Nieuwsbericht

Vlotte stroming over rivierkribben: de hoogwaterveiligheid van morgen

Gepubliceerd op: 23 februari 2023, 11.07 uur

In de grote rivieren van Nederland bevinden zich duizenden kribben: de dammen in de rivier die loodrecht op de stroming staan. Ze zijn van enorm belang, omdat ze de rivier op een goede breedte houden waardoor water, ijs en sediment bij hoogwater gemakkelijk afstromen.

Bij laagwater zorgen kribben dat rivierwaterstanden niet wegzakken en dat diepte behouden blijft. Daardoor blijft de rivier veilig bij hoogwater, bevaarbaar bij laagwater en verdroogt riviernatuur minder snel.

Omdat er in de toekomst meer water op ons af kan komen, is het cruciaal om de kribben daarvoor te verbeteren. Het onderzoek naar de invloed van kribben op de hoogwaterveiligheid is daarom in volle gang. Met de kennis van de TU Delft en de riviermodellen van Deltares werken we aan de hoogwaterveiligheid van morgen.

Hoe kunnen we de hoogwaterveiligheid verbeteren?

Stroming over een krib lijkt een detail, maar er zijn ontzettend veel kribben in de Nederlandse rivieren’, zegt Rijkswaterstaat-adviseur rivierkunde Rico Tönis. ‘Bij hoogwater gaat het water met grof geweld over de krib heen. Waar het dan naar beneden stroomt, ontstaan er enorm veel wervelingen en turbulentie. Daardoor stijgt de waterstand en dat willen we niet hebben’, legt hij uit.

Tönis vraagt zich af: hoe kunnen we de huidige kribben optimaliseren, zodat de hoogwaterveiligheid verbetert? Daarvoor is allereerst nieuwe kennis nodig.

In deze video legt Tönis uit hoe die kennisuitwisseling in zijn werk gaat.

[Vlotte stroming over rivierkribben. Bouwen aan kennis over de hoogwaterveiligheid van morgen.] Kribben zijn dammen in de rivier die loodrecht op de stroming staan. Ze zijn heel belangrijk, omdat ze de rivier op breedte houden en dat zorgt ervoor dat de rivier veilig blijft en er minder kans is op overstromingen. Ik ben Rico Tönis. Ik ben adviseur rivierkunde bij Rijkswaterstaat en wat ik zo interessant vind aan kribben, is dat het in hoge mate de hoogwaterveiligheid bevordert en als je je verdiept in kribben, dan kom je erachter dat er heel veel historie is. Er is al sprake van kribaanleg in het tijd van de Romeinen en dat hebben we steeds verder geperfectioneerd. Ik ben Erik Mosselman. Ik werk bij Deltares als specialist in de rivierkunde. Wat heb ik met kribben? Ik kom ze overal tegen in mijn werk als rivieringenieur, in binnen- en buitenland, in allerlei vormen en functies en het is gewoon razend interessant. Ik ben Wim Uijttewaal, ik ben hoogleraar in de experimentele waterbouwkunde hier aan de TU Delft en ik vind kribben interessant, omdat die de stroming verstoren en ik wil graag zien hoe die stroming verstoord wordt en welke wervelingen in de stroming ontstaan. Nou we zijn vandaag in Gelderland. We staan aan het begin van de Nederrijn-Lek en daarachter daar ligt het Pannerdensch Kanaal en wat we zien is een aantal kribben en die kunnen we vandaag heel goed zien, omdat het laagwater is. We staan hier boven op het kriblichaam. Bij hoogwater zal natuurlijk het water gaan stijgen, krijg je natte voet als je hier zou staan. Je wil hier ook niet staan bij hoogwater, levensgevaarlijk. Maar het water gaat met grof geweld over die krib heen stromen en daar waar het naar beneden stroomt, komen er ontzettend veel wervelingen en turbulentie. Dat zorgt ervoor dat de waterstand gaat stijgen en dat willen we liever niet hebben. Wat ik me afvraag, is of de huidige kribben, dat we die kunnen gaan optimaliseren zodat ze nog veiliger worden voor het hoogwaterveiligheidsverhaal. Erik van Deltares en Wim van de TU Delft kunnen mij helpen om een rekenrecept te ontwikkelen, zodat we van tevoren kunnen bepalen, als we kribben willen gaan veranderen, hoe goed dat werkt op de hoogwaterveiligheid. Om de vraag van Rico te kunnen beantwoorden, moeten we nog beter de kennisregels kennen van water dat over kribben stroomt met verschillende vormen. Je moet je voorstellen, tijdens een hoogwater staat dit allemaal onder water. Het water stroomt ook over de kribben heen en er langs en dat geeft verschillende snelheden en onderling allerlei wervels, die de situatie heel complex maken. Waarom kijken we nu naar nieuwe vormen van kribben? De kribben, zoals ze nu in de rivier liggen, zijn nog niet optimaal en het idee is om ze veel meer te stroomlijnen. Dat is een andere vorm en daarvan weten we eigenlijk niet precies hoe dat doorwerkt Op de waterstanden. Dus aan Wim vragen we om experimenteel uit te zoeken hoe die nieuwe kribvormen doorwerken in kennisregels, die we kunnen gebruiken in het computermodel. We zijn hier in het laboratorium voor vloeistofmechanica bij de faculteit Civiele Techniek en Geowetenschappen aan de TU Delft. Ik heb studenten die hier het werk voor me doen en die vinden dat het echt leuk, omdat dat een kans is om experimenteel onderzoek te doen. Want dat is niet voor iedere student weggelegd. Ik kan Erik helpen bij het verbeteren van zijn rekenmodellen. Hij moet die rekenmodellen gebruiken om Rijkswaterstaat te adviseren voor de inrichting van de rivierbedding en ik kan door betere kennis over die stroming, over de details van die stroming, helpen die modellen te verbeteren. We hebben in deze stroomgoot een stukje rivier nagebouwd op een schaal 1:30 en heel sterk geschematiseerd. We hebben heel veel elementen weggelaten om de essentie erin te houden en we kunnen hier heel nauwkeurig snelheden meten en waterstanden, zodat we goed snappen hoe die stroming in elkaar zit en wat de weerstand is die die kribben leveren. Zo kan ik Erik adviseren hoe die zijn model moet aanpassen, zodat die goed weergeeft wat er gebeurt bij aanpassing van deze kribben. Erik kan vervolgens Rico adviseren met zijn modelhoe die de inrichting van de rivier kan verbeteren. Met de kennis van Wim en de verbeterde modellen van Erik kunnen wij in de toekomst nieuwe kribben gaan ontwerpen, die veiliger zullen zijn en die zorgen dat water veel meer gestroomlijnd over de kribben gaat stromen. En dat is positief voor de hoogwaterveiligheid. [Meer informatie? kijk op rijkswaterstaat.nl. Rijkswaterstaat, ministerie van Infrastructuur en Waterstaat. Een productie van Rijkswaterstaat, copyright 2023.]

Nieuwe inzichten door mini-kribmodellen

Voor het bouwen van nieuwe kribben is het belangrijk om te begrijpen hoe het water stroomt. ‘Dit helpt om te weten hoe goed de afvoer over de kribben nu is. En hoe je nieuwe kribben kan ontwerpen die het water nog gemakkelijker laten afstromen’, vertelt Tönis.

Wim Uijttewaal, hoogleraar Experimentele waterbouwkunde aan de TU Delft, onderzoekt samen met studenten die stroming door rivieren met kribben. Hoe stroomt water rondom en over kribben en welke wervelingen ontstaan daarbij? Aan de hand van minikribmodellen (schaal 1:30) onderzoeken ze op experimentele wijze deze vraagstukken in het vloeistoflaboratorium van de universiteit.

We kunnen hier heel nauwkeurig verschillende snelheden en waterstanden meten

Wim Uijttewaal

Maar hoe geeft zo’n mini-kribmodel de juiste informatie over de echte rivier? ‘Alles weglaten wat het inzicht belemmert, en in het klein nabouwen wat er toe doet, om het gedrag van de stroming te vangen’, vertelt Uijttewaal.

‘We kunnen hier heel nauwkeurig verschillende snelheden en waterstanden meten. Op die manier komen we erachter hoe die stroming in elkaar zit en welke weerstand die kribben leveren.’ Met de nieuwe inzichten, in de essentie van stroming, kan Uijttewaal Deltares adviseren over het verbeteren van de digitale riviermodellen die de Nederlandse rivieren moeten nabootsen.

Het nabootsen van stroming in digitale riviermodellen

De verschillende snelheden van water, waar Uijttewaal over spreekt, en de verschillende wervels die deze snelheden onderling met zich meebrengen, maken situaties rondom kribben heel complex en tegelijkertijd razend interessant, vindt Deltares-ingenieur Erik Mosselman. ‘We weten bijvoorbeeld niet hoe kriblichamen in andere vormen precies doorwerken op de waterstanden. Maar het idee is om bestaande kribben veel meer te stroomlijnen.’

Mosselman vertaalt de resultaten van Uijttewaal uit het lab naar een digitaal model die de rivierstroming nabootst. Zo laat het instituut zien hoe water in nog onbekende extreme situaties over de huidige en nieuwe kribvormen zal stromen. En welke hoogwaterstanden daar dan bij optreden.

Met de kennis van Uijttewaal en de verbeterde modellen van Mosselman kan Rijkswaterstaat in de toekomst nieuwe kribben ontwerpen die gestroomlijnder en veiliger zullen zijn. En dat is positief nieuws voor de hoogwaterveiligheid.

Meer weten over maatregelen riviergebied

Lees op de pagina Maatregelen rivierengebied meer over welke maatregelen we nemen om ons land te beschermen tegen overstromingen.

Project Kennisontwikkeling planstudies en verkenningen

In het project ‘Kennisontwikkeling planstudies en verkenningen’ zoeken deskundigen van de dienst Water Verkeer en Leefomgeving en de rivierbeheerders uit de Rijkswaterstaat-regio’s naar antwoord op rivierkundevragen zoals: hoe stroomt de rivier over kribben en hoe kunnen we de invloed van nieuwe kribben op hoogwaterveiligheid toetsen?

Sinds een paar jaar doen Deltares, de TU Delft en een groep studenten onderzoek op dit gebied. Met dit speurwerk werkt een nieuwe lichting rivierdeskundigen aan de hoogwaterveiligheid van morgen.