Een nevengeul als vispassage op stuweiland Driel

Een nevengeul als vispassage op
stuweiland Driel
Ministerie van Verkeer en WatersUat
Afdeling : Rivieren
Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat
Rijksinstiiuul voor Integraal Zoetwaterbeheer en AfvalwaterbehandeUng RIZA
A m h e m / Lelystad
ministerie van verkeer en waterstaat
rijkswaterstaat
riza
rijksinstituut
voor integraal zoetwaterbeheer
en afvalwaterbehandeling
tel. 085-688911, fax. 085-688678
doorkiesnummer 591
Een nevengeul als vispassage op
stuweiland Driel
Werkdocument WSR94.136X
auteur(s)
datum
Bakker
September 1994
riza l i
Inhoud werkdocument
1. Inleiding
1.1 Kader
1.2 Stuwlokatie Driel
3
3
3
2.
Randvoorwaarden lokatie Driel
2.1 Randvoorwaarden vispassage
2.2 Ecologische randvoorwaarden nevengeul
2.3 Rivierkundige randvoorwaarden
2.4 Nautische randvoorwaarden
4
4
4
5
5
3.
Ontwerpcriteria voor geul Driel
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
4.
Debiet
Stroomsnelheid
Dimensies
Uitlaat (inzwem)
Inlaat (uitzwem)
Bodemsamenstelling
Discussie en conclusies
4.1 Discussie
4.2 Conclusies
4.3 Vervolgonderzoek
Literatuur
7
7
8
10
11
11
12
14
14
15
16
17
riza
1.
Inleiding
1.1 Kader
Een van de projecten die volgden uit de Nadere Uitwerking rivierengebied (NURG,
uitwerking van de Vierde Nota Ruimtelijke Ordening) is het project Noordoever
Nederrijn. In dit project is een visie gepresenteerd op de ontwikkeling van zomerbed
en uiterwaarden op de noordoever van de Nederrijn [Grontmij '93a].Een van de zes
hierbij onderscheiden deelgebieden is het stuweiland Driel. In de ontwikkelingsvisie
wordt voor het stuweiland Driel een globaal inrichtingsvoorstel gedaan. De ontwikkelingsschets geeft voor het eiland de vorming van stroomdalgraslanden en aanleg van
een "nevengeul"
rond de stuw aan.
*©*
De Nederrijn is tevens werkgebied van de Werkgroep Vispassages. Deze werkgroep is
belast met onderzoek naar de mogelijkheid voor het passeerbaar maken van de nederlandse rivieren voor trekvis. Zij werkt in opdracht van het Zalmoverleg, een samenwerkingsverband tussen de ministeries van V&W en LNV. Voor de vistrek vormt de
stuw bij Driel een barriere.
Nevengeulen langs de Nederelandse rivieren zouden een functie moeten vervullen
voor het ecologisch herstel van de Rijn [WNF '92].Ook voor de nevengeul op het
stuweiland is dit een belangrijke functie, daarnaast moet passage van de stuw voor vis
mogelijk gemaakt worden. Onderwerp van deze notitie is de vraag of op het stuweiland de beide functies kunnen worden verenigd en zo elkaar kunnen versterken. In
hoofdstuk 2 wordt ingegaan op de randvoorwaarden die aan de nevengeul worden
gesteld vanuit de verschillende functies (vis , scheepvaart, natuurontwikkeling, afvoer)
samenhangend met de specifieke situatie op het stuweiland. In hoofdstuk 3 worden
ontwerpcriteria geformuleerd waaraan de aan te leggen passage/nevengeul moet
voldoen. Tenslotte wordt een vooruitblik gegeven op de te verwachten problemen bij
het ontwerpen met enkele oplossingsmogelijkheden.
Deze notitie is voor een belangrijk deel gebaseerd op [van Grol '94].
1.2
Stuwlokatie Driel
De stuw bij Driel bestaat uit twee hefbare vizierschuiven. Tussen stuw en sluiscomplex
bevindt zich het "stuweiland" waarop het bedieningsgebouw voor de stuw en sluis is
gelegen. Het stuweiland is ca. 2500 m lang en op het breedste punt 200 m breed.
De gemiddelde afvoer door de Nederrijn bij Driel bedraagt ca. 300 m3/s. De afvoer
behorend bij het maatgevend hoogwater is in de Nederrijn 3165 m3/s.
De stuw handhaaft een bepaalde waterstand in de Nederrijn en regelt de watervoorziening van de Ussel. Bij een Bovenrijnafvoer groter dan 2320 m3/s is de stuw volledig
geheven. Deze situatie komt ongeveer 130 dagen per jaar voor. De Nederrijn is dan
tot voorbij Wageningen vrij stromend. In het najaar, September en oktober, heeft de
Rijn gemiddeld de laagste afvoeren. Bij een Bovenrijnafvoer lager dan 1420 m3/s wordt
de stuw geheel gesloten en wordt slechts een "spoeldebiet" van 25 m3/s doorgelaten.
Het maximale verval over de stuw is dan 2,32 m.
riza
2.
Randvoorwaarden lokatie Driel
Door de verschillende gebruikers van de rivier en de specifieke omstandigheden op
het stuweiland wordt aan de aan te leggen vispassage/nevengeul een aantal randvoorwaarden gesteld. De rivier mag niet worden belemmerd in het vervullen van de functies scheepvaart en afvoer. In de volgende paragrafen wordt vanuit de verschillende
functies aangegeven welke randvoorwaarden en eisen in acht moeten worden genomen.
2.1 Randvoorwaarden vispassage
De aanleg van de vispassage moet liefst zoveel mogelijk vissoorten de kans geven de
stuw te passeren. Voor de echte trekvis zoals zalm en zeeforel is de trek een levensvoorwaarde. Voor deze soorten moet de vispassage in ieder geval voldoen. Standvis is
ook gebaat bij de mogelijkheid zich vrij te kunnen verplaatsen tussen de stuwpanden
(bijvoorbeeld voor de paaitrek van snoek, kopvoorn, winde). De trekvissen zijn
doorgaans goede zwemmers en stellen daardoor minder strenge eisen aan de vispassage. In eerste instantie is alleen gekeken naar de eisen die deze groep stelt gezien de
verwachte problemen met stroomsnelheden en de beschikbare technische mogelijkheden dan wel financiele middelen om die problemen op te lossen. Binnen de groep van
de riviertrekvissen zijn goede zwemmers (salmoniden) en minder goede zwemmers
(bijvoorbeeld rivierprik, spiering) te onderscheiden. Voor zover mogelijk is aan beide
groepen trekvissen aandacht besteed.
Stroomafwaartse migratie zal gedeeltelijk over de stuw plaatsvinden en mogelijk ook
door de nevengeul. Deze vorm van migratie is hier echter niet meegenomen.
randvoorwaarden:
- De stroomsnelheden van vistrap en Iokstroom afstemmen op "echte riviertrekvis"
(Zalm, forel, Driedoornige Stekelbaars, Elft, Fint, Houting, Rijnzalm, Rivierprik,
Spiering, Steur, Zeeforel, Zeeprik en zo mogelijk ook Aal en Bot)
- Werking garanderen in de periode mei tot en met januari, bij voorkeur echter het
gehele jaar
2.2
Ecologische randvoorwaarden nevengeul
Met de aanleg van een nevengeul wordt beoogd een aantal biotopen in de rivier terug
te krijgen die in de huidige stroomgeul niet meer worden aangetroffen. In o.a. [de
Haas] en [WNF '92] wordt het type nevengeul beschreven dat bij de ideeen voor
natuurontwikkeling in de rivieren past. Dit is geen oorspronkelijke nevengeul zoals die
er voor de bedijking geweest moeten zijn maar een geul waarin vooral de biotopen
met stromend water zijn terug te vinden. De elementen waarnaar wordt gestreefd bij
de aanleg van nevengeulen zijn ondiep stromend water, zand- en/of grind- en/of
kleibanken, dood en levend hout (rivier-begeleidend bos, snag), verschillende oevervormen (flauwe taluds en steilwanden).
_ _ _ _ _ _ ^ _ _ _ _ _ _ _ a _ _ _ M 4 M M t 6 M M 4 4 M ^ ^ b B _ _ _ _ M 6 M 6 M M & S V < * ' • * * ' . ' . . . . . . . . t . t .,.,.,ij4^^a A f A ^ka A f A ^haaM^ B ^a_a_____a_*__Va
•
I I/.'l
randvoorwaarden:
- Variatie in stroomsnelheden waarbij in ieder geval permanent langzaam stromend
water door de nevengeul is gegarandeerd
- Variatie in (natuurlijk) substraat
- Mogelijkheden voor de ontwikkeling van (oever-)vegetatie
2.3 Rivierkundige randvoorwaarden
De aanleg van de nevengeul mag het risico op overstroming van de winterdijken niet
verhogen. Opstuwing als gevolg van bos op het eiland is daarom niet acceptabel. Ook
mag de functie van de stuw niet worden belemmerd door te grote wijzigingen in het
debiet of de rivierbodem.
randvoorwaarden:
- Geen toename van de Maatgevende Hoogwaterstand (geen netto opstuwing)
- Ligging en stabiliteit van het stuweiland moet worden gewaarborgd (d.w.z.geen vrij
meanderende nevengeul)
2.4 Nautische randvoorwaarden
De scheepvaart moet onbelemmerd doorgang kunnen vinden. Dit betekent naast het
goed functioneren van de stuw dat de vaardiepte moet worden gehandhaafd.
randvoorwaarden:
- De bodemhoogte van de hoofdgeul moet op scheepvaartdiepte worden gehandhaafd (minimaal 2.50 m bij OLR). Aanzanding in het bovenstroomse stuwkanaal is
tot 0,2 m toelaatbaar [v Dixhoorn '94]
- Begroeiing op het eiland mag de werking van de radar en het zicht op en vanuit het
bedieningsgebouw niet belemmeren. De beroepsvaart heeft een vrije zichtlengte van
550 m nodig.
riza
Fieuur 1 Onderlinee samenhang randvoorwaarden en smurparameters
Randvoorwaarde afvoer
Randvoorwaarde
waterstandstrequenties rond
itUW
riza
3.
Ontwerpcriteria voor geul Driel
Voor het ontwerp van een nevengeul/vispassage op de stuwlokatie zijn een aantal ontwerpof stuurparameters te onderscheiden. Deze zijn af te leiden uit de randvoorwaarden
(hoofdstuk 2) en vaak onderling samenhangend. Voor de onderlinge relatie tussen de
parameters wordt verwezen naar figuur 1.
De verschillende parameters worden hieronder kort besproken toegespitst op de situatie bij
Driel. Per parameter wordt aangegeven welke criteria kunnen worden geformuleerd vanuit
de ecologische functie ("nevengeul") en vanuit de functie vispassage. Bij de omschrijving
onder nevengeul worden de ecologische wensen gegeven binnen de rivierkundige en
nautische randvoorwaarden.
3.1
Debiet
Nevengeul
Om de aanzanding in de hoofdgeul, als gevolg van de afsplitsing van de nevengeul, binnen
de randvoorwaarden te houden wordt voor nevengeulen in de Waal een debiet van 2%-6%
van de bedvormende afvoer toelaatbaar geacht [Schropp '94b]. Voor een nevengeul in de
Nederrijn zou dit een maximaal debiet van 6-18 m3/s betekenen.
Bij een volledig gestuwde rivier bij Driel is er sprake van een maximale afvoer door de
Nederrijn van 25 m3/s. Hiervan is maximaal ongeveer 20 m3/s beschikbaar voor de nevengeul. De resterende 5 m3/s dient als regeldebiet voor de stuw. Daarnaast verdwijnt een
klein deel van het debiet als schutverlies door de sluis.
Bij een debiet van de Bovenrijn groter dan 2320 m3/s is de stuw volledig geopend en zal
het stuweiland bij aanwezigheid van een nevengeul vanaf de benedenstroomse kant van het
stuweiland gei'nundeerd raken. Als gevolg van het hoge debiet in de hoofdgeul wordt ook
de afvoer van de nevengeul groter en overstroomt het eiland, eventuele regeling van het
debiet met behulp van een inlaatwerk is in deze situatie niet meer mogelijk.
Vispassage
Om de optrekkende vis op de vispassage attent te maken is een minimale stroming vanuit
de passage nodig. Voor het debiet van deze Iokstroom wordt ca. 3-5% van de gemiddelde
rivierafvoer tijdens de jaarlijkse migratieperiode van salmoniden (ca. mei-januari) genoemd
[Bell '79]. Dit komt overeen met een debiet van 9 - 1 5 m3/s. Hoeveel het lokstroomdebiet
bedraagt voor de slechtere zwemmers onder de doelsoorten (Driedoornige stekelbaars,
Rivierprik, Spiering en Aal) is onduidelijk.
Als in de geul/vispassage te weinig water aanwezig is voor een voldoende sterke Iokstroom
kan een supplementair debiet worden toegepast (extra debiet dat buiten de passage om naar
de uitstroom wordt gevoerd).
Er is ook een mogelijkheid om tijdens de migratieperiode van salmoniden de Iokstroom aan
te vullen tot een uitstroom met een snelheid van ca. 2 m/s (stimulans). Buiten deze periode
kan de Iokstroom worden teruggebracht tot een lager debiet (en stroomsnelheid) om
eventueel nog andere vissoorten aan te trekken. Bovendien is de aanwezigheid van een
riza
Iokstroom voor salmoniden niet noodzakelijk wanneer de stuw geopend is. De migratie van
trekvissen kan dan via de stuw plaatsvinden. Ook bij fluctuaties in de benedenwaterstand
kan een supplementair debiet het effect van de Iokstroom versterken [Semmekrot '92].
Door de omvang en de stroomsnelheid van de Iokstroom te vergroten wordt de Iokstroom
over een grotere breedte en diepte van de hoofdstroom merkbaar [Quak '91]. Om steeds
een voldoende Iokstroom te garanderen is mogelijk een inlaatwerk in de nevengeul met een
regelbaar debiet nodig.
Zodra de stuw volledig geheven is heeft de nevengeul geen functie meer voor optrekkende
vis. Bij geopende stuw kunnen salmoniden passeren tot een Bovenrijnafvoer van 6000 m3/s
bij Lobith [Vanhemelrijk '90], de Nederrijnafvoer bedraagt dan 1140 m3/s.
3.2
Stroomsnelheid
De ontwerpsnelheid voor de geul wordt bepaald voor de situatie met maximaal verval over
de stuw. Dit verval bedraagt 2,32 m.
Nevengeul
Stroomsnelheden in de nevengeul moeten varieren tussen de 0,2 en 0,8 m/s [Duel '93]. De
gemiddelde stroomsnelheid in de stroomdraad moet in ieder geval beneden de 1,0 m/s
liggen om een geschikt habitat voor macrofauna en standvis te kunnen vormen. Voor de
ontwikkeling van waterplanten zijn stroomsnelheden lager dan 0,5 m/s gewenst. Er zal
vooral vegetatie kunnen ontstaan op de (flauwe) taluds en in stroomluwe delen.
Om erosie in de geul tot een minimum te beperken wordt in een zandige bedding een
maximum stroomsnelheid van 0,3 m/s voorgestaan [Schropp '94a].
Voor een grote variatie in (natuurlijk gevormde) biotopen is het wenselijk dat in de
nevengeul een natuurlijk stromingspatroon optreedt. Alleen als de Nederrijn vrij afstroomt
kan van een natuurlijk stromingspatroon sprake zijn. Wel kan ruimtelijke variatie van de
stroomsnelheid worden bereikt door het toepassen van verschillende dwarsprofielen langs
het traject van de geul. Ook kan gedacht worden aan het aanleggen van eilanden (zand-,
kleibanken) in het geultraject. Ruimte voor morfologische processen waarbij dergelijke
eilanden zelf ontstaan is er echter niet zonder dat de stabiliteit van het stuweiland in gevaar
wordt gebracht (zie ook §3.6).
Vispassage
Bepalend voor het goed passeerbaar zijn van een vispassage is dat de stroomsnelheden en
eventuele hoogteverschillen door de vis moeten kunnen worden overbrugd [Quak '91]. Niet
alleen de maximale zwemsnelheid van de vis is hierbij belangrijk, maar ook de periode
gedurende welke de vis deze zwemsnelheid volhoudt. Op basis hiervan worden drie soorten
snelheden onderscheiden:
- kruissnelheid (zwemsnelheid die de vis langer dan 200 min. volhoudt zonder dat dit tot
uitputting leidt)
- sustained speed (zwemsnelheid die na enkele minuten tot uitputting leidt)
- sprintsnelheid (zwemsnelheid die de vis maximaal 20 sec. volhoudt)
<S
wBBBim riza ^mmmmmmmkwmmmmmm
De gemiddelde stroomsnelheid in de vispassage dient aanzienlijk lager te zijn dan de
sprintsnelheid van de betrokken vissoort, maar ligt boven de kruissnelheid van deze
vissoort [Quak '91]. Deze minimumgrens is vooral van belang voor de lokkende werking
van de stroming vanuit de vistrap. De maximale ontwerp-stroomsnelheid in de vispassage
voor salmonide vissoorten op 2/3 diepte bedraagt ca. 2,0-2,4 m/s (sustained speed van
migrerende zalm en zeeforel) [Semmekrot '92]. Bij hogere snelheden zijn rustplaatsen
vereist die de vis binnen 15 sec. kan bereiken [Bell '79] (bij een sprintsnelheid van 5 m/s
in een passage stromend met 2,4 m/s is dat 2,6 x 15 = 39 m).
Om een snelle doorgang te waarborgen, moet de maximale stroomsnelheid in het najaar
voor salmoniden minder dan 2.0 m/s bedragen [Semmekrot '92]. Voor langzamere
vissoorten moet worden uitgegaan van een maximale stroomsnelheid tussen de 0,3 en 1,5
m/s. De sustained speed van de langzamere trekvissoorten (Driedoornige stekelbaars,
Rivierprik, Spiering en Aal) is ± 0,9 m/s.
stroomsnelheid Iokstroom
De stroomsnelheid van de Iokstroom moet tussen de sustained speed en de sprintsnelheid
liggen (voor salmoniden respectivelijk 1,0 en 3,0 m/s, voor cypriniden ± 0,5 en 1,0 m/s)
[Semmekrot '92]. De lokstroomsnelheid moet drie keer zo hoog liggen als de stroomsnelheden in de hoofdgeul. Deze zijn bij een volledig gestuwde Nederrijn echter laag (
minimum ± 0,04 m/s).
Een verhoogde lokstroomsnelheid kan bijvoorbeeld gerealiseerd worden door een
vernauwde uitstroomopening of het toepassen van een supplementair debiet (zie §3.1).
Vissen vertonen een voorkeur voor de hogere stroomsnelheden [Collins, 1976]. Het is
echter de vraag in hoeverre deze hogere stroomsnelheden van wezenlijk belang zijn voor
passage van de vissen. Deze hogere snelheden hebben uiteraard een lokkende werking,
maar de vissoorten trekken van nature ook tegen het langzaam stromende water in het
stuwpand op. Het is dan ook waarschijnlijk dat de trekvissen zelfs bij stroomsnelheden
lager dan 0,5 m/s in de nevengeul/vispassage stroomopwaarts zullen trekken.
Bij beweegbare schuiven zoals bij stuw Driel wordt bij toename van de afvoer het stuwpeil
bovenstrooms van de stuw zo lang mogelijk gehandhaafd, terwijl de benedenwaterstand
toeneemt. Hierdoor neemt het verschil tussen de beneden- en bovenwaterstand af. Zo
ontstaat de teruggestuwde afvoer die grotere waterdiepten en geringere stroomsnelheden in
de nevengeul met zich meebrengt. Onderzocht moet worden of de werking van de
Iokstroom in deze situatie nog voldoende is.
stroomsnelheid inlaat/uitzwem
Bij de inlaat/uitzwem moet de stroomsnelheid in de hoofdgeul lager zijn dan de sustained
speed van de zwakste te passeren trekvis, ca. 0,9 m/s, in verband met het afdrijven van vis
naar de stuw [Quak '91]. Vanwege de overwegend lage stroomsnelheden in de Nederrijn
wordt waarschijnlijk aan deze voorwaarde voldaan. De mogelijk zuigende werking van de
scheepvaartsluis verdient ook enige aandacht. Aangezien echter de afmetingen en het debiet
door de sluis vergelijkbaar zijn met de hoofdgeul wordt niet verwacht dat de optredende
stroomsnelheden in het scheepvaartkanaal zojuist gepasseerde vis zal doen afdrijven.
Als stroming bovenstrooms van de vispassage ontbreekt is niet uit te sluiten dat de vis
riza
tijdelijk gedesorienteerd raakt (mededeling OVB). De vis is dan aangewezen op visuele en
olfactorische (reuk. geldt met name voor salmoniden) orientatie.
3.3
Dimensies
Nevengeul
Voor de gewenste diepte in de nevengeul wordt uitgegaan van waarden tussen 0,5 en 1 m.
Enerzijds moet voldoende waterdiepte worden gerealiseerd om de doorstroming te
garanderen ook bij extreem lage waterstanden en plaatselijke aanzanding of ophoping van
organisch materiaal. Anderzijds is lichtdoordringing tot op de bodem gewenst voor de groei
van bodemalgen die een belangrijke plaats in de voedselketen innemen. Variatie in
waterdiepte, en vooral een brede laagwaterzone, is gewenst voor de vorming van een
geschikt biotoop voor verschillende macrofaunasoorten en (rheofiele) vissoorten. Dit kan
worden bereikt door aanleg van flauwe taluds, aantakken van diepere poelen en het ruimte
geven voor morfologische processen. Door de ligging van de stuw en de resterende lengte
van het eiland in bovenstroomse richting wordt de mogelijke lengte van de nevengeul
echter beperkt. Het dwarsprofiel van de geul kan asymmetrisch driehoekig worden
gekozen. Als sprake is van geringe meandering wordt voor de binnenbocht een zeer flauw
talud (1:20-50) en voor de buitenbocht een talud van 1:5-8 en plaatselijk steil (erosiegevoelig) of hoi aanbevolen.
Minimumwaarden voor de lengte van de geul (bijvoorbeeld gerelateerd aan areaalgrootte
van soorten kunnen niet worden gegeven).
Voor de ontwerpdiepte van de nevengeul wordt de laagst gemeten waterstand verminderd
met de gewenste gemiddelde waterdiepte in de geul. Voor Driel zijn deze laagst gemeten
waarden in het boven- en benedenstroomse pand resp. 7,35 +NAP en 5,80 +NAP
[Haskoning '92]. Voor de in- en uitstroom van de nevengeul levert dit een bodemligging
van respectievelijk ± 6.85 m + NAP en ± 5.30 + NAP.
Tenslotte behoeft de kruising van de geul met de op het eiland aanwezige loopbrug enige
aandacht. De nevengeul zal zich hier in verband met ondergraving van de fundering van de
brug moeten vernauwen of vertakken. De ruimte tussen de peilers bedraagt 10 m.
Vispassage
Voor vispassages in rivieren wordt een minimale diepte van 1,5 m gegeven [Muyres '87],
aangenomen wordt dat hierbij van de gemiddelde afvoer wordt uitgegaan.
Indien in de vispassage/nevengeul door de vissen hoogteverschillen moeten worden
overbrugd door springen zal de waterdiepte daarop moeten worden aangepast. De
benodigde waterdiepte bedraagt 1,25 maal het hoogteverschil [Stuart '62]. De
hoogteverschillen tussen de verschillende bekkens of geuldelen mogen voor salmoniden
maximaal 0,3-0,45 m zijn.
3.4
Uitlaat (inzwem)
Nevengeul
De vormgeving van de benedenstroomse uitlaat moet zodanig zijn dat ook dieren die zich
10
i i__.*i
over de bodem of in de diepste delen van de hoofdgeul bewegen de geul in kunnen
trekken. Gestreefd moet worden naar een zo natuurlijk mogelijke uitstroom met geringe
turbulentie. Het ontstaan van dwarsstromen die de beroepsvaart kunnen hinderen moet
worden vermeden. Bij uitstroom in het stuwkanaal wordt daarvan echter geen hinder
verwacht [v Dixhoorn '94].
Vispassage
De benedenstroomse uitmonding moet zo dicht mogelijk onder de stuw worden geplaatst
omdat de vis hier door de barrierewerking van de stuw wordt tegengehouden. Bij gesloten
stuw is de stroming over de stuw welliswaar gering maar als de schuiven gedeeltelijk
geheven zijn, bij een tussenfase in het stuwprogramma, zullen de stroomsnelheid en
turbulentie direct beneden de stuw toenemen. Deze fase, tussen een volledig open en
gesloten stuw, ligt bij Bovenrijn-afvoeren van 1400 tot 2320 m3/s. Deze afvoeren komen
43% van de tijd voor en overlappen gedeeltelijk met de perioden dat optrek door veel
trekvissen plaatsvindt.
Locatie van de uitlaat/inzwem direct onder de stuw is hierdoor noodzakelijk. De inzwem
mag echter niet worden gesitueerd in de zone met sterk turbulente stroming of
stroomsnelheden groter dan de sustained speed (resp. 1,0 en 0,9 voor salmoniden en
langzamere trekvis).
De Iokstroom uit de passage moet de vis snel uit de hoofdstroom lokken (zie § 3.2) en
dient gericht te zijn op het punt van samenscholing (waarschijnlijk langs de oevers). Om de
Iokstroom zover mogelijk in de hoofdstroom merkbaar te laten zijn is een uitstroom haaks
op de stroomrichting van de rivier wenselijk.
3.5
Inlaat (uitzwem)
Nevengeul
Om beweging van organismen zowel stroomop- als stroomafwaarts niet te hinderen is een
zo natuurlijk mogelijke instroomopening gewenst die zich bij voorkeur over de gehele
diepte uitstrekt.
De zuidelijke dam op het stuweiland, langs de hoofdgeul, is vrij smal en fungeert als
stroomgeleider bij hogere afvoeren. De stroomgeleidende functie van deze dam mag door
doorgraving niet in gevaar worden gebracht. Bovendien is het verval minder makkelijk te
overbruggen over de kleine dwarsdoorsnede van de dam en is er dus meer grondverzet
noodzakelijk dan bij de bredere dam langs het scheepvaartkanaal.
Bij situering van de instroomopening aan het stuwkanaal is in later stadium wellicht het
inlaten van sediment in de nevengeul nog mogelijk. Hietoe kan worden besloten als er
erosie optreedt in de nevengeul enn de aanzanding in de hoofdgeul blijkt mee te vallen. Bij
keuze voor de inlaat aan de scheepvaartkanaalzijde zal de zwaaikom als slibvang fungeren.
Dit voorkomt sedimentatie in de nevengeul maar zal de huidige problemen van
slibverwijdering vergroten. Aansluiting op het stuwkanaal verdient daarom toch de
voorkeur [v Dixhoorn '94].
Verdediging van de inlaat zal noodzakelijk zijn om stabiliteit van de dam te garanderen. Of
een regelbare inlaat, in verband met de kans op te grote "lekkage" langs de stuw en
regeling waterstanden in de nevengeul, noodzakelijk is zal nader onderzoek moeten
11
riza i
uitwijzen (zie ook § 3.6).
Vispassage
De bovenstroomse instroomopening dient zich uit te strekken over de gehele diepte van de
rivier zodat het verlaten van de vispassage zich op elke gewenste diepte kan plaatsvinden
[Riemersma '94].
De instroomopening moet zo ver mogelijk bovenstrooms van de stuw worden gesitueerd
om terugspoelen tegen te gaan. Dit betekent dat in ieder geval de zone met grote
turbulentie en neren moet worden gemeden en de stroomsnelheid niet teveel boven de
sustained speed mag uitkomen (zie ook § 3.2).
3.6
Bodemsamenstelling (stabiliteit, erosie/sedimentatie, substraat)
Nevengeul
Een belangrijk aspect van de nevengeul zoals die wordt beschreven in het kader van het
ecologisch herstel van de rivier [bijv. de Haas '91, Stroming'93] is de morfodynamiek.
Vrije ruimte voor morfologische processen zoals sedimentatie en erosie met als gevolg een
variatie in bodemmateriaal in de nevengeul in ruimte en tijd. Op het stuweiland is het
nauwelijks mogelijk dergelijke processen toe te laten. De stabiliteit van het eiland en de
vaardiepte in de hoofdgeul vereisen het nemen van maatregelen om erosie in de geul te
minimaliseren. Om permanente stroming en voldoende waterdiepte in de geul te garanderen
is ook sedimentatie ongewenst. Ook bij geringe sedimentatie zal zich direct
benedenstrooms van de inlaat een drempel ontwikkelen [de Haas '93]. Sedimentatie van
slib in het snelst stromende deel (stroomdraad) van de nevengeul is ongewenst omdat hier
juist het biotoop met ondiep stromend water op een zandbodem kan ontstaan. Door
bezinken van slib zou dit typische "nevengeul-biotoop" van stabiel en schuivend zand
[Klink '91] geen kans hebben.
Erosie kan worden beperkt door lage stroomsnelheden te bewerkstelligen en
erosiegevoelige plaatsen (buitenbochten) in cohesief materiaal te leggen zoals klei of
eventueel te verdedigen met vegetatie of grind.
Beperken van de sedimentatie in de nevengeul kan worden bereikt door de afvoer zo klein
mogelijk te houden. Daarbij moet de stroomsnelheid minimaal enige decimeters per
seconde bedragen om sedimentatie van slib tegen te gaan.
Ook toepassen van een zand/slibvang kan sedimentatie in de nevengeul tegengaan door
bijvoorbeeld de inlaat te situeren in de zwaaikom van het scheepvaartkanaal. Dit is echter
ongewenst gezien de problemen die het verwijderen van (verontreinigd) slib op die plaatsen
nu al geeft.
Nader onderzoek moet uitwijzen hoe groot de problemen rond erosie en sedimentatie
precies zullen zijn. De Nederrijn heeft door zijn lage stroomsnelheden (in gestuwde
toestand) een lage sedimentvracht. Dit blijkt uit de sterke erosie direct benedenstrooms van
de stuw [Grontmij '93b].
Vispassage
Voor de migratie van vis is de bodemsamenstelling van de geul van ondergeschikt belang.
12
riza
Aanbevolen wordt om een zo natuurlijk mogelijke omgeving te creeren en materialen als
beton en azobe te vermijden [Quak '91]. Ook met het oog op eventuele latere aanpassingen
aan de passage is een meer flexibele constructie gewenst [Muyres '87]
13
riza
4.
4.1
Discussie en conclusies
Discussie
Combinatie van de verschillende criteria voor aanleg van nevengeul en vispassage lijkt
mogelijk binnen de gestelde randvoorwaarden ( zie tabel 1).
Het ontwerp zal resulteren in een vispassage met een aantal "nevengeul-karakteristieken".
De nevengeul op het eiland zal echter geen "echte nevengeul" zijn zoals deze in
bijvoorbeeld [WNF '92] wordt beschreven. Dit is niet zozeer het gevolg van het
onverenigbaar zijn met de functie vispassage maar van de rivierkundige beperkingen op
deze specifieke lokatie. Vrije hydro- en morfodynamiek zijn niet mogelijk omdat daarmee
de stabiliteit van het eiland en het functioneren van de stuw in het geding komen. Met
behulp van technische ingrepen zullen de stroomsnelheden in de nevengeul bij
(gedeeltelijk) gesloten stuw moeten worden beperkt tot circa 0,3 m/s. Om dit te bereiken in
de situatie bij volledig gesloten stuw (2,32 m verval) zal een groot energieverlies moeten
worden gerealiseerd.
Beperken van de stroomsnelheid kan worden bereikt door de ruwheid van de geul te
vergroten over een zo lang mogelijk traject. Bijvoorbeeld door het aanbrengen van grof
hout (boomkruinen, wortelstelsels mits het mogelijk is deze goed te verankeren) of grove
steenstort. Daarbij moet de geul zo lang mogelijk worden gemaakt door bijvoorbeeld een
bochtig trace te kiezen. De plaats van de uitstroomopening (inzwem) moet echter wel dicht
bij de stuw liggen.
Het is ook mogelijk om de nevengeul op een of meer zeer korte trajecten te versmallen en
vervolgens weer te verbreden waardoor de snelheid plotseling afneemt. Hierbij moet ervoor
worden gewaakt dat de turbulentie in de geul niet te groot wordt voor doortrekkende vis
(energievernietiging niet meer dan 150-200 W/m3 per keer voor respectievelijk cypriniden
en salmoniden). Dit zou kunnen leiden tot een aaneenschakeling van poelen met afnemende
hoogteligging. Enig rekenwerk zal moeten uitwijzen of hierbij dan nog voldoende
geuldelen met ondiep stromend water blijven bestaan.
Tenslotte kan ook in een korte technische constructie het grootste deel van het verval
worden overbrugd om vervolgens het resterende deel in een langere geul zonder verdere
ingrepen te laten afstromen. Of omgekeerd waarbij optrekkende vis via een korte vistrap in
de nevengeul terecht komt en van daaruit terug in de Nederrijn. Of bij een dergelijke
variant ook de langzamere trekvis de passage kan nemen moet worden onderzocht. Dit zal
blijken uit de stroomsnelheden die in het vispassage deel kunnen worden bereikt. Deze
variant biedt naar verwachting de meeste mogelijkheden voor het ontwikkelen van
"nevengeulbiotopen". Ook is hierbij situering van de uitstroom direct onder de stuw,
noodzakelijk in verband met de lokkende werking van de inzwemopening, waarschijnlijk
het best realiseerbaar.
Doordat de stroomsnelheden in de geul sterk zullen worden beperkt is het waarschijnlijk
dat ook andere trekvissoorten dan salmoniden zullen kunnen passeren. De passeerbaarheid
is afhankelijk van de keuze voor een van de drie genoemde oplossingsrichtingen. Het lijkt
14
riza
echter. ook in de laatstgenoemde ontwerprichting, mogelijk om te kiezen voor een vistrapgedeelte dat door tragere zwemmers passeerbaar is (bijvoorbeeld vertical slot type [van
Grol '94]).
Knelpunt vormt de vormgeving van de bovenstroomse instroomopening waar een regelwerk
de instroom van sediment zal moeten tegengaan. Voor de vispassage is een
uitzwemopening over de gehele diepte van de rivier wenselijk [Riemersma '94]. Mogelijk
dat dit problemen geeft voor bodemvis.
Ook snelheid van de Iokstroom bij halfgesloten stuw verdient nader onderzoek. De
stroomsnelheden in de hoofdgeul zijn in die situatie waarschijnlijk hoger dan de snelheid
die in de nevengeul gewenst is. Een Iokstroom met hogere snelheid dan de gemiddelde
snelheid in de nevengeul is dan noodzakelijk. Zie voor mogelijke oplossingen § 3.1 en §
3.2.
tabel 1: Overzicht ontwerpcriteria (niet uitputtend)
parameter
nevengeul
vispassage
combinatie
Debiet
Q m a v =6-18m7s
Q m i n =9-15m7s
Q =±10 m7s
0,2 < vgem < 1 m/s
Qioksffoom= 9-15m3/s
v
max. < 2-2,4 m/s (salmoniden)
v
m»x. < 0>9 m/s (overige
trekvis)
vgem= 0,3 m/s
Stroomsnelheid
Waterdiepte
Taludhelling
Inlaat/uitlaat
v < 0,5 (oevers)
v < 0,3 (geen sedimenttransport)
hmi„ = 0,5 m
1:20-50
plaatselijk 1:5-8
evt. enkele steilrand
geen drempels
sediment weren m.b.v.
inlaatwerk (drempel !)
1 < Vlokstroom < 3 m / s
vlok.= ±2 m/s
of vlok > 3x vhoofdgeul
hgcm = L5m
hscm= ±1,5 m
"natuurlijke" omgeving
wenselijk
variatie in
oevertaluds
geen drempels
geen drempels
debiet regelen met inlaatwerk
inlaatwerk
15
riza
4.2
Conclusies
Uit het voorgaande kan worden geconcludeerd dat:
- combinatie van de functies vistrap en "nevengeul" in ieder geval mogelijk is voor
salmoniden
- passage door andere trekvis dan salmoniden waarschijnlijk mogelijk is afhankelijk van
de te kiezen oplossing voor het overbruggen van het verval
- de nevengeul geen "echte nevengeul" zal worden maar een vispassage met
nevengeulkarakteristieken waarin een aantal biotopen die in de hoofdgeul verdwenen
zijn terugverwacht kunnen worden
- de vormgeving van het instroompunt een knelpunt vormt en mogelijk minder geschikt
zal zijn voor bodemvis
- de lage stroomsnelheden in de nevengeul mogelijk extra technische ingrepen vereisen
om een voldoende sterke Iokstroom te realiseren
4.3
Vervolgonderzoek
In het onderzoek, dat bij het uitkomen van dit werkdocument al op verschillende fronten is
opgestart, wordt een oplossing gezocht voor de in §4.1 genoemde knelpunten. In
onderlinge samenwerking van ecologen en morfologen worden een aantal globale
ontwerpen opgesteld die vervolgens in een iteratieproces worden bij gesteld tot een ontwerp
dat aan alle eisen voldoet.
Voor de planvorming rond de inrichting van het Stuweiland Driel is een projectgroep
werkzaam die werkt onder supervisie van de stuurgroep Noordoever Nederrijn.
De projectgroep stuurt en begeleid de benodigde onderzoeken die zullen leiden tot een
uitvoerbaar inrichtings- en nazorgplan. De onderzoeken worden uitgevoerd door het RIZA
in samenwerking met de "Groene Poot" (RWS-Flevoland) in opdracht van de RWSDirectie Gelderland. De voorgenomen werkzaamheden staan beschreven in het projectplan
herinrichting Stuweiland Driel [Schropp '94c].
De bevindingen in dit werkdocument zijn een voorbereiding op de opstelling van het
inrichtingsplan.
Volgens plan zullen de benodigde onderzoeken in 1994 en '95 worden uitgevoerd waarna
in 1996 met de aanleg van de nevengeul annex vispassage kan worden gestart.
16
riza
Literatuur
Bell, M.C. en Hildebrand, S.G., (1979). Fish passage and small hydroelectric technology:
A state of the art review. Washington University. Steattle, WA (V.S.).
Dixhoorn, R. van. Brief ANWR 7793, 13 juli 1994 m.b.t. ontwerp inrichtingsschets
stuweiland Driel
Collins, G.B., (1976). Effects of dams on Pacific Salmon and Steelhead Trout. Marine
fisheries review, 28.
Grol, E van, (1994). Een nevengeul als vismigratiemogelijkheid op stuwlokaties. Verslag
LUW vakgroepen Waterhuishouding en Waterkwaliteit en aquatische ecologie rapport nr.
018/94.
Grontmij, (april 1993a). Stuurgroep Noordoever Nederrijn. Ontwerp Ontwikkelingsvisie
Noordoever Nederrijn.
Grontmij Advies en Techniek bv, Afdeling Ruimtelijke Planning, Zeist en Afdeling Bodem
en Water, Nieuwegein, (april 1993b). Deelstudie 1: Hydrologisch en ecologisch onderzoek
gestuwde Nederrijn.
Haas, A.W. de, (1991). Nevengeulen, onderzoek naar de mogelijkheden, de consequenties
en de te stellen eisen bij aanleg van nevengeulen in uiterwaarden. EHR publicatie no. 331991. RWS RIZA 91.008, Arnhem.
Haskoning Koninklijk Ingenieurs- en Architectenbureau, (September 1992). Haalbaarheidsonderzoek vispassages met bijkomende werken bij de stuwencomplexen in de
Nederrijn te Amerongen en Driel. In opdracht van Rijkswaterstaat Directie Gelderland.
Klink, A., (1991). Ecologisch relevante factoren bij het inrichten van een nevengeulencomplex in de Rijn. Een literatuurstudie met macro-evertebraten als uitgangspunt. Rapport
nr. 36. Hydrobiologisch Advies buro Klink, Wageningen.
Klink, A., (1992). Levende rivieren: De Rijn, een broodmager ecosysteem met meer dan
genoeg voedsel. In opdracht van WNF.
Muyres, W.J.M., (1987). Vistrappen. Ministerie van Landbouw en Visserij, pg. 18 t/m 24.
Uit het symposium: De zalm terug in de Maas (juni 1986).
Quak, J., Riemersma, P., (mei 1991). Vismigratie en de aanleg van visoptrek-voorzieningen. Deelrapport 2 van de literatuurstudie Vispassages. Organisatie ter Verbetering van de
Binnenvisserij.
Riemersma, P., (1990). VISPAS: Passeerbaarheid van kunstwerken. Deelrapport 1 van de
literatuurstudie Vispassages. Organisatie ter verbetering van de Binnenvisserij, Nieuwegein.
OVB-onderzoeksrapport Sa/OVB-1, September 1990, 56p.
17
riza
Riemersma, P., (1994). Biologische aspecten bij het ontwerp van vispassages. In:
Vismigratie, visgeleiding en vispassages in Nederland, Organisatie ter Verbetering van de
Binnenvisserij.
Schouten. W.J. en Quak, J., (1993). De visstand in de stromende rijkswateren. Beschrijving, streefbeelden. knelpunten en maatregelen. Project RIZA/OVB VO 1993-01, OVB,
Nieuwegein.
Schropp, M.H.I, en Bakker C , (1994a). Een ontwerp voor een nevengeul in de Stiftse
Waard. In voorbereiding.
Schropp, M.H.I. (1994b). Waterbeweging en morfologie in een hoofdgeulnevengeulsysteem. In voorbereiding.
Schropp, M.H.I. (1994c). Projectplan herinrichting stuweiland Driel. RIZA werkdocument
94.065X, april 1994
Semmekrot, S., (1992). OVB advies inzake de biologische randvoorwaarden voor de aanleg
van vispassages in de Nederrijn. Nieuwegein, Organisatie ter Verbetering van de
Binnenvisserrij. OVB-Onderzoeksrapport 1992-38, 13 p.
Stuart, T. A. (1962). The leaping behaviour of salmon and trout at falls and obstructions.
Dept. Agriculture and Fisheries for Scotland. Freshwater Salmon Fisheriies Report 28.
Vanhemelrijk, J.A.M., (oktober 1990). Visintrekmogelijkheden in de Rijn in Nederland.
Rapport van de Coordinatiegroep Visintrekmogelijkheden zee/rivier. RIZA Nota 90.073.
WNF, 1992. Levende Rivieren. Studie uitgevoerd door Stroming b.v., Hydrologisch
adviesbureau Klink b.v., Waterloopkundig Laboratorium en Landmeetkundig Bureau Meet,
i.o.v. het Wereld Natuur Fonds, Zeist.
18

Download Report