempeld zijn (zie WUR, 2013a). In

Tabel 4.1 wordt een overzicht gegeven van deze innovatieve dijkconcepten.

Type Innovatief concept

Referentie Traditionele zeedijk

Traditioneel + Traditionele en technische oplossing

Rijke Dijk

Basis Overslagbestendig / overstroombare dijk

Robuust (langere tijdshorizon) Deltadijk

Multifunctioneel

Parallele dijken Dubbele dijken in Waddengebied

Voorlandkering (kan ook oesterbank zijn: bio-

bouwers)

Schermdijk (dijk voor de dijk, havendam, soms

volledig in het water, maar soms aan oever vast)

Hybride oplossingen Dijk-in-duin

Dijk- in-boulevard

Oeverdijk (normale kering met zand of klei ervoor)

Eco-engineering oplossingen Dijk met kwelder

Brede Groene dijk

Dijk met kwelderwal

Oesterbank (voorlandkering)

Dynamisch stabiele oplossingen Zand/bagger suppleties

Zand motor

Slib motor

Nieuwe duinen

Harde waterkerende constructies

(beton, staal, etc.) waar bebouwing

is

Integratie met bebouwing

Functiescheidende schermen

Demontabele kering

Standaard met innovatieve Elementen

Tabel 4.1 Overzicht van innovatieve dijkconcepten zoals gepresenteerd in WUR (2013a)



14 van 63

4.2 Beschouwde innovatieve dijkconcepten in deze studie

Ten tijde van de start van deze studie was nog niet duidelijk welke van de in Tabel 4.1

gepresenteerde innovatieve dijkconcepten nader uitgewerkt zouden worden. Om toch met

deze studie te kunnen starten zijn de innovatieve dijkconcepten gekarakteriseerd en

gegroepeerd op basis van de eigenschappen van het zeewaartse deel van het innovatieve

dijkconcept. Dit heeft geleidt tot een classificatie zoals gepresenteerd in Tabel 4.2.

Naam in gevoeligheidsanalyse Schematisatie voor doelbereik

Traditionele ophoging (referentie) standaard profiel

Traditioneel + nieuwste technische

inzichten

standaard profiel, aangepaste ruwheid

Rijke Dijk standaard profiel, aangepaste ruwheid

Overslagbestendige/overstroombare dijk standaard profiel

Deltadijk standaard profiel (andere herhalingstijd)

Multi-functionele dijk standaard profiel (andere herhalingstijd)

Parallele dijken meerlaagsveilgheid (buiten scope)

Voorlandkering standaard profiel met hoog lijnelement voor dijk

Schermdijk standaard profiel met hoog lijnelement voor dijk

Dijk-in-Duin standaard dijk met restprofiel afslag ervoor

Dijk-in-Boulevard standaard dijk met restprofiel afslag ervoor

Oeverdijk standaard dijk met restprofiel afslag ervoor

Dijk met kwelder standaard dijk met kwelder voor de dijk

Brede groene dijk dijk met verflauwd talud

Dijk met kwelderwal standaarddijk met laag lijnelement voor dijk

Oesterbank standaarddijk met laag lijnelement voor dijk

Zand/baggersuppleties systeemingrepen (buiten scope)

Zandmotor systeemingrepen (buiten scope)

Slibmotor systeemingrepen (buiten scope)

Nieuwe duinen systeemingrepen (buiten scope)

Integratie met bebouwing1 geen invloed op buitentalud

Functiescheidende schermen geen invloed op buitentalud

Demontabele kering standaard profiel met verticale wand

Standaard met innovatieve elementen standaard profiel, aangepaste ruwheid

Tabel 4.2 Vertaling van innovatieve dijkconcepten naar classificatie ten behoeve van doelbereik

1 Uitgegaan wordt van bebouwing aan de landwaartse zijde van de buitenkruinlijn.



15 van 63

De 24 concepten uit tabel 4.2 worden hierdoor gereduceerd tot de volgende 8

onderscheidende innovatieve dijkconcepten (voor wat betreft buitentalud, en dus benodigde

kruinhoogte op basis van een golfoverslagcriterium):

- standaard profiel,

- standaard profiel met andere herhalingstijd,

- standaardprofiel met hoog lijnelement voor de dijk,

- standaard dijk met restprofiel afslag ervoor,

- dijk met verflauwd talud,

- standaarddijk met laag lijnelement voor de dijk,

- standaard profiel met verticale wand en

- standaard profiel, aangepaste ruwheid.

Het doelbereik zal worden bepaald voor deze 8 onderscheidende innovatieve dijkconcepten.

4.3 Uit te voeren berekeningen per onderscheidend innovatief dijkconcept

Zoals reeds aangegeven in Hoofdstuk 2, zijn er twee typen berekening mogelijk. Het eerste

type berekening bepaalt de extra benodigde kruinhoogte na realisatie van het innovatieve

dijkconcept (doelbereik). Het tweede type berekening bepaalt de benodigde afmeting van de

innovatieve maatregel zodanig dat de veiligheidsopgave wordt opgelost (ontwerpberekening).

In Tabel 4.3 wordt aangegeven welke berekeningen voor de verschillende typen van

innovatieve dijkconcepten zijn uitgevoerd.

Classificatie Doelbereik berekening Ontwerpberekening

Huidig profiel Extra benodigde kruinhoogte -

standaard profiel Extra benodigde kruinhoogte (om aan

criterium van 100 l/s/m te voldoen)

overslagdebiet bij geen

actie

standaard profiel (andere

herhalingstijd)

Extra benodigde kruinhoogte bij 10

maal grotere herhalingstijd

standaard profiel met

hoog lijnelement voor dijk

Extra kruinhoogte gegeven 1 hoogte

van het lijnelement

Benodigde hoogte van

element

standaard dijk met

restprofiel afslag ervoor

Minimaal volume zand

in restprofiel

dijk met verflauwd talud Extra benodigde kruinhoogte -

standaarddijk met laag

lijnelement voor dijk

Extra kruinhoogte gegeven 1 hoogte

van het lijnelement

-

standaard profiel met

verticale wand

- Benodigde hoogte

verticale wand

standaard profiel,

aangepaste ruwheid

- Benodigde ruwheid om

opgave op te lossen

Tabel 4.3 Overzicht van de uit te voeren berekeningen per innovatief dijkconcept voor elk van de zichtjaren.

Extra betekent extra benodigd om veiligheidsopgave op te lossen

Voor de overslagbestendige dijk wordt vooralsnog een kritiek overslagdebiet van 100 l/s/m

aangehouden. Deze waarde komt overeen met de waarde welke gebruikt is in een studie

naar het overslagbestendig maken van de Afsluitdijk. De waarde van 100 l/s/m wordt daarom

in deze studie als startpunt aangehouden.



16 van 63

Voor alle innovatieve dijkconcepten (inclusief traditioneel) geldt dat de golfcondities eerst van

de HR-locatie worden vertaald naar de teen van de dijk. Bij deze vertaling wordt rekening

gehouden met de lokale bodemligging tussen deze beide punten, zoals ook gedaan in

Deltares (2012f). In geval van een berekening zonder kwelder betreft dit de huidige

bodemligging. In geval van een berekening met een kwelder wordt deze bodemligging

vervangen door een kwelder zoals gedefinieerd in Hoofdstuk 3.2.

Voor de berekeningen met een lijn-element wordt aangenomen dat het lijnelement juist

landwaarts van de HR-locatie ligt en wordt de golfhoogte van de HR-locatie vertaald middels

een transmissiecofficint. Vervolgens wordt de resulterende golfhoogte vertaald naar de

teen van de dijk conform bovenstaand.

Voor de berekening van het dijkconcept met het restprofiel bij afslag voor de dijk wordt op

basis van de randvoorwaarden op de HR-locatie de vorm van het afslagprofiel bepaald. Dit

afslagprofiel wordt gebruikt om golfhoogte te vertalen van de HR-locatie naar de teen van de

dijk. Vervolgens wordt dit afslagprofiel zodanig verschoven dat het overslagdebiet gelijk is

aan 1 l/s/m. Het minimaal benodigde volume (zonder rekening te houden met

onderhoudswerk en/of buffers) wordt vastgesteld door het verschil te bepalen tussen het

verschoven restprofiel en de huidige bodemligging.



17 van 63

5 Resultaten per innovatief concept, zonder kwelder

5.1 Standaard profiel (toekomstige veiligheidsopgave)

De veiligheidsopgave van het standaard profiel is gelijk aan de veiligheidsopgave zoals

bepaald in Deltares (2012a). Voor de volledigheid wordt de veiligheidsopgave hier nogmaals

gepresenteerd. De hier gepresenteerde resultaten verschillen enigszins van Deltares

(2012a), omdat in tegenstelling tot Deltares (2012a) ook voor de toekomstige

veiligheidsopgave het reeds aanwezige voorland wordt meegenomen volgens Deltares

2012f). Dit zorgt ervoor dat resultaten meer benvloed worden door de bodemligging aan de

teen van de dijk en dus een groter effect laten zien bij zeespiegelstijging.

Zichtjaar 2050, matige klimaatverandering

Voor het zichtjaar 2050 geldt, bij matige klimaatverandering, een zeespiegelstijging van 0,15

meter ten opzichte van 1990 (oftewel 0,08 meter t.o.v. 2017). Bij handhaving van de huidige

dijk en de aanname dat de dijk nu exact op hoogte is, ontstaat een tekort in de kruinhoogte.

Dit tekort in kruinhoogte varieert per locatie vanwege het feit dat het effect van

zeespiegelstijging op de golfcondities varieert per locatie. Over het algemeen geldt dat voor

2050 een extra kruinhoogte benodigd is van orde een decimeter, met enkele locaties

waarvoor sprake is van een groter effect (grotere gevoeligheid van de belasting voor

zeespiegelstijging). In Figuur 5.1 is een histogram gegeven waarin het tekort aan kruinhoogte

is gepresenteerd in een histogram.

Figuur 5.1 Histogram toename benodigde kruinhoogte zichtjaar 2050 (matige klimaatverandering) met de

aanname dat de kruinhoogte nu juist voldoende is (dus zonder rekening te houden met overhoogte).



18 van 63

Zichtjaar 2050, snelle klimaatverandering en zichtjaar 2100 matige klimaatverandering

Voor het zichtjaar 2050 (snelle klimaatverandering) en het zichtjaar 2100 (matige

klimaatverandering) geldt dat dezelfde zeespiegelstijging wordt verwacht, te weten 0,35

meter ten opzichte van het referentiejaar 1990. Het tekort aan kruinhoogte bij handhaving van

de huidige dijken (en de aanname dat deze nu op orde zijn) leidt tot een histogram zoals

gepresenteerd in Figuur 5.2. De afbeelding laat zien dat er in de orde van 0,50 meter extra

kruinhoogte benodigd zou zijn voor deze scenarios.

Figuur 5.2 Histogram toename benodigde kruinhoogte zichtjaar 2050 (snelle klimaatverandering) en 2100 (matige

klimaatverandering) met de aanname dat de kruinhoogte nu juist voldoende is (dus zonder rekening te

houden met overhoogte).

Zichtjaar 2100, snelle klimaatverandering

Het laatste beschouwde zichtjaar betreft 2100, met snelle klimaatverandering. In dit scenario

is sprake van een zeespiegelstijging van 0,85 meter ten opzichte van 1990. Het tekort aan

kruinhoogte, onder aanname van het exact op orde zijn van de keringen op dit moment, is

weergegeven in Figuur 5.3. Te zien is dat het overgrote deel van de keringen in het

Waddengebied te maken krijgen met een hoogtetekort van orde 1,5 meter. Lokaal (waar

bijdrage van golven aan de benodigde kruinhoogte groot is) is het tekort mogelijk zelfs orde

2,0 meter. In gebieden waar golfcondities minder van belang zijn voor de kruinhoogte

(Waddenzee zijde eilanden) geldt dat het kruinhoogtetekort van dezelfde orde is als de

zeespiegelstijging.



19 van 63

Figuur 5.3 Histogram toename benodigde kruinhoogte zichtjaar 2100 (snelle klimaatverandering) met de aanname

dat de kruinhoogte nu juist voldoende is (dus zonder rekening te houden met overhoogte).

5.2 Standaard profiel (overslagbestendige dijk)

Het eerste innovatieve dijkconcept betreft het handhaven van het standaard (buitendijkse)

profiel en het overslagbestendig maken van het binnendijkse deel van het profiel. Uitgaande

van een ontwerp dat in staat is om een overslag debiet tot maximaal 100 l/s/m te weerstaan,

kan de benodigde kruinhoogte worden bepaald voor elk van de scenarios.

Doelbereik zichtjaar 2050, matige klimaatverandering

In geval van het zichtjaar 2050 en matige klimaatverandering is het overslagbestendig maken

van dijken een zeer effectieve maatregel. Voor het grootste deel van de dijken in het

Waddengebied geldt dat er een negatief kruinhoogtetekort ontstaat, zie Figuur 5.4. Dit

betekent feitelijk dat er dan sprake is van overhoogte. Voor een beperkt aantal dijkvakken is

dit niet van toepassing: hier ontstaat desondanks een kruinhoogtetekort. Het betreft hier

dijkvakken waarvoor de bijdrage van de golven aan de benodigde kruinhoogte klein is,

waardoor puur het effect van zeespiegelstijging weergegeven wordt. Merk op dat dit zelfs nog

uit gaat van de aanname dat de huidige dijken juist op orde zijn.



20 van 63

Figuur 5.4 Histogram toename benodigde kruinhoogte zichtjaar 2050 (matige klimaatverandering) voor

overslagbestendige dijken met de aanname dat de kruinhoogte nu juist voldoende is (dus zonder

rekening te houden met overhoogte). Negatieve waarden betekenen dat er na toepassing van het

innovatieve dijkconcept sprake is van overhoogte.

Zichtjaar 2050, snelle klimaatverandering en zichtjaar 2100 matige klimaatverandering

Voor de zichtjaren 2050 en 2100 met respectievelijk snelle en matige klimaatverandering

geldt dat de effectiviteit van het overslagbestendig maken van de dijken een vergelijkbare

effectiviteit heeft: voor een vergelijkbaar deel van de Waddenzee dijken ontstaat overhoogte

bij het toepassen van een overslagbestendige dijk voor deze zichtjaren en

klimaatveranderingen. Zoals te zien is in Figuur 5.5, is er voor deze combinaties van zichtjaar

en klimaatscenario slechts voor een additionele 10 kilometer Waddenzee dijk sprake van een

kruinhoogtetekort.



21 van 63


klimaatverandering) voor overslagbestendige dijken met de aanname dat de kruinhoogte nu juist

voldoende is (dus zonder rekening te houden met overhoogte). Negatieve waarden betekenen dat er na

toepassing van het innovatieve dijkconcept sprake is van overhoogte.

Doelbereik zichtjaar 2100, snelle klimaatverandering

Tot slot is ook voor het zichtjaar 2100 en snelle klimaatverandering gekeken of het

overslagbestendig maken van de dijken een effectieve maatregel is. Figuur 5.6 laat zien dat

in geval van dit scenario voor circa 60 kilometer zeewering sprake is van een kruinhoogte

tekort. De overige dijkvakken hebben zelfs in dit scenario nog een overhoogte indien de dijk

overslagbestendig wordt gemaakt. Het tekort aan kruinhoogte dat ontstaat indien geen

dijkverzwaringen plaats vinden wordt volledig gecompenseerd door het overslagbestendig

maken van de dijk.



22 van 63

Figuur 5.6 Histogram toename benodigde kruinhoogte zichtjaar 2100 (snelle klimaatverandering) voor

overslagbestendige dijken met de aanname dat de kruinhoogte nu juist voldoende is (dus zonder

rekening te houden met overhoogte). Negatieve waarden betekenen dat er na toepassing van het

innovatieve dijkconcept sprake is van overhoogte.

Naast het vaststellen van het doelbereik van de maatregel is ook onderzocht wat de

benodigde sterkte van de waterkering dient te zijn in geval de volledige veiligheidsopgave

opgelost dient te worden middels een overslagbestendige dijk, met dus als uitgangspunt de

huidige normhoogte, gebaseerd op een toelaatbaar overslagdebiet van 1 l/s/m. In de

onderstaande figuren is de benodigde sterkte (uitgedrukt in overslagdebiet) weergegeven

voor de beschouwde zichtjaren en klimaatveranderingen.

De figuren bevestigen het beeld van de voorgaande figuren welke het doelbereik

presenteerden. Te zien is dat voor de zichtjaren 2050 en 2100 (matige klimaatverandering)

en 2050 (snelle klimaatverandering) de benodigde sterkte van de overslagbestendige dijk als

realistisch kan worden beschouwd (over het algemeen minder dan orde 50-100 l/s/m). Voor

zichtjaar 2100 met snelle klimaatverandering geldt dat de benodigde sterkte veel groter is, tot

boven 200 l/s/m.



23 van 63

Figuur 5.7 Overtopping bij handhaven huidige kruinhoogte voor zichtjaar 2050 (matige klimaatverandering)

Figuur 5.8 Overtopping bij handhaven huidige kruinhoogte voor zichtjaar 2050 (snelle klimaatverandering) en

zichtjaar 2100 (matige klimaatverandering)



24 van 63

Figuur 5.9 Overtopping bij handhaven huidige kruinhoogte voor zichtjaar 2100 (snelle klimaatverandering)

5.3 Standaard profiel (andere herhalingstijd: deltadijk)

Het tweede innovatieve dijkconcept is het aanleggen van een robuuste dijk, waarbij

ontworpen wordt op de hydraulische randvoorwaarden met een 10 maal grotere herhalingstijd

(in het geval van deze studie 40.000 jaar). Vanwege het feit dat de dijk ontworpen is voor een

hogere herhalingstijd, ontstaat er een buffer welke in staat is om (tot op zekere hoogte) het

effect van zeespiegelstijging op te vangen.

Figuur 5.10 en Figuur 5.11 laten zien dat het toepassen van een robuuste dijk de

veiligheidsopgave oplost. Voor enkele dijkvakken geldt echter dat de aanleg van een

robuuste dijk nog maar net de veiligheidsopgave oplost. Dit is het gevolg van het feit dat er

sprake is van afvlakking van de extreme waarden: hoe hoger de herhalingstijd hoe minder

sterk de toename van de belasting is. Dit betekent dat ontwerpen voor een grotere

herhalingstijd maar tot een beperkte toename van de kruinhoogte leidt, welke in sommige

gevallen van dezelfde orde lijkt te zijn als de zeespiegelstijging.



25 van 63

Figuur 5.10 Histogram toename benodigde kruinhoogte zichtjaar 2050 (matige klimaatverandering) na toepassing

van robuuste dijk met de aanname dat de kruinhoogte nu juist voldoende is (dus zonder rekening te

houden met overhoogte). Negatieve waarden betekenen dat er na toepassing van het innovatieve

dijkconcept sprake is van overhoogte.


klimaatverandering) na toepassing van robuuste dijk met de aanname dat de kruinhoogte nu juist





26 van 63

Figuur 5.12 laat duidelijk zien dat het toepassen van een robuuste dijk (gebaseerd op de

huidige hydraulische randvoorwaarden, zonder zeespiegelstijging, met een herhalingstijd van

10 maal de huidige normfrequentie) in beperkte mate (voor slechts orde 90 kilometer) in staat

is om de effecten van snelle klimaatverandering voor het zichtjaar 2100 het hoofd te bieden.

Dit is het gevolg van het afvlakken van de extremen waarden: de toename van de benodigde

kruinhoogte bij overstap naar hogere herhalingstijd is kleiner dan het effect van de toename

van de benodigde kruinhoogte als gevolg van klimaatverandering.

Figuur 5.12 Histogram toename benodigde kruinhoogte zichtjaar 2100 (snelle klimaatverandering) na toepassing

van robuuste dijk met de aanname dat de kruinhoogte nu juist voldoende is (dus zonder rekening te

houden met overhoogte). Negatieve waarden betekenen dat er na toepassing van het innovatieve

dijkconcept sprake is van overhoogte.

5.4 Standaard profiel met hoog lijnelement voor dijk

Het derde innovatieve dijkconcept betreft het gebruik van een hoog lijnelement voor de dijk

(zoals havendammen) om de golfaanval op de dijk te reduceren. Modelmatig wordt

aangenomen dat het lijnelement tenminste 50 meter van de dijk af ligt, maar niet zover dat er

nog sprake is van golfgroei door wind. Zoals aangegeven in Hoofdstuk 4.3 wordt dit

lijnelement in rekening gebracht via de bepaling van een transmissiecofficint. Op basis van

de bestaande havendammen (waaronder havendammen Harlingen) is een kruinhoogte van

NAP +4 meter gekozen voor het lijnelement. De golfreducerende werking van het lijnelement

zorgt ervoor dat er sprake is van een minder groot kruinhoogte tekort dan de

referentiesituatie, zie Figuur 5.13, Figuur 5.14 en Figuur 5.15. Het feit dat het

kruinhoogtetekort niet volledig wordt opgelost komt voort uit het feit dat de hoogte van het

lijnelement lager is dan de maatgevende waterstand, waardoor er slechts sprake is van een

beperkte demping van de golfaanval.



27 van 63


van een hoog lijnelement (NAP+4.0 meter) voor de dijk met de aanname dat de kruinhoogte nu juist




klimaatverandering) na toepassing van een hoog lijnelement (NAP+4.0 meter) voor de dijk met de


Negatieve waarden betekenen dat er na toepassing van het innovatieve dijkconcept sprake is van

overhoogte.



28 van 63


van een hoog lijnelement (NAP+4.0 meter) voor de dijk met de aanname dat de kruinhoogte nu juist



Naast de vaststelling van het doelbereik van een lijnelement met een hoogte van NAP+4.0

meter is ook gekeken wat de benodigde hoogte van het lijnelement is om de effecten van

zeespiegelstijging te compenseren (de zogenoemde ontwerpberekening). Figuur 5.16 tot en

met Figuur 5.18 presenteren de benodigde hoogtes van het lijnelement voor de onderzochte

klimaatscenarios.

Te zien is dat het voor een groot aantal dijkvakken mogelijk is de effecten van

klimaatverandering te compenseren met een lijnelement dat een hoogte heeft van NAP+3.0

meter of lager (circa 2 meter boven gemiddeld hoog water). Dit geldt nadrukkelijk voor de

verschillende klimaatscenarios met zichtjaar 2050.

Voor het klimaatscenario met snelle klimaatverandering en zichtjaar 2100 geldt dat voor de

meeste locaties een lijnelement benodigd is met een hoogte van meer dan NAP+3.0 meter

(meer dan circa 2 meter boven gemiddeld hoog water), tot wel NAP+6.0 meter. Waarschijnlijk

is een dergelijk hoog lijn element, over het algemeen, ongewenst vanuit landschappelijk

oogpunt. Bij de beoordeling van dit alternatief dient dan ook nadrukkelijk de landschappelijke

impact van het lijnelement meegenomen te worden.



29 van 63

Figuur 5.16 Histogram benodigde hoogte van het lijnelement voor de dijk om klimaatverandering voor zichtjaar

2050 (matige klimaatverandering) te compenseren, met de aanname dat de kruinhoogte nu juist

voldoende is (dus zonder rekening te houden met overhoogte).


2100 (matige klimaatverandering) of zichtjaar 2050 (snelle klimaatverandering) te compenseren, met de




30 van 63


2100 (snelle klimaatverandering) te compenseren, met de aanname dat de kruinhoogte nu juist

voldoende is (dus zonder rekening te houden met overhoogte).

5.5 Standaard dijk met restprofiel afslag voor dijk

Het doelbereik van een dijk met een zandlichaam voor de dijk is niet eenduidig vast te stellen

omdat de vorm/omvang van het betreffende zandlichaam afhankelijk is van een groot aantal

variabelen. Er is dan ook gekozen voor het uitvoeren van een ontwerpberekening, zoals

beschreven in paragraaf 4.3. Hierbij wordt het minimaal benodigde volume zand bepaald dat

nodig is om een restprofiel te genereren dat leidt tot een overslagdebiet van 1 l/s/m.

Figuur 5.19 laat zien dat voor het overgrote deel van het Waddengebied slechts een beperkte

hoeveelheid zand nodig is om het benodigde restprofiel te vormen indien de huidige

kruinhoogte wordt gehandhaafd bij zichtjaar 2050, klimaatscenario matig. Merk op dat deze

volumes nog exclusief onderhoud, buffer en dergelijke zijn. Het betreft enkel het benodigde

zandvolume binnen het restprofiel dat nog aanwezig dient te zijn juist na de maatgevende

storm. De daadwerkelijk aan te brengen hoeveelheden zand kunnen een veelvoud hiervan

zijn als gevolg van onder andere erosie van het volume.

Als de stap gemaakt wordt naar ofwel zichtjaar 2100 (matig klimaatscenario) ofwel zichtjaar

2050 (snel klimaatscenario), dan is duidelijk te zien dat de extra benodigde hoeveelheden

zand voor het restprofiel sterk toenemen (zie Figuur 5.20). Deze toename is nog veel sterker

als gekeken wordt naar het zichtjaar 2100 in combinatie met het snelle klimaatscenario: de

benodigde zandvolumes zijn dan meer dan 50 m3/m (zie Figuur 5.21).



31 van 63

Figuur 5.19 Benodigd zandvolume (m3/m) voor restprofiel bij handhaven huidige kruinhoogte voor zichtjaar 2050

(matige klimaatverandering)


(snelle klimaatverandering) en zichtjaar 2100 (matige klimaatverandering)



32 van 63


(snelle klimaatverandering)

5.6 Dijk met verflauwd buitentalud

Het doelbereik van een flauwer buitentalud (1:7 in plaats van 1:4) voor het zichtjaar 2050 met

een matige klimaatverandering is gepresenteerd in Figuur 5.22. De figuur laat zien dat het

verflauwen van het buitentalud een effectieve maatregel is. Als gevolg van het verflauwen

van het buitentalud wordt een kruinhoogteverlaging gerealiseerd welke groter is dan het

effect van de zeespiegelstijging.

Hetzelfde fenomeen is te zien voor het merendeel van de dijken in Figuur 5.23 en Figuur 5.24

voor zichtjaren 2050 en 2100 (respectievelijk matige en snelle klimaatverandering) en het

zichtjaar 2100 (snelle klimaatverandering). Echter, voor forse zeespiegelstijging geldt dat de

maatregel zeker niet meer effectief is voor alle locaties: voor deze locaties is de toename in

waterstand (en afgeleide golfhoogte) groter dan de reductie in kruinhoogte als gevolg van

verflauwd buitentalud.

Voor het zichtjaar 2100 met snelle klimaatverandering geldt zelfs dat voor meer dan de helft

van de dijken een additionele dijkverhoging noodzakelijk is om de effecten van

klimaatverandering te kunnen compenseren.



33 van 63

Figuur 5.22 Aantal kilometers dijk dat een bepaalde additionele kruinhoogte nodig heeft voor zichtjaar 2050 en

matige klimaatverandering met inachtneming van transitie naar 1:7 buitentalud. Negatieve waarden

betekenen dat er na overgang naar 1:7 talud sprake is van overhoogte.

Figuur 5.23 Aantal kilometers dijk dat een bepaalde additionele kruinhoogte nodig heeft voor zichtjaar 2050 (snelle

klimaatverandering) en zichtjaar 2100 (matige klimaatverandering) met inachtneming van transitie naar 1:7

buitentalud. Negatieve waarden betekenen dat er na overgang naar 1:7 talud sprake is van overhoogte.



34 van 63

Figuur 5.24 Aantal kilometers dijk dat een bepaalde additionele kruinhoogte nodig heeft voor zichtjaar 2100 en

snelle klimaatverandering met inachtneming van transitie naar 1:7 buitentalud. Negatieve waarden

betekenen dat er na overgang naar 1:7 talud sprake is van overhoogte.

5.7 Standaarddijk met laag lijnelement voor dijk

Het zesde innovatieve dijkconcept heeft betrekking op het aanleggen van een laag

lijnelement, bijvoorbeeld oesterbanken, voor de dijk, met als doel de golfaanval op de dijk te

reduceren. Het verschil met het derde innovatieve dijkconcept (hoog lijnelement) is de hoogte

van het element. Voor het lage element wordt een hoogte aangehouden van NAP+0,0 meter:

een hoogte welke boven water uit steekt bij laag water en welke onder water ligt bij hoog

water.

Figuur 5.25, Figuur 5.26 en Figuur 5.27 laten zien dat het effect van het lage lijnelement op

de benodigde kruinhoogte veel kleiner is dan die van het hoge lijnelement. Dit is conform

verwachting: een lager lijnelement heeft eenvoudig weg minder golfreducerende werking. Het

effect van het lijnelement is daardoor zeer beperkt: de hoogte van het lijnelement is immers

nauwelijks hoger dan het voorland voor de waterkeringen. De verwachting is dat het hier

gepresenteerde resultaat ongevoelig is voor de gekozen hoogte van NAP+0,0 meter: ook bij

een hoogte van NAP+1,0 meter zal het effect van het lijnelement op de benodigde

kruinhoogte beperkt zijn.



35 van 63


van een laag lijnelement (NAP=0.0 meter) voor de dijk met de aanname dat de kruinhoogte nu juist




klimaatverandering) na toepassing van een laag lijnelement (NAP=.0 meter) voor de dijk met de



overhoogte.



36 van 63


van een laag lijnelement (NAP=0.0 meter) voor de dijk met de aanname dat de kruinhoogte nu juist



5.8 Standaard profiel met verticale wand op kruin

Een van de innovatieve dijkconcepten heeft betrekking op het plaatsen van een

(demontabele) verticale kering bovenop de bestaande waterkering. De hoogte van deze

verticale kering is vastgesteld met behulp van de aanname dat de hoogte van de verticale

wand 65% bedraagt van de extra benodigde kruinhoogte op basis van een traditionele

dijkversterking. Deze aanname komt voort uit EurOtop (2007), waarin wordt aangegeven dat

sprake is van een reductie van 65% van de benodigde kruinhoogte ten opzichte van een

regulier talud. Merk op dat dit een grove benadering is, welke mogelijk niet geldig is voor alle

condities beschouwd in dit rapport. Bij gebrek aan een meer gedetailleerde vuistregel wordt

deze 65% gehanteerd.

Voor de verticale wand wordt een zogenaamde ontwerpberekening gemaakt: hoe hoog dient

deze verticale wand te zijn om het tekort aan kruinhoogte op te kunnen vangen. De

resulterende hoogten zijn gepresenteerd in Figuur 5.28, Figuur 5.29 en Figuur 5.30. De

figuren laten zien dat voor het zichtjaar 2050 (matige klimaatverandering) nog kan worden

voldaan met een verticale kering bovenop de dijk van orde 0,50 meter of lager. Voor het

zichtjaar 2050 (snelle klimaatverandering) en 2100 (matige klimaatverandering geldt dat er

een verticale wand benodigd is tot 0,75 meter. Echter, voor het zichtjaar 2100 (snelle

klimaatverandering) is een verticale wand tot 1,5 meter noodzakelijk. Dit laatste wordt als niet

realistisch beoordeeld voor het gehele Waddengebied. Lokaal kan dit echter nog steeds een

realistische oplossing zijn.



37 van 63

Figuur 5.28 Aantal kilometers met benodigde hoogte van het verticale element bovenop de dijk om gesteld te staan

voor zichtjaar 2050 (matige klimaatverandering)


voor zichtjaar 2100 (snelle klimaatverandering) en 2100 (matige klimaatsverandering)



38 van 63


voor zichtjaar 2100 (snelle klimaatverandering)

5.9 Standaard profiel met aangepaste ruwheid

Diverse innovatieve dijkconcepten worden geschematiseerd via een aangepaste ruwheid in

het golfoploopdeel van het buitentalud van de dijk (tussen maatgevende waterstand en kruin

van de dijk). De benodigde ruwheid om de veiligheidsopgave op te lossen is gepresenteerd in

Figuur 5.32, Figuur 5.33 en Figuur 5.34 voor respectievelijk zichtjaren 2050 (matige

klimaatverandering), 2050/2100 (snelle/matige klimaatverandering en 2100 (snelle

klimaatverandering). De figuren zijn het resultaat van ontwerpberekeningen.

Ten behoeve van de interpretatie van de resultaten is een tabel met de ruwheidswaarde voor

verschillende bekledingstypen opgenomen in Figuur 5.31.

Figuur 5.31 Ruwheidscofficinten voor typische bekledingstypen, uit EurOtop (2007).



39 van 63

Voor het zichtjaar 2050 (matige klimaatverandering) geldt dat een aanpassing van de ruwheid

van 1,0 naar 0,85-0,90 voldoende is om de effecten van klimaatverandering te compenseren.

Een dergelijke verandering van de ruwheid wordt als zeer realistisch gezien.

Figuur 5.32 Aantal kilometers met benodigde ruwheid om gesteld te staan voor zichtjaar 2050 (matige

klimaatverandering). Alle ruwheden kleiner dan 0,6 zijn gevat in de klasse 0,6.

Figuur 5.33 laat zien dat voor een groot deel van de dijkvakken een verruwing naar 0,70

noodzakelijk is, wat nog steeds als realistisch wordt gezien. Voor het zichtjaar 2100 (snelle

klimaatverandering), Figuur 5.34, geldt echter dat een verruwing tot een waarde lager dan

0,60 meter noodzakelijk is: dit wordt niet meer als realistisch gezien.



40 van 63

Figuur 5.33 Aantal kilometers met benodigde ruwheid om gesteld te staan voor zichtjaar 2100 (snelle

klimaatverandering) en 2100 (matige klimaatsverandering). Alle ruwheden kleiner dan 0,6 zijn gevat in de

klasse 0,6.

Figuur 5.34 Aantal kilometers met benodigde ruwheid om gesteld te staan voor zichtjaar 2100 (snelle

klimaatverandering). Alle ruwheden kleiner dan 0,6 zijn gevat in de klasse 0,6.



41 van 63

6 Resultaten per innovatief concept, met kwelder

6.1 Inleiding

Voor het Waddengebied geldt dat golfcondities aan de teen van de dijk voornamelijk

gedomineerd worden door de lokale bodemligging. Het betreft dan veelal getijdeplaten en/of

kwelders. In het kader van deze studie wordt gekeken naar de invloed van kwelders op de

golfcondities aan de teen van de dijk en vervolgens hoe verschillen in golfcondities zich

doorvertalen naar verschillen in benodigde kruinhoogte.

In eerste instantie wordt onderzocht wat het effect van een kwelder (met afmetingen conform

beschrijving in paragraaf 3.2) is op de golfcondities aan de teen van de dijk. Hierbij is het van

belang te realiseren dat verondersteld wordt dat een dergelijke kwelder op elke willekeurige

plaats kan worden ontwikkeld. Zoals eerder beschreven in WUR (2012), is dit echter niet

zondermeer het geval. De ontwikkeling van kwelder hangt immers af van een groot aantal

variabelen, waaronder stromingscondities, sedimentaanbod en ecologische groeipotentie.

Desalniettemin wordt er in deze studie van uitgegaan dat het mogelijk is een kwelder te

realiseren op iedere willekeurige plaats met eerder genoemde afmetingen.

De vervolgstap is het doorvertalen van het effect dat een kwelder heeft op de golfcondities

naar het effect dat een kwelder heeft op de benodigde kruinhoogte. Hierbij wordt gekeken

naar de verschillende zichtjaren en scenarios met de daarbij behorende klimaatscenarios en geassocieerde kwelderontwikkeling. Merk op dat het effect van de kwelder op de benodigde

kruinhoogte sterk locatie-afhankelijk is en dat het niet noodzakelijkerwijs mogelijk is om een

kwelder in combinatie met de beoogde dijkversterkingsmaatregel te realiseren omdat

kwelderontwikkeling niet overal mogelijk is. De resultaten van deze studie dienen in een

vervolg studie van WUR gecombineerd te worden met de resultaten gepresenteerd in WUR

(2012) om de potentie van kwelders in rekening te brengen.

6.2 Effect kwelder op golfhoogte aan de teen van de dijk

Het effect van een kwelder, welke meegroeit met de zeespiegelstijging, op de golfhoogte is

gepresenteerd in Figuur 6.1. Hierin wordt de golfhoogte zonder kwelder geplot tegen de

golfhoogte met kwelder. Te zien is dat de verandering van de golfhoogte aan de teen van de

dijk als gevolg van de aanwezigheid van een kwelder slechts beperkt is voor condities met

een golfhoogte tot circa 1 meter. Indien in de situatie zonder kwelder sprake was van een

golfhoogte groter dan 1 meter, dan is een sterke reductie van de golfhoogte te zien, tot wel

60%. Merk op dat deze reductie van de golfhoogte sterk locatie-afhankelijk is, voor sommige

locaties geldt dat er sprake is van wel 60% reductie van de golfhoogte, terwijl voor andere

locaties geldt dat er nauwelijks sprake is van een afname van de golfhoogte.

Verder is te zien dat de invloed van de kwelder voor alle zichtjaren en klimaatscenarios van dezelfde orde is. Dit is volgens verwachting omdat in de gehanteerde scenarios de kwelders meegroeien met de zeespiegelstijging, wat leidt tot een vergelijkbare waterdiepte op de

kwelders voor alle scenarios. Als gevolg hiervan is de reductie van de golfhoogte van dezelfde orde.



42 van 63

Figuur 6.1 Effect kwelder op golfhoogte: linksboven) huidig, rechtsboven) zichtjaar 2050 (klimaatverandering

matig), linksonder) zichtjaar 2050/2100 (klimaatverandering matig/snel) en rechtsonder) zichtjaar 2100

(klimaatverandering snel)

6.3 Effect kwelder op benodigde kruinhoogte: traditionele dijkversterking

Het effect van een kwelder (met gegeven kwelderontwikkeling) op de golfhoogte aan de teen

van de dijk is weergegeven in de voorgaande paragraaf. In deze paragraaf wordt de

doorvertaling gemaakt naar het effect op de benodigde kruinhoogte in geval van traditionele

dijkversterking. Hierbij worden de klimaatscenarios gecombineerd met de autonome kwelderontwikkeling zoals gespecificeerd in sectie 3.2. Hierbij wordt nogmaals opgemerkt dat

in deze studie de aanname wordt gedaan dat kwelders op alle beschouwde locaties kunnen

ontwikkelen conform de genoemde hoogtes.

Figuur 6.2 presenteert in de linker grafieken de extra benodigde kruinhoogte zonder

additionele kwelderontwikkeling (huidige situatie voor de dijk blijft gehandhaafd). In de rechter

grafieken wordt de extra benodigde kruinhoogte gepresenteerd indien sprake is van de

ontwikkeling van een kwelder conform het scenario voor autonome kwelderontwikkeling. De

bovenste rij met afbeeldingen heeft betrekking op zichtjaar 2050 (matige klimaatverandering),

de middelste rij heeft betrekking op zichtjaar 2050 (snelle klimaatverandering) of zichtjaar

2100 (matige klimaatverandering) en de onderste rij met afbeeldingen geeft de resultaten

voor zichtjaar 2100 (snelle klimaatverandering). Voor de volledigheid is in deze afbeeldingen

de geassocieerde zeespiegelstijging gepresenteerd middels een verticale stippellijn welke de

x-as snijdt ter hoogte van de geassocieerde zeespiegelstijging.

De afbeeldingen laten zien dat de extra benodigde kruinhoogte in geval van autonome

kwelderontwikkeling significant lager is dan zonder kwelderontwikkeling. In geval van

kwelderontwikkeling geldt dat voor de meeste dijkvakken de extra benodigde kruinhoogte

maximaal van dezelfde orde is als de zeespiegelstijging. Dit is conform verwachting omdat,

zoals in eerdere paragraaf beschreven, de waterdiepte voor de dijk gelijk blijft en dat dus de

golfhoogte niet toeneemt met een toename van de waterstand.

0 1 2 30

1

2

3

Golfhoogte zonder kwelder [m]

Golfhoogte

met

kw

eld

er

[m] Huidig

0 1 2 30

1

2

3

Golfhoogte zonder kwelder [m]G

olfhoogte

met

kw

eld

er

[m] 2050, matig

0 1 2 30

1

2

3


Golfhoogte

met

kw

eld

er

[m] 2050, snel en 2100, matig

0 1 2 30

1

2

3


Golfhoogte

met

kw

eld

er

[m] 2100, snel



43 van 63

Merk op dat het effect van kwelderontwikkeling ruimtelijk sterk kan variren, omdat het effect

van de kwelder in sommige gevallen groter is dan het effect van zeespiegelstijging. Dit komt

voort uit het feit dat een aantal locaties in de huidige situatie geen kwelder heeft. Het

ontwikkelen van een kwelder heeft dan per definitie een groter effect dan voor de locaties

waar reeds een kwelder aanwezig is. Dit komt het sterkst naar voren in de resultaten voor

zichtjaar 2050 (matige klimaatverandering): de toevoeging van kwelders levert in sommige

gevallen een reductie van de benodigde kruinhoogte op van tot wel 2 meter. Dit is het gevolg

van het hierboven beschreven aspect.

Figuur 6.2 Histogrammen met extra benodigde kruinhoogte (traditionele dijkversterking) voor beschouwde

zichtjaren en klimaat/kwelderscenarios, met de aanname dat de kruinhoogte nu juist voldoende is (dus

zonder rekening te houden met overhoogte). Zwarte stippellijn geeft de zeespiegelstijging weer.


overhoogte.



44 van 63

6.4 Effect kwelder op benodigde kruinhoogte: overslagbestendige dijk

Net als voor de traditionele dijkversterking is voor de overslagbestendige dijk (ontworpen op

een overslagdebiet van 100 l/s/m) het effect van autonome kwelderontwikkeling in beeld

gebracht, zie Figuur 6.3. In vergelijking met de traditionele dijkversterking is het effect van

kwelders minder groot bij een overslagbestendige dijk. Dit is het gevolg van het feit dat de

overstap naar een overslagbestendige dijk ervoor zorgt dat voornamelijk het effect van

golfaanval wordt gecompenseerd. Omdat de kwelders ook op dit aspect invloed uitoefenen is

het effect van kwelders op de extra benodigde kruinhoogte in geval van overslagbestendige

dijk beperkt.

Figuur 6.3 Histogrammen met extra benodigde kruinhoogte (overslagbestendige dijk) voor beschouwde zichtjaren

en klimaat/kwelderscenarios, met de aanname dat de kruinhoogte nu juist voldoende is (dus zonder

rekening te houden met overhoogte). Zwarte stippellijn geeft de zeespiegelstijging weer. Negatieve

waarden betekenen dat er na toepassing van het innovatieve dijkconcept sprake is van overhoogte.



45 van 63

6.5 Effect kwelder op benodigde kruinhoogte: Deltadijk

Het effect van een kwelder op het dijkconcept Deltadijk is weergegeven in Figuur 6.4. De

afbeelding laat zien dat de reeds aanwezige overhoogte zonder kwelders nog groter wordt

indien sprake is van kwelderontwikkeling voor de dijk. Het effect is dusdanig groot dat zelfs

voor zichtjaar 2100 (snelle klimaatverandering) nauwelijks sprake is van extra benodigde

kruinhoogte: het overgrote deel van de dijkvakken heeft zelfs bij dat klimaatscenario nog een

overhoogte.

Figuur 6.4 Histogrammen met extra benodigde kruinhoogte (deltadijk) voor beschouwde zichtjaren en

klimaat/kwelderscenarios, met de aanname dat de kruinhoogte nu juist voldoende is (dus zonder





46 van 63

6.6 Effect kwelder op benodigde kruinhoogte: hoog lijnelement voor dijk

Voor de strategie met een hoog lijnelement (NAP+4.0 meter) voor de dijk geldt dat de extra

benodigde kruinhoogte benvloed wordt door de aanwezigheid van een kwelder (en de

autonome ontwikkeling daarvan). De impact van de kwelders op de extra benodigde

kruinhoogte is groot op locaties waarvoor golfbelasting van belang is. Juist voor die locaties

geldt ook dat het lijnelement een groot effect heeft: het effect van de kwelders is het grootst

voor locaties waarvoor het lijnelement ook een groot effect heeft. Locaties waarvoor

golfbelasting minder relevant is, zoals aan de Waddenzee zijde van de Waddeneilanden,

geldt dat de belasting gedomineerd wordt door waterstanden en dat de ontwikkeling van

kwelders dus slechts van beperkte invloed is. De extra benodigde kruinhoogte is dan ook

maximaal van dezelfde orde als de beschouwde zeespiegelstijging.

Figuur 6.5 Histogrammen met extra benodigde kruinhoogte (hoog lijnelement voor de dijk) voor beschouwde




overhoogte.



47 van 63

6.7 Effect kwelder op benodigde kruinhoogte: restprofiel afslag voor dijk

Voor de strategie met een element van zand voor de dijk is het effect van kwelders niet nader

onderzocht omdat de combinatie van een zandige oplossing en een kwelder in de praktijk niet

als realistisch wordt gezien. De reden hiervoor is het feit dat kwelders opgebouwd zijn uit fijn

(cohesief) materiaal waar specifieke vegetatie zich kan ontwikkelen. Voor de meer zandige

oplossingen geldt dat deze kweldervegetatie zich niet zal kunnen ontwikkelen.



48 van 63

6.8 Effect kwelder op benodigde kruinhoogte: verflauwd buitentalud

Net als voor de voorgaande innovatieve dijkconcepten geldt dat de ontwikkeling van kwelders

conform sectie 3.2 tot een nog grotere overhoogte leidt voor die gebieden waarvoor

golfaanval op de dijk dominant is. Voor de gebieden waar dit niet voor geldt, zoals de

Waddenzee zijde van de Waddeneilanden, geldt dat in ieder geval de invloed van

zeespiegelstijging gecompenseerd dient te worden. Figuur 6.6 laat zien dat dit voor slechts

een beperkt aantal dijkvakken (kilometers) geldt: het overgrote deel van de dijkvakken wordt

gedomineerd door golfaanval, waardoor de invloed van kwelders op de benodigde

kruinhoogte leidt tot een nog grotere overhoogte.

Figuur 6.6 Histogrammen met extra benodigde kruinhoogte (verflauwd buitentalud) voor beschouwde zichtjaren en






49 van 63

6.9 Effect kwelder op benodigde kruinhoogte: laag lijnelement voor dijk

Het effect van een kwelder op de strategie met een laag lijnelement voor de dijk is

gepresenteerd in Figuur 6.7. Hierin is te zien dat het effect vergelijkbaar is aan het effect van

kwelders op de traditionele dijkversterking. Dit is conform verwachting omdat de

aanwezigheid van een laag lijnelement voor de dijk slechts een zeer beperkte invloed heeft

op de golfaanval op de dijk. Deze strategie, en het effect van kwelders bij deze strategie, zijn

ook vergelijkbaar met de traditionele dijkversterking. Dit betekent dat de invloed van kwelders

zeer sterk is en een grote reductie van de extra benodigde kruinhoogte veroorzaakt. Voor

gebieden met geen/nauwelijks golfbelasting geldt echter dat er gecompenseerd moet worden

voor zeespiegelstijging, waardoor de maximale extra benodigde kruinhoogte in de orde van

de zeespiegelstijging bedraagt.

Figuur 6.7 Histogrammen met extra benodigde kruinhoogte (laag lijnelement voor de dijk) voor beschouwde




overhoogte.



50 van 63

6.10 Effect kwelder op benodigde kruinhoogte: verticale wand op kruin

Figuur 6.8 laat zien dat, net als voor de voorgaande strategien, de autonome ontwikkeling

van de kwelders leidt tot een verdere toename van de overhoogte. Voor de dijkvakken

waarvoor geen sprake is van overhoogte geldt dat de maatgevende belasting niet wordt

gedomineerd door golfaanval en dat de zeespiegelstijging gecompenseerd dient te worden.

Zoals eerder aangegeven geldt dit voornamelijk voor de dijken aan de Waddenzeezijde van

de Waddeneilanden.

Figuur 6.8 Histogrammen met extra benodigde kruinhoogte (verticale wand op de dijk) voor beschouwde




overhoogte.



51 van 63

6.11 Effect kwelder op benodigde ruwheid buitentalud

In tegenstelling tot de voorgaande innovatieve dijkconcepten is voor de strategie met een

verruwd buitentalud nagegaan in welke mate de benodigde ruwheid van het buitentalud,

zoals bepaald in sectie 5.9, verandert met de aanwezigheid en ontwikkeling van kwelders

voor de dijk. Merk op dat standaard wordt uitgegaan van gras met een ruwheid van 1 [-].

Figuur 6.9 laat zien dat de benodigde verruwing in geval van kwelderontwikkeling sterk

afneemt. Dit wordt verklaard door het feit dat de kwelders de golfhoogte sterk reduceren en

daarmee de extra benodigde verruwing reduceren. Voor alle zichtjaren en scenarios uitgezonderd zichtjaar 2100 (snelle klimaatverandering) geldt dat de ontwikkeling van

kwelders de benodigde verruwing nagenoeg onnodig maakt. Duidelijk is ook te zien dat de

combinatie van verruwing buitentalud en kwelderontwikkeling geen oplossing biedt voor een

groot deel van de dijkvakken als gekeken wordt naar zichtjaar 2100 (snelle

klimaatverandering): 100 kilometer dijkvakken moet dan nog steeds verruwd worden tot 0.6 [-

] of minder.

Figuur 6.9 Histogrammen met benodigde ruwheid buitentalud voor beschouwde zichtjaren en


rekening te houden met overhoogte).



52 van 63

6.12 Conclusies met betrekking tot invloed kwelderontwikkeling op veiligheidsopgave

Uit de voorgaande paragrafen blijkt duidelijk dat, uitgaande van de in sectie 3.2 beschreven

autonome kwelderontwikkeling, de invloed van kwelderontwikkeling op de veiligheidsopgave

groot is voor de dijkvakken waar zonder kwelderontwikkeling sprake is van sterke golfaanval.

In veel gevallen wordt dan ook de overhoogte gecreerd door de innovatieve dijkconcepten

(zie hoofdstuk 5) versterkt door de kwelderontwikkeling.

Kwelderontwikkeling heeft nauwelijks tot geen invloed op dijkvakken waarvoor sprake is van

een maatgevende belasting welke niet gedomineerd wordt door golfbelasting, zoals

bijvoorbeeld aan de Waddenzeezijde van de Waddeneilanden. Voor deze gebieden geldt dat

de extra benodigde kruinhoogte gereduceerd wordt tot de zeespiegelstijging.

De resultaten gepresenteerd in dit hoofdstuk zijn afhankelijk van de gekozen

kwelderontwikkeling. De resultaten dienen dan ook met zorg gebruikt te worden: altijd met

inachtneming van de beschouwde autonome kwelderontwikkeling. De gevoeligheid van de

hier gepresenteerde resultaten voor de keuzes ten aanzien van de autonome

kwelderontwikkeling wordt in het volgende hoofdstuk een gevoeligheidsanalyse met

betrekking tot kwelderontwikkeling gepresenteerd



53 van 63

7 Gevoeligheidsanalyse kwelderontwikkeling

7.1 Alternatieve scenarios voor kwelderontwikkeling Zoals aangegeven in het voorgaande hoofdstuk, is de veiligheidsopgave gevoelig voor de

aanname ten aanzien van de autonome ontwikkeling van kwelders voor de dijk. Om de

gevoeligheid van de innovatieve dijkconcepten voor de aanwezigheid van kwelders in beeld

te brengen zijn gevoeligheidsberekeningen uitgevoerd met een alternatieve autonome

ontwikkeling van de kwelders.

Het scenario voor kwelderontwikkeling zoals beschreven in sectie 3.2 gaat uit van een

maximale groei van de kwelders. Deze maximale groei wordt in dat scenario verondersteld

om bij benadering gelijk te zijn aan de zeespiegelstijging. Een alternatief scenario betreft een

ontwikkeling van de kwelderhoogte zonder een koppeling te maken met de

zeespiegelstijging. De hieruit volgende kwelderhoogtes zijn gepresenteerd in sectie 3.3.

Als de beide scenarios voor kwelderontwikkeling worden vergeleken, dan is te zien dat de verschillen voor snelle klimaatverandering klein zijn: orde 0.05 meter verschil. Echter, voor de

matige klimaatverandering, zowel zichtjaar 2050 als 2100, geldt dat er wel grote verschillen

zijn: respectievelijk 0.25 en 0.55 meter hoger.

Een hogere kwelder betekent dat de waterdiepte op de kwelder bij maatgevende condities

kleiner is. Dit heeft vervolgens een kleinere golfhoogte tot gevolg. Als eerste schatting kan

gesteld worden dat het effect op de golfhoogte voor zichtjaren 2050 en 2100 (matige

klimaatverandering) respectievelijk 0.12 en 0.25 zal bedragen, zijnde de helft van de

dieptereductie. Dit zal ook van invloed zijn op de veiligheidsopgave, in mindere mate voor

zichtjaar 2050 en in sterkere mate voor zichtjaar 2100, beide in combinatie met matige

klimaatverandering.

7.2 Verandering benodigde kruinhoogte bij alternatieve kwelderontwikkeling scenarios

Figuur 7.1 presenteert in de linker grafieken de extra benodigde kruinhoogte met autonome

kwelderontwikkeling conform sectie 3.2. In de rechter grafieken wordt de extra benodigde

kruinhoogte gepresenteerd indien sprake is van aangepaste kwelderontwikkeling conform

sectie 3.3 (gevoeligheidsanalyse). De bovenste rij met afbeeldingen heeft betrekking op

zichtjaar 2050 (matige klimaatverandering), de tweede rij heeft betrekking op zichtjaar 2050

(snelle klimaatverandering), de derde rij heeft betrekking op zichtjaar 2100 (matige

klimaatverandering) en de onderste rij met afbeeldingen geeft de resultaten voor zichtjaar

2100 (snelle klimaatverandering). Voor de volledigheid is in deze afbeeldingen de

geassocieerde zeespiegelstijging gepresenteerd middels een verticale stippellijn welke de x-

as snijdt ter hoogte van de geassocieerde zeespiegelstijging.

Figuur 7.1 gaat uit van het dijkconcept traditionele dijkversterking. Afbeeldingen voor de andere innovatieve dijkconcepten laten een vergelijkbaar beeld zien en zijn daarom niet

opgenomen in deze rapportage.

Zoals beschreven in de voorgaande paragraaf, is het effect voor de zichtjaren 2050 en 2100

in combinatie met snelle klimaatverandering verwaarloosbaar klein. Dit is ook te zien in

Figuur 7.1: de grafieken op de tweede en vierde rij zijn voor beide scenarios voor kwelderontwikkeling zeer vergelijkbaar. Voor het zichtjaar 2050 in combinatie met

aangepaste kwelderontwikkeling is een afname in de extra benodigde kruinhoogte te zien.



54 van 63

Deze afname is in de orde van 2 decimeter, te zien aan de mate van verschuiving naar links

van de staafjes in de histogrammen, wat overeenkomt met de afname van de golfhoogte van

orde 0.1 meter. Voor zichtjaar 2100, eveneens in combinatie met matige klimaatverandering,

geldt dat de afname van de benodigde kruinhoogte in de orde van 4 decimeter ligt. Ook dit is

conform verwachting, uitgaande van een afname van de golfhoogte van orde 0,2 meter.

Figuur 7.1 Histogrammen met extra benodigde kruinhoogte (traditionele dijkversterking) voor beschouwde




overhoogte.



55 van 63

7.3 Conclusies gevoeligheid benodigde kruinhoogte voor kwelderontwikkeling

Op basis van de resultaten gepresenteerd in de voorgaande paragrafen wordt geconcludeerd

dat de veiligheidsopgave, uitgedrukt als extra benodigde kruinhoogte, benvloed wordt door

de aannames voor de autonome kwelderontwikkeling. Uit de resultaten blijkt dat een verschil

in kwelderhoogte bij benadering tot een verschil in golfhoogte leidt welke de helft is van het

verschil in waterdiepte / kwelderhoogte. Vervo

Doelbereik Innovatieve Dijkconcepten Deltaprogramma Waddengebied

Documents

Transcript of Doelbereik Innovatieve Dijkconcepten Deltaprogramma Waddengebied