WL2020RPA015_1.pdf

PA015_1 WL rapporten

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren Hindcast storm en was februari-maart 2020 DEPARTEMENT MOBILITEIT & OPENBARE WERKEN

waterbouwkundiglaboratorium.be

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren Hindcast storm en was februari-maart 2020

Coen, L.; Vanderkimpen, P.; Mostaert, F.

Cover figuur © Vlaamse overheid, Departement Mobiliteit en Openbare Werken, Waterbouwkundig Laboratorium Juridische kennisgeving Het Waterbouwkundig Laboratorium is van mening dat de informatie en standpunten in dit rapport onderbouwd worden door de op het moment van schrijven beschikbare gegevens en kennis. De standpunten in deze publicatie zijn deze van het Waterbouwkundig Laboratorium en geven niet noodzakelijk de mening weer van de Vlaamse overheid of één van haar instellingen. Het Waterbouwkundig Laboratorium noch iedere persoon of bedrijf optredend namens het Waterbouwkundig Laboratorium is aansprakelijk voor het gebruik dat gemaakt wordt van de informatie uit dit rapport of voor verlies of schade die eruit voortvloeit. Copyright en wijze van citeren © Vlaamse overheid, Departement Mobiliteit en Openbare Werken, Waterbouwkundig Laboratorium 2020 D/2020/3241/305 Deze publicatie dient als volgt geciteerd te worden: Coen, L.; Vanderkimpen, P.; Mostaert, F. (2020). Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren: Hindcast storm en was februari-maart 2020. Versie 3.0. WL Rapporten, PA015_1. Waterbouwkundig Laboratorium: Antwerpen Overname uit en verwijzingen naar deze publicatie worden aangemoedigd, mits correcte bronvermelding. Documentidentificatie Opdrachtgever: Trefwoorden (3-5): Kennisdomeinen: Tekst (p.): Vertrouwelijk:

DMOW-Waterbouwkundig Laboratorium Ref.: WL2020RPA015_1 DMOW-Waterbouwkundig Laboratorium Waterbeheer > 2. Hydraulica > 2.2 Hydrodynamische modellen > 2.2.c. Numerieke modellering 67 Bijlagen (p.): 44 ☒ Nee ☒ Online beschikbaar

Auteur(s):

Coen, L.

Controle Naam Revisor(en):

Projectleider:

Vanderkimpen, P.

Coen, L.

Handtekening Getekend door:Paul Vanderkimpen (Sign Getekend op:2021-01-04 12:44:45 +00:0 Reden:Ik keur dit document goed

Getekend door:Leen Coen (Signature) Getekend op:2021-01-05 08:28:48 +00:0 Reden:Ik keur dit document goed

Goedkeuring

Afdelingshoofd:

F-WL-PP10-1 Versie 7 Geldig vanaf 03/01/2017

Mostaert, F.

Getekend door:Frank Mostaert (Signature Getekend op:2021-01-04 13:14:08 +00:0 Reden:Ik keur dit document goed

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

Abstract In de springtijperiode van 10-12 februari 2020 werd tijdens drie opeenvolgende hoogwaters de drempel voor Stormtij Zeescheldebekken overschreden. In de eerste helft van maart 2020 werd een periode met grote neerslaghoeveelheden gevolgd door een springtijperiode van 10-13 maart 2020. In deze periode werd de prewaakdrempel te Antwerpen 7 keer overschreden, met één overschrijding van de drempel voor Stormtij Zeescheldebekken op 12 maart 2020. Het 1D-hydrodynamisch model van het Zeescheldebekken werd recent geactualiseerd (International Marine and Dredging Consultants & Waterbouwkundig Laboratorium, 2020). De hindcast heeft tot doel de performantie van het geactualiseerde 1D-model tijdens de periode met springtij en verhoogde bovenafvoer van februari – maart 2020 na te gaan. De stormen van februari 2020 en maart 2020 werden nagerekend met het geactualiseerde model van het Zeescheldebekken. Hierbij zijn enkel historische meetreeksen als randvoorwaarde gebruikt. In een tweede simulatie werd de topofactor voor de wind aangepast. Waterpeilen zijn geëvalueerd ter hoogte van de meetposten langs de Zeeschelde en getijgebonden zijrivieren, met behulp van VIMM. Ook in de GOG’s zijn waterpeilen geëvalueerd op basis van meetgegevens van waterpeilmeters. De resultaten van de berekeningen met verschillende windfactoren zijn ook onderling vergeleken. De aanpassing van de topofactor voor de wind van 1.0 naar 0.6 zorgt voor een daling van de maximum waterpeilen langsheen de Zeeschelde en zijrivieren, tijdens de stormen. Een verdere validatie van het Zeescheldemodel voor de topofactor voor de wind wordt aanbevolen. In een bijkomende scenarioberekening werd tevens nog het effect van het sluiten van de GGGinwateringssluizen tijdens de storm bekeken.

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

III

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

Inhoudstafel Abstract ............................................................................................................................................................ III Inhoudstafel...................................................................................................................................................... IV Lijst van de tabellen ......................................................................................................................................... VII Lijst van de figuren ......................................................................................................................................... VIII Lijst van de figuren in BIJLAGE A........................................................................................................................ X Lijst van de figuren in BIJLAGE B....................................................................................................................... XI 1

Inleiding ..................................................................................................................................................... 1 1.1

Kader.................................................................................................................................................. 1

1.2

Doelstelling ........................................................................................................................................ 1

1.3

Opbouw van het rapport ................................................................................................................... 1

2

Numeriek model ........................................................................................................................................ 2 2.1

Situering studiegebied ....................................................................................................................... 2

2.1.1

Waterlopen ................................................................................................................................ 2

2.1.2

Gecontroleerde overstromingsgebieden .................................................................................. 2

2.2

Software ............................................................................................................................................ 7

2.3

Geografische referentie en tijdszone ................................................................................................ 7

2.4

Versiebeheer ..................................................................................................................................... 7

2.5

Referentiemodel (versie 01) .............................................................................................................. 7

2.5.1

Bathymetrie-topografie ............................................................................................................. 7

2.5.2

Stuw in Merelbeke..................................................................................................................... 8

2.5.3

Actualisatie vallei ....................................................................................................................... 8

2.5.4

Dijkhoogtes ................................................................................................................................ 8

2.5.5

Dokken Antwerpen .................................................................................................................... 9

2.5.6

Actualisatie vallei van de Demer ............................................................................................... 9

2.5.7

Optimalisatie Dijlegebied .......................................................................................................... 9

2.5.8

Wind langs de Westerschelde ................................................................................................... 9

2.5.9

Kalibratie.................................................................................................................................... 9

2.6

IV

Modelaanpassingen......................................................................................................................... 11

2.6.1

Kaaien Antwerpen ................................................................................................................... 11

2.6.2

Burchtse Weel ......................................................................................................................... 11

2.6.3

Groot Schoor............................................................................................................................ 11

2.6.4

Pomp Lokeren.......................................................................................................................... 11

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

2.7

2.7.1

Afwaartse rand ........................................................................................................................ 12

2.7.2

Opwaartse randen ................................................................................................................... 14

2.8

3

Randvoorwaarden ........................................................................................................................... 12

Simulatieperiode ............................................................................................................................. 19

2.8.1

Stuw Mechelen ........................................................................................................................ 19

2.8.2

GGG-inwateringssluizen .......................................................................................................... 19

2.9

Versie 02: aanpassing topofactor wind ........................................................................................... 19

2.10

Scenario 01: GGG-inwateringssluizen niet gesloten ....................................................................... 19

Hindcast met 1D-referentiemodel .......................................................................................................... 20 3.1

Validatiegegevens............................................................................................................................ 20

3.1.1

Rivieren .................................................................................................................................... 20

3.1.2

GOG’s ....................................................................................................................................... 21

3.2

Methode validatie ........................................................................................................................... 22

3.2.1

Maximum waterpeil waterlopen ............................................................................................. 22

3.2.2

VIMM ....................................................................................................................................... 22

3.2.3

GOG’s ....................................................................................................................................... 23

3.3

Resultaten meetposten rivieren ...................................................................................................... 23

3.3.1

Waterpeilen Westerschelde en Zeeschelde ............................................................................ 23

3.3.2

Waterpeilen Durme ................................................................................................................. 28

3.3.3

Waterpeilen Dijle, Benedennete en Zenne ............................................................................. 31

3.3.4

Tabel Hmax stormen ............................................................................................................... 38

3.4

Resultaten meetposten GOG’s ........................................................................................................ 42

3.4.1

GOG-GGG Kruibeke ................................................................................................................. 42

3.4.2

GOG-GGG Bazel ....................................................................................................................... 45

3.4.3

GOG-GGG Lippenbroek............................................................................................................ 47

3.4.4

GOG Scheldebroek................................................................................................................... 50

3.4.5

GOG-GGG Bergenmeersen ...................................................................................................... 52

3.4.6

GOG Bovenzanden................................................................................................................... 55

3.4.7

GOG-GGG Zennegat................................................................................................................. 57

4

Scenario: GGG-inwateringssluizen .......................................................................................................... 60

5

Conclusies en aanbevelingen .................................................................................................................. 66

6

Referenties .............................................................................................................................................. 67

BIJLAGE A

Tijdreeksen waterpeilen rivieren............................................................................................. B1

BIJLAGE B

Figuren statistische analyse waterpeilen rivieren ................................................................. B32

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

V

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

BIJLAGE C Implementatie WIND in Zeescheldemodel ............................................................................... B43 Mike11 ....................................................................................................................................................... B43 Windrandvoorwaarde te Vlissingen .......................................................................................................... B43

VI

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

Lijst van de tabellen Tabel 1 – Overzicht jaartallen geactualiseerde bathymetrie hoofdwaterlopen in Zeescheldemodel .............. 8 Tabel 2 – Gemiddelde globale statistiek per station voor de zes events en de droge periode voor het startmodel (A0) en het geactualiseerde model (A2) (International Marine and Dredging Consultants & Waterbouwkundig Laboratorium, 2020)......................................................................................................... 10 Tabel 3 – Overzicht beschikbare gemeten debietreeksen .............................................................................. 14 Tabel 4 - Opgelegde (gemeten) debietreeksen aan opwaartse randen van het model ................................. 16 Tabel 5 – Herschaalde debietreeksen opgelegd aan opwaartse randen van het model ................................ 17 Tabel 6 - Herschaalde debietreeksen opgelegd aan onbemeten deelbekkens .............................................. 17 Tabel 7 – Overzicht beschikbare meetreeksen waterpeilen voor validatie .................................................... 20 Tabel 8 – Overzicht waterpeilmeters in GOG’s ............................................................................................... 21 Tabel 9 – Hmax stormen ter hoogte van meetlocaties ................................................................................... 39 Tabel 10 – Kenmerken GOG-GGG Kruibeke .................................................................................................... 43 Tabel 11 - Kenmerken GOG-GGG Bazel ........................................................................................................... 45 Tabel 12 - Kenmerken GOG-GGG Lippenbroek ............................................................................................... 48 Tabel 13 - Kenmerken GOG Scheldebroek ...................................................................................................... 50 Tabel 14 - Kenmerken GOG-GGG Bergenmeersen.......................................................................................... 53 Tabel 15 - Kenmerken GOG Bovenzanden ...................................................................................................... 55 Tabel 16 - Kenmerken GOG-GGG Zennegat .................................................................................................... 58

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

VII

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

Lijst van de figuren Figuur 1 - Situering Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren opgenomen in het hydrodynamisch model.......... 4 Figuur 2 - Overzicht gemodelleerde waterlopen in het referentiemodel van de Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren ........................................................................................................................................................... 5 Figuur 3 - Overzicht Gecontroleerde Overstromingsgebieden in het Zeescheldebekken ................................ 6 Figuur 4 – Verloop waterpeil te Vlissingen...................................................................................................... 13 Figuur 5 – Verloop gemiddelde potentiële windsnelheid en windrichting te Vlissingen ................................ 13 Figuur 6 – Verloop daggemiddeld debiet te Melle .......................................................................................... 15 Figuur 7 – Situering meetposten Westerschelde en Beneden-Zeeschelde .................................................... 25 Figuur 8 – Situering meetposten Boven-Zeeschelde ....................................................................................... 25 Figuur 9 – Lengteprofiel met gemeten en gesimuleerde maximum waterpeilen Westerschelde en Zeeschelde bij storm feb2020 ............................................................................................................................................ 26 Figuur 10 – Lengteprofiel met gemeten en gesimuleerde maximum waterpeilen Westerschelde en Zeeschelde bij storm maart2020 ..................................................................................................................... 26 Figuur 11 – M2 amplitude REF01 en REF02 versus metingen – Westerschelde en Zeeschelde ..................... 27 Figuur 12 – Situering meetposten Durme ....................................................................................................... 28 Figuur 13 - Lengteprofiel met gemeten en gesimuleerde maximum waterpeilen Durme bij storm feb2020 29 Figuur 14 - Lengteprofiel met gemeten en gesimuleerde maximum waterpeilen Durme bij storm maart2020 ......................................................................................................................................................................... 29 Figuur 15 - M2 amplitude REF01 en REF02 versus metingen – Durme........................................................... 30 Figuur 16 – Situering meetposten Dijle, Benedennete en Zenne ................................................................... 32 Figuur 17 - Lengteprofiel met gemeten en gesimuleerde maximum waterpeilen Rupel-Dijle bij storm feb2020 ......................................................................................................................................................................... 33 Figuur 18 - Lengteprofiel met gemeten en gesimuleerde maximum waterpeilen Rupel-Dijle bij storm maart2020 ....................................................................................................................................................... 33 Figuur 19 - M2 amplitude REF01 en REF02 versus metingen – Dijle............................................................... 34 Figuur 20 - Lengteprofiel met gemeten en gesimuleerde maximum waterpeilen Rupel-Benedennete bij storm feb2020............................................................................................................................................................ 35 Figuur 21 - Lengteprofiel met gemeten en gesimuleerde maximum waterpeilen Rupel-Benedennete bij storm maart2020 ....................................................................................................................................................... 35 Figuur 22 - M2 amplitude REF01 en REF02 versus metingen – Benedennete ................................................ 36 Figuur 23 - Lengteprofiel met gemeten en gesimuleerde maximum waterpeilen Rupel-Dijle-Zenne bij storm feb2020............................................................................................................................................................ 37 Figuur 24 - Lengteprofiel met gemeten en gesimuleerde maximum waterpeilen Rupel-Dijle-Zenne bij storm maart2020 ....................................................................................................................................................... 37 Figuur 25 - M2 amplitude REF01 en REF02 versus metingen storm maart2020 – Zenne............................... 38 Figuur 26 – Situering meetposten GOG-GGG Kruibeke en Bazel .................................................................... 42

VIII

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

Figuur 27 – Gemeten en gesimuleerde waterpeilen GOG-GGG Kruibeke Grote Uitlaat – feb2020 ............... 44 Figuur 28 – Gemeten en gesimuleerde waterpeilen GOG-GGG Kruibeke Grote Uitlaat – maart2020........... 44 Figuur 29 - Gemeten en gesimuleerde waterpeilen GOG-GGG Bazel Grote&Kleine Uitlaat – feb2020 ......... 46 Figuur 30 - Gemeten en gesimuleerde waterpeilen GOG-GGG Bazel Grote&Kleine Uitlaat – maart2020 .... 46 Figuur 31 - Situering meetposten GOG-GGG Lippenbroek ............................................................................. 47 Figuur 32 - Gemeten en gesimuleerde waterpeilen GOG-GGG Lippenbroek – feb2020 ................................ 49 Figuur 33 - Gemeten en gesimuleerde waterpeilen GOG-GGG Lippenbroek – maart2020 ........................... 49 Figuur 34 - Situering meetpost GOG Scheldebroek ........................................................................................ 50 Figuur 35 - Gemeten en gesimuleerde waterpeilen GOG Scheldebroek – feb2020 ....................................... 51 Figuur 36 - Gemeten en gesimuleerde waterpeilen GOG Scheldebroek – maart2020................................... 51 Figuur 37 - Situering meetposten GOG-GGG Bergenmeersen ........................................................................ 52 Figuur 38 - Gemeten en gesimuleerde waterpeilen GOG-GGG Bergenmeersen – feb2020 .......................... 54 Figuur 39 - Gemeten en gesimuleerde waterpeilen GOG-GGG Bergenmeersen – maart2020 ...................... 54 Figuur 40 - Situering meetposten GOG Bovenzanden .................................................................................... 55 Figuur 41 - Gemeten en gesimuleerde waterpeilen GOG Bovenzanden – feb2020 ....................................... 56 Figuur 42 - Gemeten en gesimuleerde waterpeilen GOG Bovenzanden – maart2020................................... 56 Figuur 43 - Situering meetposten GOG-GGG Zennegat .................................................................................. 57 Figuur 44 - Gemeten en gesimuleerde waterpeilen GOG-GGG Zennegat – feb2020 ..................................... 59 Figuur 45 - Gemeten en gesimuleerde waterpeilen GOG-GGG Zennegat – maart2020................................. 59 Figuur 46 - Lengteprofiel met gesimuleerde maximum waterpeilen Westerschelde en Zeeschelde – REF02 en SC01 - storm feb2020 ...................................................................................................................................... 61 Figuur 47 - Lengteprofiel met gesimuleerde maximum waterpeilen Rupel en Dijle – REF02 en SC01 - storm feb2020............................................................................................................................................................ 61 Figuur 48 - Gesimuleerde waterpeilen GOG-GGG Kruibeke Grote Uitlaat- REF02 en SC01 – feb2020 .......... 62 Figuur 49 - Gesimuleerde waterpeilen GOG-GGG Bazel Grote Uitlaat- REF02 en SC01 – feb2020 ................ 62 Figuur 50 - Gesimuleerde waterpeilen GOG-GGG Lippenbroek - REF02 en SC01 – feb2020 ......................... 63 Figuur 51 - Gesimuleerde waterpeilen GOG Scheldebroek - REF02 en SC01 – feb2020 ................................ 63 Figuur 52 - Gesimuleerde waterpeilen GOG-GGG Bergenmeersen - REF02 en SC01 – feb2020 .................... 64 Figuur 53 - Gesimuleerde waterpeilen GOG Bovenzanden - REF02 en SC01 – feb2020 ................................ 64 Figuur 54 - Gesimuleerde waterpeilen GOG-GGG Zennegat - REF02 en SC01 – feb2020 .............................. 65

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

IX

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

Lijst van de figuren in BIJLAGE A Figuur A 1 – Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Westerschelde te Vlissingen .................... B2 Figuur A 2 – Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Westerschelde te Terneuzen ................... B3 Figuur A 3 – Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Westerschelde te Hansweert ................... B4 Figuur A 4 – Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Westerschelde te Bath ............................. B5 Figuur A 5 – Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Zeeschelde te Prosperpolder ................... B6 Figuur A 6 – Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Zeeschelde te Liefkenshoek ..................... B7 Figuur A 7 – Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Zeeschelde te Kallo................................... B8 Figuur A 8 – Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Zeeschelde te Antwerpen ........................ B9 Figuur A 9 – Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Zeeschelde te Hemiksem ....................... B10 Figuur A 10 – Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Zeeschelde te Temse ............................ B11 Figuur A 11 – Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Zeeschelde te Driegoten ...................... B12 Figuur A 12 – Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Zeeschelde te Sint-Amands .................. B13 Figuur A 13 – Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Zeeschelde te Dendermonde ............... B14 Figuur A 14 – Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Zeeschelde te Schoonaarde ................. B15 Figuur A 15 – Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Zeeschelde te Uitbergen ...................... B16 Figuur A 16 – Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Zeeschelde te Wetteren ....................... B17 Figuur A 17 – Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Zeeschelde te Melle ............................. B18 Figuur A 18 - Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Durme te Tielrode ................................. B19 Figuur A 19 - Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Durme te Waasmunster brug ............... B20 Figuur A 20 - Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Durme te Waasmunster manta ............ B21 Figuur A 21 - Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Durme te Zele........................................ B22 Figuur A 22 - Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Dijle te Mechelen benedensluis ............ B23 Figuur A 23 - Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Dijle te Mechelen opwaarts stuw ......... B24 Figuur A 24 - Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Dijle te Rijmenam .................................. B25 Figuur A 25 - Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Benedennete te Rumst ......................... B26 Figuur A 26 - Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Benedennete te Duffel sluis .................. B27 Figuur A 27 - Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Benedennete te Lier Molbrug ............... B28 Figuur A 28 - Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Zenne te Zemst ..................................... B29 Figuur A 29 - Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Zenne te Hombeek ................................ B30 Figuur A 30 - Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Zenne te Eppegem ................................ B31

X

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

Lijst van de figuren in BIJLAGE B Figuur B 1 - Bias HW, LW en volledige tijdreeks waterpeilen voor meetposten langs de Westerschelde ... B33 Figuur B 2 - RMSE HW, LW en volledige tijdreeks waterpeilen voor meetposten langs de Westerschelde. B34 Figuur B 3 - Bias HW, LW en volledige tijdreeks waterpeilen voor meetposten langs de Beneden-Zeeschelde ....................................................................................................................................................................... B35 Figuur B 4 - RMSE HW, LW en volledige tijdreeks waterpeilen voor meetposten langs de Beneden-Zeeschelde ....................................................................................................................................................................... B36 Figuur B 5 - Bias HW, LW en volledige tijdreeks waterpeilen voor meetposten langs de Boven-Zeeschelde ....................................................................................................................................................................... B37 Figuur B 6 - RMSE HW, LW en volledige tijdreeks waterpeilen voor meetposten langs de Boven-Zeeschelde ....................................................................................................................................................................... B38 Figuur B 7 - Bias HW, LW en volledige tijdreeks waterpeilen voor meetposten langs de Durme ................ B39 Figuur B 8 - RMSE HW, LW en volledige tijdreeks waterpeilen voor meetposten langs de Durme.............. B40 Figuur B 9 - Bias HW, LW en volledige tijdreeks waterpeilen voor meetposten langs de Dijle, Benedennete en Zenne ............................................................................................................................................................. B41 Figuur B 10 - RMSE HW, LW en volledige tijdreeks waterpeilen voor meetposten langs de Dijle, Benedennete en Zenne ........................................................................................................................................................ B42

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

XI

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

1 Inleiding 1.1 Kader In de springtijperiode van 10-12 februari 2020 werd tijdens drie opeenvolgende hoogwaters te Antwerpen de drempel voor Stormtij Zeescheldebekken 1 overschreden. In de eerste helft van maart 2020 werd een periode met grote neerslaghoeveelheden gevolgd door een springtijperiode van 10-13 maart 2020. In deze periode werd de prewaakdrempel te Antwerpen 7 keer overschreden, met één overschrijding van de drempel voor Stormtij Zeescheldebekken op 12 maart 2020. De gebeurtenissen van beide stormperiodes worden beschreven in een Scheldeflits (Hydrologisch Informatiecentrum, 2019)(Hydrologisch Informatiecentrum, 2020).

1.2 Doelstelling Het 1D-hydrodynamisch model van het Zeescheldebekken werd recent geactualiseerd. De hindcast heeft tot doel de performantie van het geactualiseerde 1D-model tijdens de periode met springtij en verhoogde bovenafvoer van februari – maart 2020 na te gaan (= validatie). Daarbij zal gebruik gemaakt worden van historische meetreeksen als randvoorwaarden (= “hindcast”). Ook in de GOG’s worden waterpeilen geëvalueerd op basis van meetgegevens van waterpeilmeters. Op vraag van de beheerder wordt bijkomend een scenario bekeken waarbij de GGG-inwateringssluizen niet gesloten worden tijdens de storm.

1.3 Opbouw van het rapport In hoofdstuk 2 wordt een beschrijving gegeven van het 1D-numeriek model van de Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren. Hoofdstuk 3 bespreekt de resultaten van de hindcastberekeningen met het 1D-numeriek model. In hoofdstuk 4 wordt de scenarioberekening betreffende de GGG-inwateringssluizen besproken. Hoofdstuk 5 besluit met de conclusies.

1

Drempel voor Stormtij Zeescheldebekken te Antwerpen = 6,7 mTAW; prewaakpeil te Antwerpen = 6,3 mTAW

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

1

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

2 Numeriek model 2.1 Situering studiegebied 2.1.1

Waterlopen

Het studiegebied omvat het volledige getijonderhevige Zeescheldebekken (Figuur 1). Volgende rivieren en rivierpanden zijn, met hun overstromingsgebieden, opgenomen in het hydrodynamisch model: -

Westerschelde vanaf Vlissingen tot de Belgische grens; Zeeschelde van Belgische grens tot Gent; Durme afwaarts Lokeren (=tij-Durme); Rupel en Benedennete; Kleine Nete afwaarts limnigraaf te Grobbendonk (knt03a-1066) (opwaarts duiker onder Albertkanaal); - Grote Nete afwaarts duiker onder Albertkanaal; - Dijle afwaarts limnigraaf te Wilsele-Wijgmaal (L08_093); - Zenne afwaarts limnigraaf te Vilvoorde (zen04a_1066); - Demer afwaarts limnigraaf te Aarschot (dem02a_1066). Figuur 2 geeft een overzicht van de gemodelleerde waterlopen in het referentiemodel. 2.1.2

Gecontroleerde overstromingsgebieden

Figuur 3 geeft een overzicht van de in werking zijnde GOG’s in het Zeescheldebekken. De oorspronkelijke GOG’s zijn aangelegd in het kader van het eerste Sigmaplan, zoals vastgelegd in de Regeringsbeslissing van oktober 1977. Tussen 1981 en 1989 werden 12 GOG’s ingericht, zijnde: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.

Tielrodebroek (Boven-Zeeschelde) Grote Wal (Boven-Zeeschelde) Uiterdijk (Boven-Zeeschelde) Scheldebroek (Boven-Zeeschelde) Paardeweide (Boven-Zeeschelde) Bergenmeersen (Boven-Zeeschelde) Potpolder I (Durme) Potpolder IV (Durme) Bovenzanden (Rupel) Anderstadt afwaarts (Beneden-Nete) Anderstadt opwaarts (Beneden-Nete) Polder van Lier (Beneden-Nete)

Daarna kwamen er nog een aantal GOG(-GGG)’s bij, deze worden hieronder chronologisch toegelicht. In maart 2006 werd GOG-GGG Lippenbroek in werking gesteld.

2

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

GOG Bergenmeersen kent sinds april 2013 ook een gereduceerd getij waardoor het een GOG-GGG is geworden. Het GOG-GGG Kruibeke-Bazel-Rupelmonde (KBR) werd op 3 oktober 2015 in gebruik genomen. Dit gebied bestaat uit drie delen: GOG-GGG Kruibeke, GOG-GGG Bazel en GOG Rupelmonde. Sinds 24 juni 2017 kennen de Kruibeekse polder en het noordoostelijk deel van de Bazelse polder ook GGG-werking. In het najaar van 2015 zijn de ontpoldering en het GOG Wijmeers afgewerkt. Deze gebieden zijn gelegen net opwaarts van GOG Bergenmeersen. In december 2015 werd de overloopdijk van voormalig GOG Uiterdijk afgegraven tot maaiveldhoogte. Nadien werd de overloopdijk opnieuw opgehoogd. De juiste timing hiervan is niet gekend. De nieuwe overloopdijkhoogte wordt geschat op 6,4 mTAW. Sinds januari 2017 is ook GOG-GGG Zennegat, aan de Dijlemonding, in werking. De zomerdijk of overloopdijk van het GOG Grote Wal, ook wel Groot Schoor genoemd, werd eind september 2019 grotendeel weggespoeld. De nieuwe hoogte wordt geschat op 6,4-6,5 mTAW (pers. Comm. Sander Belmans, projectingenieur).

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

3

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur 1 - Situering Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren opgenomen in het hydrodynamisch model

4

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

Figuur 2 - Overzicht gemodelleerde waterlopen in het referentiemodel van de Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

5

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur 3 - Overzicht Gecontroleerde Overstromingsgebieden in het Zeescheldebekken

6

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

2.2 Software De software gebruikt voor de 1D-hydrodynamische berekeningen is Mike11, versie 2017 SP2 (DHI, 2017). Voor de verwerking van de gegevens in GIS wordt gebruik gemaakt van ArcMAP 10.4.1 (ESRI, 2015).

2.3 Geografische referentie en tijdszone Het verticaal referentievlak is TAW, en als coördinatenstelsel wordt voor het 1D-model Lambert 1972 gebruikt. De gebruikte tijdsreferentie is GMT+1 (winteruur).

2.4 Versiebeheer De modellen die gebruikt zijn in het kader van deze studie zijn gearchiveerd in het versiebeheer: https://wl-subversion.vlaanderen.be/svn/repoSpNumMod/MIKE11/Sigma/SIGMA20201217_PA015 revisie 4663

2.5 Referentiemodel (versie 01) Het 1D-model van de Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren werd geactualiseerd naar toestand 2019 door IMDC, in opdracht van de beheerder De Vlaamse Waterweg Afdeling Regio Centraal, en het Waterbouwkundig Laboratorium. In volgende paragrafen wordt een overzicht gegeven van de belangrijkste aanpassingen in het model. Voor een uitgebreide beschrijving van de actualisatie wordt verwezen naar het rapport van IMDC (International Marine and Dredging Consultants & Waterbouwkundig Laboratorium, 2020). 2.5.1

Bathymetrie-topografie

Tabel 1 geeft een overzicht van de jaartallen van de oude en nieuwe bathymetrie in de hoofdwaterlopen in het geactualiseerde model. Enkel de waterlopen waarvan de bathymetrie en/of topografie werd aangepast, worden weergegeven. Bij de actualisatie werd de schematisatie van de Westerschelde aangepast op basis van de bathymetrische en topografische opmetingen van 2018. Hierbij werden ook de dwarsdoorsneden op de riviertakken van de Westerschelde aangepast. Ook voor de Zeeschelde zijn de dwarsdoorsneden geactualiseerd op basis van bathymetrische en topografische opmetingen van 2018. Voor de Rupel waren er nieuwe bathymetrische opmetingen beschikbaar van 2016. Deze werden gebruikt om de dwarsdoorsneden van deze riviertak te actualiseren. Langs de Dijle waren enkel nieuwe bathymetrische opmetingen beschikbaar van het meest afwaartse gedeelte, tussen Mechelen en de monding in de Rupel. Deze dateren van 2018 en werden gebruikt om de dwarsdoorsneden in het betreffende deel te actualiseren. Ook langs de Nete waren er nieuwe bathymetrische opmetingen beschikbaar van het meest afwaartse gedeelte, tussen Lier en de monding in de Rupel. Deze dateren van 2018 en werden gebruikt om de dwarsdoorsneden in het betreffende deel te actualiseren. Voor de Grote Nete en de Kleine Nete waren er geen nieuwe opmetingen beschikbaar. Definitieve versie

WL2020RPA015_1

7

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

Langs de Zenne waren er nieuwe bathymetrische opmetingen beschikbaar van het meest afwaartse gedeelte, tussen Zemst en de monding in de Dijle. Deze dateren van 2016 en werden gebruikt om de dwarsdoorsneden in het betreffende deel te actualiseren. De bathymetrie van de Durme werd geactualiseerd in een eerder project met opmetingen gedaan in 20172018 (Coen et al., 2018). Tabel 1 – Overzicht jaartallen geactualiseerde bathymetrie hoofdwaterlopen in Zeescheldemodel

Waterloop

Oud

Nieuw

Westerschelde

2013

2018

Zeeschelde

2014

2018

Rupel

2014

2016

Dijle: Rupel-Mechelen

2010-2013

2018

Benedennete: Rupel-Lier

2010

2018

Zenne: Dijle-Zemst

2013

2016

Durme

2017-2018

2017-2018

2.5.2

Stuw in Merelbeke

Aan de opwaartse rand van de Ringvaart werd de structuur in Merelbeke toegevoegd aan het model. De verschillende takken en structuren werden uit het model van Leie-Bovenschelde en Gentse Kanalen gekopieerd (International Marine and Dredging Consultants, 2018). De regeling van de structuur wordt aangepast zodat deze alleen rekening houdt met de waterpeilen opwaarts en afwaarts. De gemiddelde dagdebieten worden dan opwaarts aan de structuur van Merelbeke opgelegd. Op deze manier zal de structuur in Merelbeke samen met het afwaarts waterpeil bepalen hoeveel debiet er naar de Ringvaart stroomt. Door deze aanpassingen worden de hogere en lagere debieten in Melle beter gesimuleerd. 2.5.3

Actualisatie vallei

De overstromingsgebieden in de vallei van de Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren werden geactualiseerd op basis van het DHM Vlaanderen 2. 2.5.4

Dijkhoogtes

Langs waterlopen waarvoor nieuwe bathymetrie beschikbaar was, werd de dijkhoogte gecontroleerd. De dijkhoogtes langs de waterlopen worden gemodelleerd met ‘link channels’. Op basis van de markers 1 (linkeroever) en marker 3 (rechteroever) in de dwarsprofielen werden de dijkhoogtes gecontroleerd. Waar nodig werd de hoogte van het ‘link channel’ aangepast, rekening houdend met de hoogte van de oever open afwaarts van het ‘link channel’. Er werd tevens rekening gehouden met kaaimuren langs de Zeeschelde. Deze kaaimuren zijn smaller dan 1 m en zijn daarom niet zichtbaar in de opmetingen.

8

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

2.5.5

Dokken Antwerpen

De dokken in de regio van de Haven van Antwerpen die nog niet in het model opgenomen waren, werden toegevoegd. Volgende riviertakken werden toegevoegd: Waaslandkanaal, Vrasenedok, Verrebroekdok, Noordelijke insteekdok, Zuidelijke insteekdok, Kallosluis_Zeeschelde Deze dokken staan in verbinding met de Zeeschelde via twee sluizen: Kieldrechtsluis en Kallosluis. De dwarsprofielen werden gedefinieerd als rechthoekige typesecties. De hoogtes en breedtes van de dokken en de hoogtes van de sluizen werden bepaald op basis van DHM Vlaanderen 2. 2.5.6

Actualisatie vallei van de Demer

De Demer wordt gemodelleerd in zowel het Zeescheldemodel als in het Demermodel. Het Zeescheldemodel bevat enkel het gedeelte van de Demer afwaarts Aarschot. De dijken en de vallei van het model van de Demer werden in 2014 geactualiseerd (Bogman et al., 2014). Deze actualisatie werd overgenomen in het Zeescheldemodel. 2.5.7

Optimalisatie Dijlegebied

In het valleigebied van de Dijle werd het aantal dwarsdoorsneden op de zijwaterlopen verminderd van één om de 25 m naar circa één om de 100 m. Dit is gebeurd voor volgende waterlopen: Winge, Barebeek, Leibeek, Weesbeek, Molenbeek, Grotelaakbeek, Tangebeek en Binnenbeek. 2.5.8

Wind langs de Westerschelde

Uit een gevoeligheidsanalyse van verschillende factoren die te maken hebben met de wind in het Zeescheldemodel werden volgende besluiten getrokken: -

De correctiefactor voor het omzetten van de potentiële wind in Vlissingen over land, naar potentiële wind over water wordt behouden op 1,58. - De topografische factor voor de wind wordt verhoogd naar 1,0 van Vlissingen tot en met Bath. - Een aggregatie van de wind over 3 of 6 uur werd niet weerhouden. Er kan gewerkt worden met de uurlijkse gegevens van de wind. Een beschrijving van de implementatie van de wind in het MIKE11-model wordt gegeven in BIJLAGE C. 2.5.9

Kalibratie

Het model werd gekalibreerd op basis van twee droge periodes (juni-juli 2017 en 2018). Hierbij werd de ruwheid van de rivierbedding in de verschillende riviertakken gewijzigd. In een tweede stap werd het model verder gekalibreerd op basis van geselecteerde stormen. Voor deze perioden heeft de wind invloed op de waterpeilen. De uurlijkse potentiële windover water in Vlissingen werd gebruikt als randvoorwaarde. De kalibratie gebeurde door de wijziging van de topografische factor, zoals afgeleid in de gevoeligheidsanalyse (zie §2.5.8). De resultaten van de kalibratie worden uitgebreid besproken in het rapport van IMDC (International Marine and Dredging Consultants & Waterbouwkundig Laboratorium, 2020). Tabel 2 geeft de tabel met de globale statistieken weer voor de Westerschelde en Zeeschelde. Na de kalibratie zijn de statistieken terug in de buurt van het oorspronkelijk model maar niet overal verbeterd. Voornamelijk de storm van jan18 zorgt voor slechtere statistieken. Het hoogwater bij de piek wordt correct gesimuleerd maar de laagwaters voor en na de piek zijn te hoog. Voor de storm van jan16 zijn zowel de hoogwaters als de laagwaters beter. In het algemeen zijn de waterpeilen van de hoogwaters en laagwaters enkele centimeters gestegen afwaarts Hemiksem. De resultaten aan de opwaartse rand zijn verbeterd door Definitieve versie

WL2020RPA015_1

9

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

de aanpassing van de structuur te Merelbeke. De statistieken voor de stations te Wetteren, Melle, Merelbeke en Destelbergen zijn verbeterd (International Marine and Dredging Consultants & Waterbouwkundig Laboratorium, 2020).

Tabel 2 – Gemiddelde globale statistiek per station voor de zes events en de droge periode voor het startmodel (A0) en het geactualiseerde model (A2) (International Marine and Dredging Consultants & Waterbouwkundig Laboratorium, 2020)

10

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

2.6 Modelaanpassingen Onderstaande paragrafen beschrijven de aanpassingen die nog in het referentiemodel aangebracht werden op basis van extra informatie van de beheerder. 2.6.1

Kaaien Antwerpen

Ter hoogte van de wijken Sint-Andries, Zuid en het Droogdokkenpark werd de vernieuwing van de kaaimuren langs de Schelde gefinaliseerd. In het model van de Zeeschelde werden enkele profielen ter hoogte van deze zones aangepast. Tevens werd het drempelpeil van de ‘link channels’ die de kaaien voorstellen, aangepast. De hoogte varieert tussen 9,25 en 9,30 mTAW. 2.6.2

Burchtse Weel

Recent werd de in- en uitwateringsstructuur van de Burchtse Weel aangepast. In de 2de en 3de week van december 2019 werden kleppen en schotten geplaatst op de uitwateringsconstructie langs de Scheldekant. De drempelhoogte en afmetingen hiervan werden aangeleverd door de beheerder en geïmplementeerd in het model. 2.6.3

Groot Schoor

De zomerdijk of overloopdijk van het GOG Grote Wal werd eind september 2019 grotendeel weggespoeld. De nieuwe hoogte wordt geschat op 6,4-6,5 mTAW (pers. Comm. Sander Belmans, projectingenieur). Het drempelpeil van de ‘link channels’ die deze overloopdijk voorstellen, werd verlaagd tot 6,5 mTAW. 2.6.4

Pomp Lokeren

Wanneer de Moervaart een waterpeil bereikt van TAW +5,0 m treedt het pompgemaal in Lokeren in werking en wordt water vanuit de Moervaart of gekanaliseerde Durme overgepompt naar de (tij-)Durme. Theoretisch kan er maximum 7,5 m³/s (vijzel 1: 2,5 m³/s; vijzel 2: 5 m³/s) overgepompt worden. Beide pompen staan echter zo ingesteld dat ze beide een capaciteit van 2,5 m³/s kunnen verpompen. Dit zijn echter theoretische waarden, het effectief verpompt debiet ligt vermoedelijk lager (pers. comm. Bart Antheunis, districtshoofd). Het debiet van de pomp in Lokeren werd berekend op basis van de gemeten waterpeilen op- en afwaarts van het pompstation in Lokeren. Hierbij werd geen rekening gehouden met het waterpeil ter hoogte van Waasmunster brug. Er werd een aanslagpeil op de gekanaliseerde Durme te Lokeren aangenomen op TAW +4,95 m en een afslagpeil op TAW +4,9 m. Wanneer de duur tussen twee pompperiodes kleiner was dan enkele uren, werd deze periode ook opgevuld alsof er gepompt werd. De tijdreeks met het gepompte debiet werd bijkomend opgelegd aan de opwaartse rand van de (tij-)Durme te Lokeren.

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

11

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

2.7 Randvoorwaarden Voor het doorrekenen van de stormen en wasperiode van februari en maart 2020 wordt gebruik gemaakt van historische randvoorwaarden. Indien beschikbaar worden hiervoor metingen gebruikt. Deze randvoorwaarden werden zodanig opgelegd aan het model dat zowel voor historische simulaties als voor simulaties met composietstormen eenzelfde netwerk- en randvoorwaardenbestand kan gebruikt worden. Enkel de verwijzingen naar de bestanden met de tijdreeksen dienen aangepast te worden. 2.7.1

Afwaartse rand

Waterpeilen Aan de afwaartse rand te Vlissingen wordt het gemeten waterpeil te Vlissingen opgelegd. Deze metingen zijn beschikbaar via de website van Rijkswaterstaat. De waterpeilen zijn gerefereerd aan het Nederlandse referentievlak (NAP) en worden omgerekend naar equivalente waarden ten opzichte van het Belgische referentievlak (TAW) door toevoeging van 2,35 m. Figuur 4 toont het verloop van het waterpeil te Vlissingen. Uit een vergelijking met het astronomisch getij blijkt dat de stormopzet op het hoogste hoogwater in februari ongeveer 1,9 m bedroeg. Tijdens het hoogste hoogwater in maart bedroeg de stormopzet circa 1 m. Wind Voor de windrandvoorwaarde op de Westerschelde wordt gebruik gemaakt van de omgerekende gemeten windsnelheid en windrichting te Vlissingen. De gebruikte gegevens zijn afkomstig van het KNMI. Het betreft uurlijkse gegevens van gemiddelde potentiële windsnelheden, over land en op 10 m hoogte, en van windrichtingen te Vlissingen. Deze worden opgezet naar de potentiële windsnelheid boven het wateroppervlak. De gegevens worden getoond in Figuur 5. Een beschrijving van de implementatie van de wind in het Mike11-model van de Zeeschelde wordt gegeven in BIJLAGE C.

12

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur 4 – Verloop waterpeil te Vlissingen

Figuur 5 – Verloop gemiddelde potentiële windsnelheid en windrichting te Vlissingen

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

13

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

2.7.2

Opwaartse randen

Beschikbare data Aan de opwaartse rand van het model worden debieten opgelegd. Indien beschikbaar, wordt gebruik gemaakt van gemeten debietreeksen. Deze zijn beschikbaar via waterinfo.be Zowel de debietreeksen van het HIC als deze van VMM bevatten ongevalideerde waarden voor 2020. Tabel 3 geeft een overzicht van de beschikbare debietreeksen. Figuur 6 toont het verloop van het daggemiddeld debiet te Melle. In de periode van 5 tot 15 maart 2020 bedroeg het daggemiddeld debiet meer dan 100 m³/s. Tabel 3 – Overzicht beschikbare gemeten debietreeksen

14

Waterloop

Locatie

Nr meetpost

Bron

Barbierbeek

Bazel

008

Waterinfo, VMM

Kleine Molenbeek

Liezele

036

Waterinfo, VMM

Grote Molenbeek

Malderen

037

Waterinfo, VMM

Kleine Nete

Grobbendonk

knt03a

Waterinfo, HIC

Grote Nete

Geel-Zammel

gnt07

Waterinfo, HIC

Grote Laak

Tessenderlo

087

Waterinfo, VMM

Dijle

Wilsele

093

Waterinfo, VMM

Weesbeek

Boortmeerbeek

110

Waterinfo, VMM

Demer

Aarschot

dem02a

Waterinfo, HIC

Winge

Rotselaar

141

Waterinfo, VMM

Grote Losting

Wezemaal

143

Waterinfo, VMM

Zenne

Vilvoorde

zen04a

Waterinfo, HIC

Dender

Dendermonde

zes47a

Waterinfo, HIC

Zeeschelde

Melle

zes57a

Waterinfo, HIC

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur 6 – Verloop daggemiddeld debiet te Melle

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

15

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

Bemeten bekkens Aan de opwaartse randen van de bemeten bekkens wordt een gemeten debietreeks opgelegd. In Tabel 4 wordt een overzicht gegeven van de opwaartse randen waarvoor een gemeten debietreeks beschikbaar is. Tabel 4 - Opgelegde (gemeten) debietreeksen aan opwaartse randen van het model

Opwaartse rand

Meetpost gemeten debietreeks

Barbierbeek, Bazel

008 – Bazel/Barbierbeek

Demer, Aarschot

dem02a – Aarschot/Demer

Dijle, Wilsele

093 – Wilsele/Dijle

Durme, Lokeren

*

Grote Molenbeek, Malderen

037 – Malderen/Grote Molenbeek

Kleine Molenbeek, Liezele

036 – Liezele/Kleine Molenbeek

Kleine Nete, Grobbendonk

knt03a – Grobbendonk/Kleine Nete

Losting, Wezemaal

143 – Wezemaal/Losting

Tijarm Zwijnaarde, Zwijnaarde

**

Weesbeek, Boortmeerbeek

110 – Boortmeerbeek/Weesbeek

Winge, Rotselaar

141 – Rotselaar/Winge

Zenne, Vilvoorde

zen04a – Vilvoorde/Zenne

Zeeschelde, Dendermonde

zes47a – Dendermonde/Dender**

Zeeschelde, Merelbeke

zes57a – Zeeschelde/Melle***

*Aan de opwaartse rand van de Durme wordt een constant debiet van 0,78 m³/s opgelegd, alszijnde afkomstig van de RWZI Lokeren. Bijkomend wordt een geschat debiet opgelegd afkomstig van het vijzelgemaal te Lokeren (zie §2.8.4). ** De Dender wordt niet als een aparte waterloop meegenomen in het model. Het daggemiddelde debiet van de Dender wordt wel als een randvoorwaarde opgelegd aan de Schelde in Dendermonde. *** Aan de opwaartse rand van de Zeeschelde dienen debieten opgelegd te worden aan de stuwen te Merelbeke en Zwijnaarde. Aan de stuw te Merelbeke wordt het daggemiddelde debiet gemeten te Melle opgelegd. Aan de opwaartse randen te Zwijnaarde en Gentbrugge wordt een constant laag debiet van 1 m³/s opgelegd.

16

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

Onbemeten (deel)bekkens Voor de opwaartse randen van het model waarvoor geen gemeten debietreeksen beschikbaar zijn, wordt gebruik gemaakt van herschaalde debietreeksen van naburige bekkens. De herschaling wordt uitgevoerd op basis van de relatieve oppervlakte van de betrokken deelbekkens. Tabel 5 – Herschaalde debietreeksen opgelegd aan opwaartse randen van het model

Opwaartse rand

Meetpost herschaalde debietreeks

Barebeek, Elewijt

093 – Dijle/Wilsele of 110 – Boortmeerbeek/Weesbeek

Bollaak, Pulle

087 – Grote Laak/Tessenderlo

Grote Laak, Vorst

087 – Grote Laak/Tessenderlo

Grote Nete, Albertkanaal

gnt07 – Grote Nete/Geel-Zammel

Vunt, Wilsele

093 – Dijle/Wilsele

Wimp, Wiekevorst

087 – Grote Laak/Tessenderlo

Voor de onbemeten (deel)bekkens wordt gebruik gemaakt van debietreeksen herschaald op basis van de oppervlakte van het (deel)bekken. Tabel 6 geeft een overzicht van de onbemeten (deel)bekkens die opgenomen zijn in het model en de meetpost waarvan de debietreeks herschaald werd. Tabel 6 - Herschaalde debietreeksen opgelegd aan onbemeten deelbekkens

Onbemeten (deel)bekken

ID deelbekken

Meetpost herschaalde debietreeks

Durme-Zuid

V04DUR000080

008

Durme-Noord

V04DUR000090

008

Ledebeek (Durme)

V04LED000220

008

Lokerenbeek (Durme)

V04LOK000060

008

Rupel-RO (Rupel)

V04RUP000150

036

Molenbeek-Vliet (Rupel)

V04VLI000140

036

Zelebeek (Durme)

V04ZEL000050

008

Zielbeek (Durme)

V04ZIE000120

008

Zwartebeek (Rupel)

V04ZWA000130

036

Barebeek (Dijle)

V08BAR000375

110 / 093*

Dijle

V08DIJ000390

110 / 093*

Dijle

V08DIJ000440

110 / 093*

Dijle

V08DIJ000455

110 / 093*

Vunt

V08DIJ000425

093

Grote Laakbeek (Dijle)

V08GLA000450

122

Leibeek (Dijle)

V08LEI000420

110 / 093*

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

17

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

Onbemeten (deel)bekken

ID deelbekken

Meetpost herschaalde debietreeks

Lier (Benedennete)

V08LIE000510

052

Vrouwvliet (Dijle)

V08VRO000460

110 / 093*

Weesbeek (Dijle)

V08WEE000410

110 / 093*

Zenne-onbemeten

V08ZEN000480

175

Heilaakbeek (Demer)

V09HEI000290

122

Moutlaak (Demer)

V09MOU000280

122

Winge (Demer)

V09WIN000320

141

Bergebeek (Grote Nete)

V10BER000100

087

Bevelsebeek (Grote Nete)

V10BEV000120

087

Gestelbeek (Grote Nete)

V10GES000130

087

Goorloop (Grote Nete)

V10GOO000080

087

Kleine Laak (Grote Nete)

V10KLA076030

087

Krekelbeek (Kleine Nete)

V10KRE000110

052 / 076*

Molenbeek (Grote Nete)

V10MOL000060

087

Molenbeek/Bollaak (Kleine Nete)

V10MOP000150

087

Benedennete-LO

V10NET000170

052 / 076*

Benedennete-RO

V10NET000180

052 / 076*

Rode Laak (Grote Nete)

V10ROL000040

087

Steenkensbeek (Grote Nete)

V10STE000070

087

Tappelbeek (Kleine Nete)

V10TAP000160

087

Wimp (Grote Nete)

V10WIM000090

087

*In sommige gevallen is de meetreeks van een meetpost niet volledig over de beschouwde periode. De gaten in deze meetreeks worden opgevuld door herschaling van het debiet van een andere nabije meetpost.

18

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

2.8 Simulatieperiode Het prewaakpeil te Antwerpen werd voor de eerste maal overschreden bij het hoogwater van 10 februari 2020 rond 3u50. Tijdens de volgende drie hoogwaters werd de drempel voor Stormtij Zeescheldebekken overschreden. Ook tijdens het hoogwater van 12 maart rond 17u15 werd de drempel voor Stormtij Zeescheldebekken overschreden. Op 11 maart viel nog een betekenisvolle hoeveelheid neerslag. In de bovenstroomse gebieden die afwateren naar de Schelde viel in totaal 45-55 mm neerslag. Op basis van de beschikbare data, en rekening houdend met de duur van de stormen, de duur van de periode van verhoogde bovenafvoer, en initiële condities werd volgende simulatieperiode gekozen: 08/02/2020 7:30 – 20/03/2020 14:30 De periode loopt van laagwater tot laagwater en omvat 80 getijcycli. Bij de bespreking van de resultaten zal deze periode evenwel opgesplitst worden in twee delen: 2.8.1

Storm februari 2020: 09/02/2020 7:30 – 18/02/2020 Storm maart 2020: 05/03/2020 00:00 – 19/03/2020 Stuw Mechelen

De stuw op de Dijleafleiding te Mechelen werd opgetrokken van 10 februari 2020 tot 20 maart 2020. Er werd een tijdreeks met stuwstanden opgelegd aan de ‘Control Structures’ die de boven- en benedenschuif van de stuw voorstellen in het model. 2.8.2

GGG-inwateringssluizen

Tijdens de storm van februari 2020 werden de inwateringssluizen van de GGG’s langs de Zeeschelde gesloten. Het sluiten van de inwateringssluizen gebeurde voor alle gebieden rond hetzelfde tijdstip, tijdens het laagwater van 10 februari 2020 voor de storm. De inwateringssluizen van Lippenbroek en Bergenmeersen werden op 12 februari 2020 geopend. Deze van KBR en Zennegat op 14 februari 2020. Om het sluiten en openen van de kokers net voor en na de storm te simuleren is de simulatie in vier delen opgesplitst: 1. 08/02/2020 7:30 – 09/02/2020 10u: alle GGG-inwateringssluizen open 2. 09/02/2020 10u – 12/02/2020 10u30: GGG-inwateringssluizen gesloten 3. 12/02/2020 10u30 – 14/02/2020 12u: GGG-inwateringssluizen Lippenbroek en Bergenmeersen geopend 4. 14/02/2020 12u - 20/03/2020 14:30: alle GGG-inwateringssluizen open

2.9 Versie 02: aanpassing topofactor wind Zoals beschreven in §2.5.8 werden de topofactoren voor de wind langs de Westerschelde aangepast. Dit gebeurde echter slechts op basis van de resultaten van één simulatie. Om deze aanpassing te valideren, zal het model ook doorgerekend worden met topofactoren uit de vorige versie van het model van de Zeeschelde. Hierbij is de topofactor op bijna alle riviertakken van de Westerschelde gelijk aan 0,6.

2.10 Scenario 01: GGG-inwateringssluizen niet gesloten Op vraag van de beheerder wordt één scenario doorgerekend waarbij de GGG-inwateringssluizen niet gesloten worden tijdens de storm van februari 2020. De resultaten van deze berekening worden besproken in hoofdstuk 4. Definitieve versie

WL2020RPA015_1

19

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

3 Hindcast met 1D-referentiemodel 3.1 Validatiegegevens 3.1.1

Rivieren

Voor de evaluatie van de simulatieresultaten wordt gebruik gemaakt van gemeten waterpeilen langs de Zeeschelde en zijrivieren. Deze zijn beschikbaar via waterinfo.be Deze gegevens zijn nog niet gevalideerd. De waterpeilen van de meetposten langs de Westerschelde zijn beschikbaar in de waterbase van Rijkswaterstaat. Tabel 7 geeft een overzicht van de beschikbare meetreeksen van waterpeilen voor de validatie. Tabel 7 – Overzicht beschikbare meetreeksen waterpeilen voor validatie

Waterloop

Locatie

Nr meetpost

Bron

Westerschelde

Terneuzen

TERN-H10

RWS

Hansweert

HANS-H10

RWS

Bath

BATH-H10

RWS

Prosperpolder

zes01a

Waterinfo, HIC

Liefkenshoek

zes10a

Waterinfo, HIC

Kallo

zes14a

Waterinfo, HIC

Antwerpen

zes21a

Waterinfo, HIC

Hemiksem

zes28a

Waterinfo, HIC

Temse

zes36a

Waterinfo, HIC

Driegoten

zes39a

Waterinfo, HIC

Sint-Amands

zes42a

Waterinfo, HIC

Dendermonde

zes47a

Waterinfo, HIC

Schoonaarde

zes49a

Waterinfo, HIC

Uitbergen

zes52a

Waterinfo, HIC

Wetteren

zes55c

Waterinfo, HIC

Melle

zes57a

Waterinfo, HIC

Tielrode

dur01a

Waterinfo, HIC

Waasmunster brug

dur04a

Waterinfo, HIC

Waasmunster manta

dur05a

Waterinfo, HIC

Zele

dur07a

Waterinfo, HIC

Rumst

bnt01c

Waterinfo, HIC

Duffel

bnt03

Waterinfo, HIC

Zeeschelde

Durme

Benedennete

20

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

Waterloop Dijle

Zenne

3.1.2

Locatie

Nr meetpost

Bron

Lier Molbrug

bnt07a

Waterinfo, HIC

Mechelen-benedensluis

dij06a

Waterinfo, HIC

Mechelen opwaarts stuw

dij07a

Waterinfo, HIC

Rijmenam

dij10a

Waterinfo, HIC

Hombeek

zen01a

Waterinfo, HIC

Zemst

zen02a

Waterinfo, HIC

Eppegem

zen03a

Waterinfo, HIC

GOG’s

Ook in enkele GOG’s wordt het waterpeil continu gemeten. Deze gegevens worden eveneens gebruikt voor de evaluatie van het waterpeil in de GOG’s. De waterpeilmeters zijn vaak geplaatst nabij uitwateringsconstructies. Tabel 8 geeft een overzicht van de waterpeilmeters in de GOG’s. Tabel 8 – Overzicht waterpeilmeters in GOG’s

Waterloop

GOG/Naam meetlocatie

Locatie

Bron

Zeeschelde

Kruibeke Grote Uitlaat (zes25a)

ter hoogte van de grote uitlaat naar de Zeeschelde

WL

Bazel Kleine Uitwatering (zes25j)

ter hoogte van de kleine uitlaat naar de Zeeschelde, meest afwaartse

WL

Bazel Grote Uitwatering (zes25l)

ter hoogte van de grote uitlaat naar de Zeeschelde, meest opwaartse

WL

Lippenbroek (zes040b)

centrale gracht

WL

Scheldebroek1 (zes48f)

ter hoogte van afwaartse uitwateringsconstructie

WL

Bergenmeersen ggg 1 (zes51n)

ter hoogte van gecombineerde in- en uitwateringsconstructie, GGG-zijde

WL

Rupel

Bovenzanden (rup02l)

ter hoogte van uitwateringsconstructie

WL

Dijle

Zennegat (dij05a)

nabij gecombineerde in- en uitwateringsconstructie

WL

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

21

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

3.2 Methode validatie 3.2.1

Maximum waterpeil waterlopen

Voor de validatie van de gesimuleerde waterpeilen in de waterlopen zullen eerst lengteprofielen met de maximum waterpeilen tijdens de twee deelperioden van de simulatie opgemaakt worden. Op deze lengteprofielen worden ook de gemeten maximum waterpeilen ter hoogte van de meetposten getoond. De gemeten en gesimuleerde waarden van de maximum waterpeilen worden tevens in een tabel weergegeven, in §3.3.4. 3.2.2

VIMM

Als tweede stap wordt gebruik gemaakt van VIMM. VIMM staat voor VIsualisatie Model en Metingen, en is een Matlab Toolbox ontwikkeld door het WL om op een gestandaardiseerde manier een hydraulisch model (waterbeweging) te vergelijken met een set meetgegevens. De VIMM functionaliteiten met betrekking tot waterstand zijn: - Plots van tijdreeksen - Rechte analyse: statistiek op volledige tijdreeksen - Scheve analyse: statistiek op HW/LW - Harmonische analyse - Vectorieel verschil - Omgaan met modellen en metingen in TAW en NAP Voor deze studie zal gebruik gemaakt worden van de plots van de tijdreeksen, de statistische analyse van de tijdreeksen, en HW en LW, en van de harmonische analyse. De plots met de gemeten en gesimuleerde tijdreeksen worden voor de verschillende meetposten langs de rivieren weergegeven in BIJLAGE A. Statistische analyse Bij de statistische analyse van de tijdreeksen worden de bias en RMSE berekend. Deze parameters worden als volgt gedefinieerd: - Laat x de referentiereeks zijn, met waardes xi en y de te testen reeks met waardes yi. - De bias is het verschil tussen de gemiddelden van de beschouwde tijdreeksen. Hoe kleiner de bias, hoe groter de overeenkomst tussen de beschouwde tijdreeksen. 𝑁𝑁 1 𝑥𝑥̅ = � 𝑥𝑥𝑖𝑖 𝑁𝑁 𝑖𝑖=1 𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏 = 𝑦𝑦� − 𝑥𝑥̅ met waarbij N de lengte van de tijdreeksen is. 𝑁𝑁 1 𝑦𝑦� = � 𝑦𝑦𝑖𝑖 𝑁𝑁 𝑖𝑖=1 -

De RMSE wordt als volgt gedefinieerd:

2 ∑𝑁𝑁 𝑖𝑖=1(𝑥𝑥𝑖𝑖 −𝑦𝑦𝑖𝑖 )

𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅 = �

𝑁𝑁

Tijdreeksen die sterk overeenkomen, zullen resulteren in kleine RMSE-waarden.

22

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

Harmonische analyse Met behulp van T-TIDE worden de harmonische componenten van het getij in de beschouwde tijdreeksen berekend. T-TIDE is een functie die de harmonische analyse van een tijdreeks berekent. Een beschrijving van de theoretische achtergrond van de analyse en enkele details van de implementatie kunnen teruggevonden worden in (Pawlowicz et al., 2002). Voor deze studie wordt enkel de harmonische component M2 beschouwd. Bij de harmonische component M2 wordt naast de waarden van de amplitude steeds een waarde voor de fout op de berekende amplitude weergegeven. Deze wordt gedefinieerd als het 95%-betrouwbaarheidsinterval. De M2-amplitude komt overeen met de amplitude van het dubbeldaags maansgetij. 3.2.3

GOG’s

De waterpeilen in de GOG’s zullen enkel visueel vergeleken worden aan de hand van grafieken met de gemeten en gesimuleerde tijdreeksen.

3.3 Resultaten meetposten rivieren Bij de bespreking van de resultaten zullen volgende benamingen gebruikt worden voor de modelsimulaties: 3.3.1

REF01: met topofactor 1.0 REF02: met topofactor 0.6 Waterpeilen Westerschelde en Zeeschelde

Figuur 7 en Figuur 8 geven een overzicht van de meetposten langs de Westerschelde en de Zeeschelde. De lengteprofielen in Figuur 9 en Figuur 10 tonen reeds een verschil in maximum waterpeil tussen de gemodelleerde waterpeilen met verschillende topofactoren voor de wind. Een topofactor van 1.0 zorgt over bijna het volledige lengteprofiel voor beide stormen voor een hoger maximum waterpeil. Het verschil is steeds kleiner dan 15 cm. Westerschelde Figuur A 1 tot en met Figuur A 4 tonen de gemeten en gesimuleerde tijdreeksen van de waterpeilen voor de meetposten langs de Westerschelde. Figuur B 1 en Figuur B 2 tonen respectievelijk de bias en RMSE voor de hoogwaters, laagwaters en volledige tijdreeksen voor de meetposten langs de Westerschelde. Ter hoogte van Terneuzen is het verschil in bias en RMSE voor de berekeningen met verschillende topofactoren het kleinst. Ter hoogte van Hansweert en Bath zijn zowel de bias als RMSE voor de simulatie met een topofactor van 1.0 groter, met uitzondering voor de periode van storm maart2020 te Bath. Wanneer de volledige simulatieperiode beschouwd wordt, is de waarde van de bias voor de meetposten langs de Westerschelde steeds kleiner dan 10 cm, en deze van de RMSE steeds kleiner dan 15 cm voor REF01 en kleiner dan 10 cm voor REF02. Zeeschelde Figuur A 5 tot en met Figuur A 9 tonen de gemeten en gesimuleerde tijdreeksen van de waterpeilen voor de meetposten langs de Beneden-Zeeschelde. Figuur A 10 tot en met Figuur A 17 tonen deze voor de meetposten langs de Boven-Zeeschelde. Voor de meetposten langs de Beneden-Zeeschelde, en de BovenZeeschelde tot Driegoten vallen de te hoge waterpeilen tijdens de stormperiodes op. Figuur B 3 tot en met Figuur B 6 tonen de bias- en RMSE-waarden voor de hoogwaters, laagwaters en volledige tijdreeksen voor de meetposten langs de Beneden- en Boven-Zeeschelde. Definitieve versie

WL2020RPA015_1

23

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

Langs de Beneden-Zeeschelde zijn de waarden van de RMSE en bias van REF01 bijna steeds groter dan deze voor REF02. Voor Antwerpen is de bias-waarde voor de hoogwaters en de volledige tijdreeks voor de storm van maart2020 kleiner voor REF01 ten opzichte van REF02. De absolute waarde van de bias voor REF02 is voor de hoog- en laagwaters voor alle meetposten langs de Beneden-Zeeschelde steeds kleiner of gelijk aan 7 cm, en voor de volledige tijdreeks zelfs kleiner of gelijk aan 3 cm. De RMSE-waarde voor REF02 voor de volledige tijdreeks voor de meetposten langs de Beneden-Zeeschelde is, met uitzondering van Antwerpen en Temse steeds 5 cm of meer kleiner dan deze voor REF01. Langs de Beneden-Zeeschelde over de hele simulatieperiode variëren de waarden van de RMSE voor de hoogwaters tussen 11 en 14 cm voor REF01 en tussen 6 en 8 cm voor REF02; voor de laagwaters tussen 14 en 18 cm voor REF01 en 7 en 10 cm voor REF02; en voor de volledige tijdreeks tussen 16 en 20 cm voor REF01 en tussen 10 en 15 cm voor REF02. Langs de Boven-Zeeschelde opwaarts van Temse is de absolute waarde van de bias van REF02 groter dan deze van REF01. Ter hoogte van Uitbergen, Wetteren en Melle is de waarde van de RMSE voor de volledige tijdreeks groter van REF02 dan deze van REF01. Voornamelijk bij de bias van de laagwaters is er een groot verschil tussen de stormen van feb2020 en maart2020. Voor de storm van feb2020 is de absolute waarde van bias enkel voor de meetposten te Uitbergen, Wetteren en Melle voor REF02 groter dan deze voor REF01. Voor de storm van maart2020 is dit zo voor alle meetposten langs de Boven-Zeeschelde. Dit kan verklaard worden door de hogere bovenafvoer tijdens de stormperiode van maart2020. Langs de Boven-Zeeschelde over de hele simulatieperiode variëren de waarden van de RMSE voor de hoogwaters tussen 8 en 15 cm voor REF01 en tussen 7 en 11 cm voor REF02; voor de laagwaters tussen 13 en 31 cm voor REF01 en 9 en 35 cm voor REF02; en voor de volledige tijdreeks tussen 15 en 23 cm voor REF01 en tussen 11 en 24 cm voor REF02. M2 Figuur 11 toont het verloop van de M2-amplitude langsheen de lengteas van de Westerschelde en de Zeeschelde voor de volledige simulatieperiode, de periode van storm feb2020 en de periode van storm maart2020. Het verschil in M2-amplitude tussen REF01 en REF02 is klein. Tussen Hansweert en Uitbergen is de gesimuleerde M2-amplitude steeds kleiner dan de gemeten M2-amplitude. Het verschil bedraagt echter maximaal 6 cm.

24

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur 7 – Situering meetposten Westerschelde en Beneden-Zeeschelde

Figuur 8 – Situering meetposten Boven-Zeeschelde

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

25

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur 9 – Lengteprofiel met gemeten en gesimuleerde maximum waterpeilen Westerschelde en Zeeschelde bij storm feb2020

Figuur 10 – Lengteprofiel met gemeten en gesimuleerde maximum waterpeilen Westerschelde en Zeeschelde bij storm maart2020

26

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur 11 – M2 amplitude REF01 en REF02 versus metingen – Westerschelde en Zeeschelde

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

27

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

3.3.2

Waterpeilen Durme

Figuur 12 geeft een overzicht van de meetposten langs de Durme. De lengteprofielen Figuur 13 en Figuur 14 tonen een beperkt verschil tussen de maximum waterpeilen voor REF01 en REF02. De topofactor voor de wind heeft, zoals te verwachten, nog weinig effect op de maximum waterpeilen langs de Durme. Figuur A 18 tot en met Figuur A 21 tonen de gemeten en gesimuleerde tijdreeksen van de waterpeilen voor de meetposten langs de Durme. Ter hoogte van Waasmunster brug zijn de gesimuleerde laagwaters steeds lager dan de gemeten waarden. Ter hoogte van Waasmunster manta en Zele worden de lage laagwaters overschat in de simulaties en de hoge laagwaters onderschat. In de periode van begin maart2020 lijkt de afvoer op de Durme onderschat, met een onderschatting van de waterpeilen tot gevolg. Figuur B 7 en Figuur B 8 tonen de bias- en RMSE-waarden voor de hoogwaters, laagwaters en volledige tijdreeksen voor de meetposten langs de Durme. Voor de hoogwaters is de RMSE-waarde voor REF01 steeds groter dan deze voor REF02. Langs de Durme over de hele simulatieperiode variëren de waarden van de RMSE voor de hoogwaters tussen 10 en 26 cm voor REF01 en tussen 6 en 18 cm voor REF02; voor de laagwaters tussen 12 en 26 cm voor REF01 en 12 en 25 cm voor REF02; en voor de volledige tijdreeks tussen 14 en 23 cm voor REF01 en tussen 12 en 23 cm voor REF02. Figuur 15 toont het verloop van de M2-amplitude langsheen de lengteas van de Durme voor de volledige simulatieperiode, de periode van storm feb2020 en de periode van storm maart2020. Het verschil in M2amplitude tussen REF01 en REF02 is klein. Ter hoogte van Waasmunster brug wordt de gemeten getijamplitude overschat door de gemodelleerde waarde. Ter hoogte van Waasmunster manta is dit net omgekeerd. Bij de storm van feb2020 zijn de verschillen ten opzichte van de gemeten waarden groter dan bij de storm van maart2020. Figuur 12 – Situering meetposten Durme

28

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur 13 - Lengteprofiel met gemeten en gesimuleerde maximum waterpeilen Durme bij storm feb2020

Figuur 14 - Lengteprofiel met gemeten en gesimuleerde maximum waterpeilen Durme bij storm maart2020

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

29

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur 15 - M2 amplitude REF01 en REF02 versus metingen – Durme

30

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

3.3.3

Waterpeilen Dijle, Benedennete en Zenne

Figuur 16 geeft een overzicht van de meetposten langs de Dijle, Benedennete en Zenne. Figuur B 9 en Figuur B 10 tonen de bias- en RMSE-waarden voor de hoogwaters, laagwaters en volledige tijdreeksen voor de meetposten langs de Dijle, Benedennete en Zenne. De lengteprofielen in Figuur 17 en Figuur 18 tonen een verschillende afwijking langs de Dijle bij de stormen van feb2020 en maart2020. Figuur A 22 tot en met Figuur A 24 tonen de gemeten en gesimuleerde tijdreeksen van de waterpeilen voor de meetposten langs de Dijle. Tijdens de storm van feb2020 worden in REF01 de hoogwaters sterk overschat. Dit heeft te maken met de GOG-vulling van GOG Zennegat in deze simulatie. Het gemodelleerde waterpeil in het GOG stijgt tot gelijke hoogte met het waterpeil in de Dijle, waardoor geen bergingscapaciteit meer beschikbaar is. Dit leidt tot een hoger hoogwater in de rivier. Bij REF02 wordt dit GOG niet volledig gevuld, al is het gemodelleerde waterpeil in de rivier nog steeds te hoog. Tijdens de storm van maart2020 wordt het GOG zowel in REF01 als in REF02 niet volledig gevuld (zie §3.4.7). Ter hoogte van de meetpost te Rijmenam worden voornamelijk de laagwaters onderschat. Tijdens de periode met verhoogde bovenafvoer worden ook de hoogwaters onderschat. Langs de Dijle over de hele simulatieperiode variëren de waarden van de RMSE voor de hoogwaters tussen 7 en 13 cm voor REF01 en tussen 6 en 11 cm voor REF02; voor de laagwaters tussen 11 en 18 cm voor REF01 en 9 en 18 cm voor REF02; en voor de volledige tijdreeks tussen 12 en 24 cm voor REF01 en tussen 11 en 23 cm voor REF02. Figuur 19 toont het verloop van de M2-amplitude langsheen de lengteas van de Dijle voor de volledige simulatieperiode, de periode van storm feb2020 en de periode van storm maart2020. Het verschil in M2amplitude tussen REF01 en REF02 is klein. Ter hoogte van Mechelen benedensluis is de gesimuleerde getijamplitude bijna 20 cm te groot. Ter hoogte van Mechelen opwaarts stuw is de gesimuleerde getijamplitude echter bijna 20 cm te klein. Dit kan mogelijk te wijten zijn aan de opgelegde stuwstanden aan de stuw te Mechelen, waardoor de gesimuleerde laagwaters onvoldoende kunnen dalen. De lengteprofielen in Figuur 20 en Figuur 21 tonen een verschil van minder dan 10 cm tussen de maximum waterpeilen van REF01 en REF02 langs de Benedennete. Figuur A 25 tot en met Figuur A 27 tonen de gemeten en gesimuleerde tijdreeksen van de waterpeilen voor de meetposten langs de Benedennete. Ter hoogte van de meetposten te Rumst en Duffel-sluis worden de gemeten hoogwaters weerom overschat, waarbij de gesimuleerde hoogwaters in REF02 lager zijn dan deze in REF01. Ook ter hoogte van Lier Molbrug is dit nog zichtbaar. Hier valt echter ook de overschatting van de laagwaters op. Figuur 22 toont het verloop van de M2-amplitude langsheen de lengteas van de Benedennete voor de volledige simulatieperiode, de periode van storm feb2020 en de periode van storm maart2020. Het verschil in M2-amplitude tussen REF01 en REF02 is klein. Ter hoogte van Rumst wordt de gemeten getijamplitude overschat, en ter hoogte van Duffel sluis en Lier Molbrug wordt deze onderschat. Het grootste verschil treedt op ter hoogte van Duffel-sluis bij de storm van feb2020, doch bedraagt slechts 6 cm. Langs de Benedennete over de hele simulatieperiode variëren de waarden van de RMSE voor de hoogwaters tussen 8 en 9 cm voor REF01 en tussen 6 en 7 cm voor REF02; voor de laagwaters tussen 9 en 12 cm voor REF01 en 8 en 11 cm voor REF02; en voor de volledige tijdreeks tussen 12 en 14 cm voor REF01 en tussen 10 en 11 cm voor REF02. De lengteprofielen in Figuur 23 en Figuur 24 tonen een verschil van maximaal 10 cm tussen de maximum waterpeilen van REF01 en REF02 langs de Zenne. Figuur A 28 tot en met Figuur A 30 tonen de gemeten en gesimuleerde tijdreeksen van de waterpeilen voor de meetposten langs de Zenne. Ter hoogte van de meetpost te Zemst worden de hoogwaters weerom overschat. De onderschatting van de laagwaters is echter meer opvallend, voornamelijk bij de hogere laagwaters in de periode met verhoogde bovenafvoer. Ter hoogte van de meetpost te Hombeek worden enkel de hoge laagwaters onderschat, en zijn de lage laagwaters onderschat door de simulaties. Ter hoogte van de meetpost te Eppegem is er quasi geen verschil in gemodelleerde waterpeilen tussen REF01 en REF02. De hogere waterpeilen worden in de simulatie onderschat terwijl de lagere waterpeilen overschat worden. Het bereik van de gemodelleerde waterpeilen is kleiner dan dit van de gemeten waterpeilen. Definitieve versie

WL2020RPA015_1

31

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

Langs de Zenne over de hele simulatieperiode variëren de waarden van de RMSE voor de hoogwaters tussen 8 en 22 cm voor REF01 en tussen 6 en 22 cm voor REF02; voor de laagwaters tussen 12 en 15 cm voor REF01 en REF02; en voor de volledige tijdreeks tussen 17 en 18 cm voor REF01 en tussen 16 en 17 cm voor REF02. Figuur 25 toont het verloop van de M2-amplitude langsheen de lengteas van de Zenne voor de periode van storm maart2020. Omwille van een groot aantal ontbrekende waarden in de tijdreeks van de waterpeilen te Zemst kan de waarde van de M2-amplitude voor de volledige periode en voor de storm van feb2020 niet berekend worden. Aangezien er geen getij meer voorkomt in Eppegem wordt ook voor deze locatie de M2amplitude niet berekend. Ter hoogte van Zemst en Hombeek is de M2-amplitude voor REF01 iets groter dan deze voor REF02. Het verschil is echter klein. Ter hoogte van Zemst wordt de gemeten amplitude overschat met meer dan 20 cm. Ter hoogte van Hombeek wordt de gemeten amplitude onderschat met slechts 3 tot 5 cm. Figuur 16 – Situering meetposten Dijle, Benedennete en Zenne

32

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur 17 - Lengteprofiel met gemeten en gesimuleerde maximum waterpeilen Rupel-Dijle bij storm feb2020

Figuur 18 - Lengteprofiel met gemeten en gesimuleerde maximum waterpeilen Rupel-Dijle bij storm maart2020

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

33

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur 19 - M2 amplitude REF01 en REF02 versus metingen – Dijle

34

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur 20 - Lengteprofiel met gemeten en gesimuleerde maximum waterpeilen Rupel-Benedennete bij storm feb2020

Figuur 21 - Lengteprofiel met gemeten en gesimuleerde maximum waterpeilen Rupel-Benedennete bij storm maart2020

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

35

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur 22 - M2 amplitude REF01 en REF02 versus metingen – Benedennete

36

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur 23 - Lengteprofiel met gemeten en gesimuleerde maximum waterpeilen Rupel-Dijle-Zenne bij storm feb2020

Figuur 24 - Lengteprofiel met gemeten en gesimuleerde maximum waterpeilen Rupel-Dijle-Zenne bij storm maart2020

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

37

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur 25 - M2 amplitude REF01 en REF02 versus metingen storm maart2020 – Zenne

3.3.4

38

Tabel Hmax stormen

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

Tabel 9 – Hmax stormen ter hoogte van meetlocaties

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

39

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

Rivier

Westerschelde

Zeeschelde

40

Meetpost

Feb2020

Maart2020 gesimuleerd – gemeten

REF02 [cm]

Hmax gemeten maart2020 [mTAW]

Verschil

Verschil

REF01 [cm]

– gemeten REF02 [cm]

2

-2

5.94

5.92

5.88

-2

-6

6.49

14

5

6.03

6.23

6.15

20

12

6.94

6.81

17

4

6.48

6.60

6.47

12

-1

6.80

7.01

6.88

21

8

6.57

6.71

6.59

14

2

Liefkenshoek

6.86

7.06

6.95

20

9

6.72

6.80

6.67

8

-5

Kallo

6.93

7.09

6.98

16

5

6.81

6.85

6.73

4

-8

Antwerpen

6.91

7.10

6.99

19

8

6.78

6.81

6.69

3

-9

Hemiksem

6.95

7.09

7.03

14

8

6.72

6.89

6.77

17

5

Temse

7.05

7.12

7.07

7

2

6.87

6.97

6.88

10

1

Driegoten

7.00

7.06

7.03

6

3

6.86

6.96

6.89

10

3

Sint-Amands

7.12

7.07

7.03

-5

-9

6.98

6.97

6.84

-1

-14

Dendermode

6.84

6.92

6.87

8

3

6.81

6.88

6.81

7

0

Schoonaarde

6.48

6.48

6.45

0

-3

6.52

6.47

6.45

-5

-7

Uitbergen

6.42

6.40

6.38

-2

-4

6.56

6.47

6.46

-9

-10

Wetteren

6.33

6.42

6.38

9

5

6.66

6.59

6.58

-7

-8

Melle

6.30

6.45

6.41

15

11

6.70

6.75

6.73

5

3

Hmax

Hmax gemeten feb2020 [mTAW]

Hmax

Terneuzen

6.21

6.23

6.19

Hansweert

6.44

6.58

Bath

6.77

Prosperpolder

gesimuleerd

REF01 [mTAW]

gesimuleerd

REF02 [mTAW]

WL2020RPA015_1

Verschil

gesimuleerd – gemeten

REF01[cm]

Verschil

Definitieve versie

Hmax

gesimuleerd

REF01 [mTAW]

Hmax

gesimuleerd

REF02 [mTAW]

gesimuleerd – gemeten

gesimuleerd

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

Durme

Dijle

Benedennete

Zenne

Definitieve versie

Tielrode

7.14

7.06

7.03

-8

-11

7.01

7.03

6.97

2

-4

Waasmunster brug

6.92

6.88

6.88

-4

-4

6.92

6.88

6.87

-4

-5

Waasmunster manta

6.83

6.84

6.83

1

0

6.86

6.83

6.81

-3

-5

Zele

6.84

6.81

6.81

-3

-3

6.91

6.81

6.75

-10

-16

Mechelen benedensluis

6.85

7.24

6.95

39

10

6.86

6.88

6.85

2

-1

Mechelen opwaarts stuw

6.96

7.20

7.05

24

9

7.02

7.04

7.01

2

-1

Rijmenam

7.15

7.33

7.10

18

-5

7.64

7.46

7.44

-18

-20

Rumst

6.93

7.01

6.97

8

4

6.81

6.92

6.87

11

6

Duffel sluis

6.95

7

6.97

5

2

6.87

6.97

6.96

10

9

Lier Molbrug

6.78

6.82

6.8

4

2

6.80

6.8

6.78

0

-2

Hombeek

7.04

7.11

7.07

7

3

7.02

7.1

7.06

8

4

Zemst

7.07

7.16

7.13

9

6

7.12

7.17

7.14

5

2

Eppegem

8.30

8.01

8.01

-29

-29

9.32

8.74

8.74

-58

-58

WL2020RPA015_1

41

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

3.4 Resultaten meetposten GOG’s 3.4.1

GOG-GGG Kruibeke

Het GOG-GGG Kruibeke-Bazel-Rupelmonde werd op 3 oktober 2015 in gebruik genomen. Tijdens de storm van januari 2018 kende dit gebied voor het eerst GOG-werking. Het GOG-GGG Kruibeke kent tevens GGGwerking sinds juni 2017. Figuur 26 toont de outputlocatie van de meetpost in het GOG. Tabel 9 geeft een overzicht van enkele kenmerken van het gebied. Figuur 27 en Figuur 28 tonen de gemeten en gesimuleerde waterpeilen in GOG-GGG Kruibeke ter hoogte van de grote uitlaat, samen met de gesimuleerde waterpeilen in de Zeeschelde ter hoogte van het GOG, voor de stormen van feb2020 en maart2020. In het model werden de inwateringssluizen van het GGG gesloten van 9 tot 14 februari 2020, op basis van informatie verkregen van de beheerder. Echter op basis van de metingen lijken de inwateringssluizen langer gesloten geweest te zijn. Het hoogwaterpeil in het gebied tijdens GOGwerking tijdens de stormhoogwaters van 10 en 11 februari wordt in REF01 overschat en in REF02 eerder onderschat. Al is bij deze laatste het verschil kleiner. Tijdens de was- en stormperiode van maart2020 werden de GGG-inwateringssluizen niet gesloten in het model. Zowel in REF01 als in REF02 worden de hoogwaterpeilen in het gebied overschat. De stijging van het waterpeil verloopt tijdens de GGG-vulling wel circa gelijk met de gemeten waarden. Op basis van de metingen lijken de GGG-inwateringssluizen opnieuw gesloten geweest te zijn vanaf 13 maart 2020. Figuur 26 – Situering meetposten GOG-GGG Kruibeke en Bazel

42

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Tabel 10 – Kenmerken GOG-GGG Kruibeke

Structuur

Peil [mTAW]

Herkomst gegevens

Overloopdijk

+6.8

Opmeting

Inwatering GGG

+4.5

Ontwerp

Uitwatering GOG

+0.5

Ontwerp

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

43

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur 27 – Gemeten en gesimuleerde waterpeilen GOG-GGG Kruibeke Grote Uitlaat – feb2020

Figuur 28 – Gemeten en gesimuleerde waterpeilen GOG-GGG Kruibeke Grote Uitlaat – maart2020

44

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

3.4.2

GOG-GGG Bazel

Het GOG Bazel omvat een overloopdijk, twee inwateringsstructuren en drie uitwateringsstructuren. Het gebied wordt in twee gedeeld door een lage dijk in het midden. Hierdoor kent enkel het oostelijke deel GGGwerking. Figuur 26 toont de outputlocatie van de meetpost in het GOG. Tabel 10 geeft een overzicht van de belangrijkste kenmerken van het gebied. Figuur 29 en Figuur 30 tonen de gemeten en gesimuleerde waterpeilen en GOG-GGG Bazel ter hoogte van de grote en kleine uitlaat, samen met de gesimuleerde waterpeilen in de Zeeschelde ter hoogte van het GOG, voor de stormen van feb2020 en maart2020. Aangezien dit gebied in het model geïmplementeerd werd als reservoir, wordt er slechts één waterpeil voor het gebied gemodelleerd. Ook de stuwen die aanwezig zijn in het GOG zijn niet opgenomen in het model. Het verschil tussen de gemeten waterpeilen aan de grote en de kleine uitlaat is echter ook beperkt. Opvallend is de schommeling van het waterpeil in het gebied wanneer de inwateringssluizen gesloten zijn, of wanneer het waterpeil op de Zeeschelde beneden het drempelpeil van 5,2 mTAW blijft. Deze is vermoedelijk afkomstig van afstroom uit het achterland, en wordt onderschat in het model. Tijdens de GOGwerking van feb2020 wordt zowel in REF01 als in REF02 het hoogwaterpeil in het GOG overschat, al is het verschil bij REF02 kleiner ten opzichte van de metingen. Tijdens de stormperiode van maart2020 werden de GGG-inwateringssluizen niet gesloten. Enkel tijdens het hoogwater van 12 maart rond 18u werd de overloopdijk net overtopt. Tijdens de hoogwaters ervoor kende het gebied sterkere vulling via de GGGsluizen. De hoogwaters worden hierbij echter overschat in de simulaties. Tabel 11 - Kenmerken GOG-GGG Bazel

Structuur

Peil [mTAW]

Herkomst gegevens

Overloopdijk

+6.8

Opmeting

Inwatering noord

+5.2

Ontwerp

Uitwatering 1 noord

+0.5

Ontwerp

+5.1 / +5.3

Ontwerp

Uitwatering 2 zuid

+0.5

Ontwerp

Uitwatering 3

+0.5

Ontwerp

Inwatering zuid

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

45

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur 29 - Gemeten en gesimuleerde waterpeilen GOG-GGG Bazel Grote&Kleine Uitlaat – feb2020

Figuur 30 - Gemeten en gesimuleerde waterpeilen GOG-GGG Bazel Grote&Kleine Uitlaat – maart2020

46

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

3.4.3

GOG-GGG Lippenbroek

Het GOG Lippenbroek omvat een korte overloopdijk, een inwateringsstructuur en een uitwateringsstructuur. Figuur 31 toont de outputlocatie van de meetpost in het GOG. Tabel 11 geeft een overzicht van de belangrijkste kenmerken van het gebied. Figuur 32 en Figuur 33 tonen de gemeten en gesimuleerde waterpeilen in GOG-GGG Lippenbroek, samen met de gemeten en gesimuleerde waterpeilen in de Zeeschelde ter hoogte van Driegoten, voor de stormen van feb2020 en maart2020. Tijdens de storm van feb2020 werden de GGG-inwateringssluizen gesloten, van 10/02/20 om 14u tot 12/02/20 om 12u. In de simulaties worden de GGG-sluizen echter al op 9/02/20 gesloten, en op 12/02/20 om 10u30 geopend. Ook bij dit gebied is er een schommeling van het waterpeil in het gebied, die niet gesimuleerd wordt in het model. Deze kan afkomstig zijn van afstroom van achterliggende gebieden of een ‘lekkende terugslagklep. Dit is te zien aan het verloop van het waterpeil in het gebied tijdens laagwater in de Zeeschelde. De hoogwaters na de storm worden overschat zowel in REF01 als in REF02. Tijdens de storm van maart2020 werden de GGG-inwateringssluizen niet gesloten. Enkel tijdens het stormhoogwater van 12 maart rond 18u werd de overloopdijk net overtopt. Tijdens deze simulatieperiode worden de hoogwaters in het gebied onderschat. Het verschil bedraagt 15 tot 30 cm. Voornamelijk tijdens de periode met hogere hoogwaters dalen de gesimuleerde laagwaters veel lager dan de gemeten waarden. Figuur 31 - Situering meetposten GOG-GGG Lippenbroek

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

47

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Tabel 12 - Kenmerken GOG-GGG Lippenbroek

Structuur

Peil [mTAW]

Herkomst gegevens

+6.8

Opmeting

Inwatering

+4.7/+5.0/+5.3

Opmeting

Uitwatering

+1.61

Opmeting

Overloopdijk

48

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur 32 - Gemeten en gesimuleerde waterpeilen GOG-GGG Lippenbroek – feb2020

Figuur 33 - Gemeten en gesimuleerde waterpeilen GOG-GGG Lippenbroek – maart2020

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

49

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

3.4.4

GOG Scheldebroek

Het GOG Scheldebroek omvat een overloopdijk en twee uitwateringsstructuren. Tabel 12 geeft een overzicht van de belangrijkste kenmerken van het gebied. Figuur 34 toont de outputlocatie van de meetpost in het GOG. Figuur 35 en Figuur 36 tonen de gemeten en gesimuleerde waterpeilen in GOG Scheldebroek, samen met de gesimuleerde waterpeilen in de Zeeschelde ter hoogte van het GOG, voor de stormen van feb2020 en maart2020. Ook in dit gebied is een schommeling van het waterpeil bij laagwater aanwezig, die niet gesimuleerd wordt. Tijdens de beide stormperioden worden de hoogwaters overschat in de simulaties. De snelheid van stijgen van de waterpeilen tijdens het stormhoogwater is wel ongeveer gelijk aan de metingen. Figuur 34 - Situering meetpost GOG Scheldebroek

Tabel 13 - Kenmerken GOG Scheldebroek

Structuur

50

Peil [mTAW]

Herkomst gegevens

Overloopdijk

+6.30

Opmeting

Uitwatering 1 (afwaarts)

+2.42

Opmeting

Uitwatering 2 (opwaarts)

+2.45

Opmeting

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur 35 - Gemeten en gesimuleerde waterpeilen GOG Scheldebroek – feb2020

Figuur 36 - Gemeten en gesimuleerde waterpeilen GOG Scheldebroek – maart2020

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

51

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

3.4.5

GOG-GGG Bergenmeersen

Het GOG Bergenmeersen omvat een overloopdijk, een (oude) uitwateringsconstructie en een (nieuwe) gecombineerde in- en uitwateringsconstructie. Dit gebied kent sinds april 2013 GGG-werking. Figuur 37 toont de outputlocatie van de meetpost in het GOG. Tabel 13 geeft een overzicht van de belangrijkste kenmerken van het gebied. Figuur 38 en Figuur 39 tonen de gemeten en gesimuleerde waterpeilen in GOG-GGG Bergenmeersen, samen met de gemeten en gesimuleerde waterpeilen in de Zeeschelde ter hoogte van Uitbergen, voor de stormen van feb2020 en maart2020. Tijdens de storm van feb2020 werden de GGG-inwateringssluizen gesloten, van 10/02/20 om 14u tot 12/02/20 om 12u. In de simulaties worden de GGG-sluizen echter al op 9/02/20 gesloten, en op 12/02/20 om 10u30 geopend. De overloopdijk van GOG-GGG Bergenmeersen heeft een gemiddelde hoogte van 6,4 mTAW. De hoogwaters te Uitbergen tijdens de storm van feb2020 zijn slechts enkele centimeters hoger. In het model lijkt GOG-werking gesimuleerd te worden. In de metingen is echter geen duidelijke stijging van de hoogwaters door GOG-werking te zien. In de periode na de storm van feb2020 lijken de gesimuleerde hoogwaterpeilen bij GGG-werking overschat te worden in de simulatie. Ook tijdens de stormperiode van maart2020 stijgen de hoogwaterpeilen ter hoogte van Uitbergen net boven 6,4 mTAW. Deze hoogwaterpeilen worden in de simulaties echter onderschat, waardoor geen GOG-werking optreedt in het model. Tijdens de periode met verhoogde bovenafvoer, voor 15 maart 2020, worden de hoogwaterpeilen ten gevolge van GGG-werking overschat in de simulatie. In de periode na 15 maart 2020 is het verschil tussen de gemeten en gesimuleerde waterpeilen in het GOG-GGG kleiner. Figuur 37 - Situering meetposten GOG-GGG Bergenmeersen

52

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Tabel 14 - Kenmerken GOG-GGG Bergenmeersen

Structuur

Peil [mTAW]

Herkomst gegevens

+6.35

Opmeting

Inwatering 1 (GGG)

+4.2, +4.35, +4.5

Opmeting

Uitwatering 1 (GGG)

+2.7

Opmeting

Uitwatering 2 (oost)

+2.92

Opmeting

Overloopdijk

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

53

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur 38 - Gemeten en gesimuleerde waterpeilen GOG-GGG Bergenmeersen – feb2020

Figuur 39 - Gemeten en gesimuleerde waterpeilen GOG-GGG Bergenmeersen – maart2020

54

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

3.4.6

GOG Bovenzanden

Het GOG Bovenzanden omvat een overloopdijk en één uitwateringsstructuur. Figuur 40 toont de outputlocatie van de meetpost in het GOG. Tabel 14 geeft een overzicht van de belangrijkste kenmerken. Figuur 41 en Figuur 42 tonen de gemeten en gesimuleerde waterpeilen in GOG Bovenzanden, samen met de gemeten en gesimuleerde waterpeilen in de Benedennete ter hoogte van Rumst, voor de stormen van feb2020 en maart2020. Voor de storm van maart2020 zijn er geen metingen van de waterpeilen in GOG Bovenzanden. De stormhoogwaters in de Benedennete tijdens de storm van feb2020 worden overschat in de simulaties. Hierdoor worden ook de waterpeilen in het GOG overschat. De daling van het waterpeil in het GOG, tijdens het laagwater na de storm, lijkt in de simulaties wel ongeveer even snel te lopen als in de metingen. De schommelingen van het waterpeil voor en na de storm zijn vermoedelijk te verklaren door afstroom van achterliggende gebieden. Figuur 40 - Situering meetposten GOG Bovenzanden

Tabel 15 - Kenmerken GOG Bovenzanden

Structuur

Peil [mTAW]

Herkomst gegevens

Overloopdijk

+6.75

Opmeting

Uitwatering

+2.5

Meting waterpeil

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

55

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur 41 - Gemeten en gesimuleerde waterpeilen GOG Bovenzanden – feb2020

Figuur 42 - Gemeten en gesimuleerde waterpeilen GOG Bovenzanden – maart2020

56

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

3.4.7

GOG-GGG Zennegat

Het GOG Zennegat omvat een overloopdijk en een gecombineerde in- en uitwateringsconstructie. Figuur 43 toont de outputlocatie van de meetpost in het GOG. Tabel 15 geeft een overzicht van de belangrijkste kenmerken van het gebied. Figuur 44 en Figuur 45 tonen de gemeten en gesimuleerde waterpeilen in GOG-GGG Zennegat, samen met de gemeten en gesimuleerde waterpeilen in de Dijle ter hoogte van Mechelen benedensluis, voor de stormen van feb2020 en maart2020. Tijdens de storm van feb2020 werden de GGG-inwateringssluizen gesloten. Dit werd niet gedaan tijdens de storm van maart2020. Zowel tijdens de storm van feb2020 als tijdens de storm van maart2020 worden de stormhoogwaters in de Dijle en Zenne overschat in de simulaties. In REF01 leidt dit tot gesimuleerde hoogwaterpeilen in GOG Zennegat die even hoog stijgen als het waterpeil in de rivier. Ook tijdens de storm van maart2020 worden de hoogwaterpeilen in het GOG-GGG overschat in de simulaties. In de periodes met enkel GGG-werking wordt het gemeten waterpeil in het gebied redelijk goed benaderd door de gesimuleerde waterpeilen. Figuur 43 - Situering meetposten GOG-GGG Zennegat

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

57

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Tabel 16 - Kenmerken GOG-GGG Zennegat

Structuur

58

Peil [mTAW]

Herkomst gegevens

Overloopdijk

+6.5

Ontwerp

Inwatering (GGG)

+4.3

Ontwerp

Uitwatering

+0.8

Ontwerp

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur 44 - Gemeten en gesimuleerde waterpeilen GOG-GGG Zennegat – feb2020

Figuur 45 - Gemeten en gesimuleerde waterpeilen GOG-GGG Zennegat – maart2020

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

59

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

4 Scenario: GGG-inwateringssluizen Op vraag van de beheerder wordt één scenario (SC01) doorgerekend waarbij de GGG-inwateringssluizen niet gesloten worden tijdens de storm van feb2020. Dit scenario wordt doorgerekend vertrekkende van REF02, met topofactoren voor de wind op 0,6. Gedurende de volledige simulatieperiode blijven de inwateringssluizen van alle GGG’s geopend. De lengteprofielen in Figuur 40 en Figuur 41 tonen een verschillend effect langs de Zeeschelde en de Dijle. Langs de Zeeschelde treedt een daling van de maximum waterpeilen op met minder dan 5 cm. Deze daling zet zich voort vanaf Liefkenshoek tot Merelbeke. Ook langs de Rupel is deze daling nog zichtbaar. Net opwaarts van de monding van de Dijle in de Rupel treedt echter een stijging van de maximum waterpeilen op. De grootste stijging bedraagt circa 13 cm, ter hoogte van Mechelen benedensluis. Figuur 42 tot en met Figuur 48 tonen de gesimuleerde waterpeilen in de overstromingsgebieden die ook besproken zijn in §3.4. In de gebieden met GGG langs de Zeeschelde -Kruibeke, Bazel, Lippenbroek en Bergenmeersen- zorgt het geopend blijven van de inwateringssluizen voor hogere waterpeilen in het GOGGGG. Hierbij blijven de hoogwaters echter nog lager dan de overloopdijkhoogte van het GOG. Het maximum waterpeil in de Zeeschelde ter hoogte van deze gebieden daalt telkens met enkele centimeters. In GOG Scheldebroek zijn de gesimuleerde waterpeilen voor SC01 lager dan deze voor REF02 tijdens de stormperiode (zie Figuur 45). Bij het hoogste hoogwater bedraagt het verschil meer dan 30 cm. Er blijft dus meer bergingscapaciteit in het GOG over. Ook in GOG Bovenzanden zijn de waterpeilen tijdens de stormperiode lager voor SC01 ten opzichte van REF02 (zie Figuur 47). Bij het hoogste hoogwater bedraagt het verschil circa 30 cm. In GOG-GGG Zennegat zorgt het geopend laten van de GGG-inwateringssluizen voor een stijging van de waterpeilen tijdens de stormperiode waardoor de drie hoogste hoogwaters boven de overloopdijkhoogte komen, en gelijk met het waterpeil in de Dijle. Er is dus geen resterende bergingscapaciteit meer in het GOG. Hierdoor stijgt ook het maximum waterpeil op- en afwaarts van het gebied in de Dijle.

60

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur 46 - Lengteprofiel met gesimuleerde maximum waterpeilen Westerschelde en Zeeschelde – REF02 en SC01 - storm feb2020

Figuur 47 - Lengteprofiel met gesimuleerde maximum waterpeilen Rupel en Dijle – REF02 en SC01 - storm feb2020

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

61

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur 48 - Gesimuleerde waterpeilen GOG-GGG Kruibeke Grote Uitlaat- REF02 en SC01 – feb2020

Figuur 49 - Gesimuleerde waterpeilen GOG-GGG Bazel Grote Uitlaat- REF02 en SC01 – feb2020

62

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur 50 - Gesimuleerde waterpeilen GOG-GGG Lippenbroek - REF02 en SC01 – feb2020

Figuur 51 - Gesimuleerde waterpeilen GOG Scheldebroek - REF02 en SC01 – feb2020

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

63

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur 52 - Gesimuleerde waterpeilen GOG-GGG Bergenmeersen - REF02 en SC01 – feb2020

Figuur 53 - Gesimuleerde waterpeilen GOG Bovenzanden - REF02 en SC01 – feb2020

64

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur 54 - Gesimuleerde waterpeilen GOG-GGG Zennegat - REF02 en SC01 – feb2020

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

65

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

5 Conclusies en aanbevelingen De stormen van 10-11 februari 2020 en 12 maart 2020 zorgden voor een verhoging van het hoogwater in het Zeescheldebekken, met als een gevolg een overschrijding van de drempel voor Stormtij Zeescheldebekken. De storm van 12 maart 2020 werd voorafgegaan door een periode met verhoogde bovenafvoer door grote neerslaghoeveelheden in de eerste helft van maart. Met het recent geactualiseerde 1D-referentiemodel van de Zeeschelde werden deze stormen nagerekend. Bij de actualisatie van het Zeescheldemodel werden de topofactoren voor de wind gewijzigd. Om het effect hiervan na te gaan, werden de stormen eveneens doorgerekend met de topofactoren uit de vorige modelversie. De resultaten van deze berekening werden gebruikt voor een evaluatie van de performantie van het model. Hieruit blijkt dat de hoogwaters tijdens de stormen veelal overschat worden. Deze overschatting is groter bij gebruik van de nieuwe topofactoren. De aangepaste topofactoren leiden tot een verhoging van de waterpeilen tijdens de stormperiode, die zich doorzet tot Sint-Amands. Opwaarts SintAmands, en naarmate de invloed van de bovenafvoer groter wordt, wordt dit effect kleiner. Langs de tijgebonden zijrivieren is het effect van de topofactoren, zoals te verwachten, kleiner. Enkel ter hoogte van GOG-GGG Zennegat zorgen de te hoge waterpeilen ervoor dat ook de waterpeilen in het GOG te hoog zijn, en het gebied volledig gevuld wordt. Dit heeft een effect op het maximum waterpeil meer opwaarts langs de Dijle. Ook de waterpeilen in de GOG’s waar meetgegevens beschikbaar zijn, werden geëvalueerd. In de GOG’s treedt vaak voor en na de storm een schommeling op van het waterpeil, of verloopt de uitwatering te traag of te snel. Dit gedrag zou veroorzaakt kunnen worden door de aanwezigheid van slib in de uitwateringsstructuur, lekkende terugslagkleppen of afvoer van water uit het achterland via het GOG. Dit zou op het terrein moeten gecontroleerd worden. Het gemodelleerde waterpeil in het GOG is echter ook afhankelijk van het gemodelleerde waterpeil in de waterloop. Deze vaststellingen leiden tot de aanbeveling om de aanpassing van de topofactoren te valideren, en eventueel een herkalibratie uit te voeren. Hiervoor dienen meerdere stormen uit de laatste 5 jaar doorgerekend te worden. Op vraag van de beheerder werd bijkomend een scenario doorgerekend waarbij de inwateringssluizen van de GOG-GGG’s niet gesloten werden tijdens de storm van februari 2020. Dit leidde tot een verschillend effect langs de Zeeschelde, Rupel en de Dijle. Langs de Zeeschelde en Rupel treedt een beperkte daling op van het maximum waterpeil tijdens de storm. Dit is ook zo in het GOG Scheldebroek. In de GOG’s met GGG langs de Zeeschelde treedt een stijging op van het maximum waterpeil, maar blijft het hoogwater onder de overloopdijkhoogte. In GOG-GGG Zennegat echter stijgt het maximum waterpeil boven de hoogte van de overloopdijk. Door de GGG-vulling voor de storm is de resterende bergingscapaciteit in het gebied niet meer voldoende, met een stijging van het maximum waterpeil zowel in het GOG als opwaarts langs de Dijle tot gevolg.

66

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

6 Referenties Bogman, P.; Vanderkimpen, P.; Boey, I.; Verwaest, T.; Mostaert, F. (2014). Optimalisatie Sigmaplan Demer: deelrapport 1. Impact instrumentarium. WL Rapporten, 14_105. Waterbouwkundig Laboratorium/IMDC: Antwerpen Coen, L.; Deschamps, M.; Vanderkimpen, P.; Mostaert, F. (2018). Hindcast storm 3 januari 2018 met 1Dmodellen: 30/12/2017 - 09/01/2018: Antwerpen DHI. (2012). MIKE11. A modelling system for rivers and channels. Reference manuel. MIKE by DHI Hydrologisch Informatiecentrum. (2019). Scheldeflits 2019 - 01: hoogwater 30 september 2019. Waterbouwkundig Laboratorium: Antwerpen. Available at: http://documentatiecentrum.watlab.be/owa/imis.php?module=ref&refid=321676 Hydrologisch Informatiecentrum. (2020). Scheldeflits 2020 - 01: hoogwaters 10-12 februari 2020. Waterbouwkundig Laboratorium: Antwerpen. Available at: http://documentatiecentrum.watlab.be/owa/imis.php?module=ref&refid=321665 International Marine and Dredging Consultants. (2018). Actualisatie en verbetering van de hydrodynamische modellen van het beheersgebied van De Vlaamse Waterweg, afdeling Bovenschelde: deelrapport 2. Hydrodynamisch model LBSGK, actualisatie 2017. versie 2.0. De Vlaamse Waterweg, Afdeling Bovenschelde: Merelbeke. Available at: http://documentatiecentrum.watlab.be/owa/imis.php?module=ref&refid=328358 International Marine and Dredging Consultants; Belgroma; Soresma; HAECON; Analysis, R.; Technum. (2003). Actualisatie van het Sigmaplan. Integrale verkenning Scheldebekken. Integrale verkenning Rupelbekken. Planstudie rivierherstelproject Durme: deelopdracht 3. Hydrologische en hydraulische modellen: volume 1a. Statistiek Scheldebekken. Versie 2.0. Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap. Afdeling Zeeschelde: Antwerpen. VIII, 110 + cd-rom pp. International Marine and Dredging Consultants; Waterbouwkundig Laboratorium. (2020). Actualisatie en verbetering van de hydrodynamische modellen van het beheersgebied van De Vlaamse Waterweg, afdeling Zeeschelde-Zeekanaal Rapport 2: hydrodynamisch model Zeeschelde, Actualisatie 2019. Versie 2.0. De Vlaamse Waterweg, Afdeling Zeeschelde-Zeekanaal: [S.l.] Pawlowicz, R.; Beardsley, B.; Lentz, S. (2002). Classical tidal harmonic analysis including error estimates in MATLAB using T_TIDE. Comput. Geosci. 28(8): 929–937 Verkaik, J.W. (2001). A method for geographical interpolation of wind speed over heterogeneous terrain. KNMI Wever, N.; Groen, G. (2009). Improving potential wind for extreme wind statistics. KNMI Scientific Report, WR 2009-02. KNMI: De Bilt, Nederland

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

67

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

BIJLAGE A Tijdreeksen waterpeilen rivieren Legende Blauw = 19_REF_zeeschelde_01 (topofactor 1.0) Rood = 19_REF_zeeschelde_02 (topofactor 0.6) Geel = meting Per meetpost Boven: volledige simulatieperiode Midden: deelperiode storm feb2020 Onder: deelperiode storm maart2020

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

B1

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur A 1 – Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Westerschelde te Vlissingen

B2

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur A 2 – Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Westerschelde te Terneuzen

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

B3

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur A 3 – Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Westerschelde te Hansweert

B4

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur A 4 – Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Westerschelde te Bath

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

B5

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur A 5 – Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Zeeschelde te Prosperpolder

B6

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur A 6 – Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Zeeschelde te Liefkenshoek

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

B7

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur A 7 – Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Zeeschelde te Kallo

B8

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur A 8 – Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Zeeschelde te Antwerpen

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

B9

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur A 9 – Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Zeeschelde te Hemiksem

B10

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur A 10 – Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Zeeschelde te Temse

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

B11

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur A 11 – Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Zeeschelde te Driegoten

B12

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur A 12 – Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Zeeschelde te Sint-Amands

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

B13

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur A 13 – Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Zeeschelde te Dendermonde

B14

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur A 14 – Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Zeeschelde te Schoonaarde

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

B15

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur A 15 – Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Zeeschelde te Uitbergen

B16

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur A 16 – Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Zeeschelde te Wetteren

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

B17

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur A 17 – Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Zeeschelde te Melle

B18

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur A 18 - Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Durme te Tielrode

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

B19

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur A 19 - Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Durme te Waasmunster brug

B20

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur A 20 - Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Durme te Waasmunster manta

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

B21

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur A 21 - Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Durme te Zele

B22

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur A 22 - Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Dijle te Mechelen benedensluis

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

B23

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur A 23 - Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Dijle te Mechelen opwaarts stuw

B24

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur A 24 - Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Dijle te Rijmenam

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

B25

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur A 25 - Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Benedennete te Rumst

B26

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur A 26 - Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Benedennete te Duffel sluis

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

B27

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur A 27 - Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Benedennete te Lier Molbrug

B28

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur A 28 - Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Zenne te Zemst

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

B29

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur A 29 - Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Zenne te Hombeek

B30

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur A 30 - Tijdreeksen gemeten en gesimuleerde waterpeilen Zenne te Eppegem

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

B31

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

BIJLAGE B Figuren statistische analyse waterpeilen rivieren De figuren zijn digitaal terug te vinden op: P:\PA015-Ondrhd1D-model\3_Uitvoering\06_Zeeschelde_2019\03_Modelresultaten\VIMM Per (deel)waterloop worden volgende figuren weergegeven: bias peil HW volledige periode

bias peil LW volledige periode

bias waterpeilen volledige tijdreeks volledige periode

bias peil HW deelperiode storm feb2020

bias peil LW deelperiode storm feb2020

bias waterpeilen volledige tijdreeks deelperiode storm feb2020

bias peil HW deelperiode storm maart2020

bias peil LW deelperiode storm maart2020

bias waterpeilen volledige tijdreeks deelperiode storm maart2020

RMSE peil HW volledige periode

RMSE peil LW volledige periode

RMSE waterpeilen volledige tijdreeks volledige periode

RMSE peil HW deelperiode storm feb2020

RMSE peil LW deelperiode storm feb2020

RMSE waterpeilen volledige tijdreeks deelperiode storm feb2020

RMSE peil HW deelperiode storm maart2020

RMSE peil LW deelperiode storm maart2020

RMSE waterpeilen volledige tijdreeks deelperiode storm maart2020

Blauw = REF01 vs metingen Rood = REF02 vs metingen

B32

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

Figuur B 1 - Bias HW, LW en volledige tijdreeks waterpeilen voor meetposten langs de Westerschelde

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

B33

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

Figuur B 2 - RMSE HW, LW en volledige tijdreeks waterpeilen voor meetposten langs de Westerschelde

B34

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur B 3 - Bias HW, LW en volledige tijdreeks waterpeilen voor meetposten langs de Beneden-Zeeschelde

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

B35

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur B 4 - RMSE HW, LW en volledige tijdreeks waterpeilen voor meetposten langs de Beneden-Zeeschelde

B36

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur B 5 - Bias HW, LW en volledige tijdreeks waterpeilen voor meetposten langs de Boven-Zeeschelde

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

B37

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur B 6 - RMSE HW, LW en volledige tijdreeks waterpeilen voor meetposten langs de Boven-Zeeschelde

B38

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur B 7 - Bias HW, LW en volledige tijdreeks waterpeilen voor meetposten langs de Durme

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

B39

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur B 8 - RMSE HW, LW en volledige tijdreeks waterpeilen voor meetposten langs de Durme

B40

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur B 9 - Bias HW, LW en volledige tijdreeks waterpeilen voor meetposten langs de Dijle, Benedennete en Zenne

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

B41

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020 Figuur B 10 - RMSE HW, LW en volledige tijdreeks waterpeilen voor meetposten langs de Dijle, Benedennete en Zenne

B42

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

BIJLAGE C Implementatie WIND in Zeescheldemodel Mike11 Beschrijving overgenomen en vertaald uit Mike 11 reference manual (DHI, 2017) De windmodule van MIKE11 maakt gebruik van werkelijke windsnelheden op 10 m boven een wateroppervlak. De wrijving van de wind op een wateroppervlak wordt in MIKE11 in rekening gebracht door aan de bewegingsvergelijking een windterm toe te voegen gebaseerd op de sleepspanning van de wind. De windsleepspanning wordt als volgt uitgedrukt: Met

𝐶𝐶𝑤𝑤 :

2 𝜏𝜏𝑤𝑤 = 𝑡𝑡𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓 . 𝐶𝐶𝑤𝑤 . 𝜌𝜌𝑎𝑎 . 𝑉𝑉10

de windwrijvingscoëfficiënt (3,24*10-6)

𝑡𝑡𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓 :

de topografische factor (met een maximale waarde van 1 voor een perfect vlak terrein, en met sterk verminderde waarden voor lokaties die beschut zijn tegen wind)

𝑉𝑉10 :

de windsnelheid 10 meter boven wateroppervlak

𝜌𝜌𝑎𝑎 :

de luchtdichtheid

Om de wrijvingskracht van de wind te kennen wordt deze sleepspanning vermenigvuldigd met de wateroppervlakte waarover ze werkt. Voor elk Q-punt is deze gelijk aan de afstand tussen de twee h-punten aan beide zijden van het Q-punt, vermenigvuldigd met de ogenblikkelijke kombergingsbreedte van de sectie. 𝐹𝐹𝑤𝑤 = 𝜏𝜏𝑤𝑤 . 𝐴𝐴

Deze kracht wordt geprojecteerd op de raaklijn aan de tak ter hoogte van het Q-punt. Het is deze geprojecteerde wrijvingskracht die mee opgenomen wordt in de bewegingsvergelijking.

Windrandvoorwaarde te Vlissingen Voor de windrandvoorwaarde op de Westerschelde wordt gebruik gemaakt van de gemeten windsnelheid en windrichting te Vlissingen. De gebruikte gegevens zijn afkomstig van het KNMI. Het betreft uurlijkse gegevens van gemiddelde potentiële windsnelheden (over land en op 10 m hoogte) en van windrichtingen te Vlissingen. De potentiële windsnelheid is een referentiewindsnelheid die geen invloed kent van lokale effecten. Volgens WMO standaarden moeten windmetingen uitgevoerd worden op 10 m boven het grondoppervlak, boven een vrij landschap met een typische ruwheidslengte van 3 cm over land. Dit is echter praktisch vaak niet mogelijk. Daarom wordt gewerkt met potentiële wind om te corrigeren voor het verschil in meethoogte en lokale ruwheden in de opwaartse sector (Wever & Groen, 2009). De parameters voor de windmodule werden afgeijkt bij de opzet van het oorspronkelijke model van de Zeeschelde. Onderstaande beschrijving is overgenomen uit het rapport betreffende de statistiek van het Scheldebekken, opgemaakt in het kader van de actualisatie van het Sigmaplan (International Marine and Dredging Consultants et al., 2003).

Definitieve versie

WL2020RPA015_1

B43

Numeriek model Zeeschelde en tijgebonden zijrivieren - Hindcast storm en was februari-maart 2020

De windmodule in Mike11 vereist als invoer de werkelijke wind op 10 m hoogte. De gegevens van het KNMI betreffen de wind -op 10 m hoogte- boven land. Deze waarden moeten dus nog omgezet worden naar de windsnelheid boven het wateroppervlak (eveneens op 10 m hoogte). Voor deze omzetting werd gebruik gemaakt van het 2-lagen model van Monin-Obukhov (Verkaik, 2001), waarbij de volgende formule mag gebruikt worden :

U=

 z ln  κ  z0 

u*

waarin U de windsnelheid is, u* de wrijvingssnelheid voor de onderste laag, κ de Von Karman-constante, z de hoogte en z0 de wrijvingsfactor voor het terrein. u* mag constant verondersteld worden over de hoogte en de wrijvingsfactor z0 bedraagt 0,001 boven water, en 0,03 boven land (Verkaik, 2001). Zodoende bekomt men de volgende transformatieformule voor de gemeten KNMI-windsnelheid boven land naar de Mike11windsnelheid boven water (beiden op 10 m hoogte) :

10 m 10 m = U land U water

 10  ln water   z0  = 1.58549 U 10 m land  10  ln land   z0 

De factor 1,58549, die de omzetting van windsnelheid boven land naar windsnelheid boven water vertolkt, is vrij hoog als men bedenkt dat het wind-meetstation te Vlissingen vlakbij de Westerschelde gelegen is. Dit heeft tot gevolg dat men in Vlissingen eigenlijk niet volledig te maken heeft met wind boven land. Anderzijds blijkt de gekalibreerde topografische factor een vrij lage waarde te hebben, met name 0,60*. Aangezien beide factoren worden vermenigvuldigd, heeft de waarde van de individuele factoren echter geen invloed op de resultaten. *De waarde van de topofactor werd aangepast tijdens de meest recente modelactualisatie.

B44

WL2020RPA015_1

Definitieve versie

DEPARTEMENT MOBILITEIT & OPENBARE WERKEN Waterbouwkundig Laboratorium Berchemlei 115, 2140 Antwerpen T +32 (0)3 224 60 35 F +32 (0)3 224 60 36 waterbouwkundiglabo@vlaanderen.be www.waterbouwkundiglaboratorium.be