Rivieren en waterbeheer (Aardrijkskunde vwo), les 1: Uitleg
LEEFOMGEVING · RIVIEREN
Rivieren en waterbeheer
Examenstof aardrijkskunde vwo
Lesduur is: 45 minIntroductie
Onderdelen in deze les
LEEFOMGEVING · RIVIEREN
Rivieren en waterbeheer
Examenstof aardrijkskunde vwo
Les 1 van 3: uitleg. Les 2 is de examentraining, les 3 de terugblik met quiz. Syllabus: E1 9a.1 (rivieren) en 9a.2 (rivierbeleid). Image credit: Cultureel Gelderland / Wikimedia Commons, CC0
LEEFOMGEVING · RIVIEREN
Wat ga je kunnen?
Ik kan de afvoer van Rijn en Maas verklaren en het Nederlandse rivierbeleid en integraal waterbeheer beoordelen.
Deze slide heeft geen instructies
Waar denk je aan bij hoogwater in de rivieren?
Verwacht: dijken, uiterwaarden, regen, smeltwater, evacuatie, Limburg 2021, Maeslantkering, Deltawerken. Groepeer de woorden in drie hoeken van het bord: waar komt het water vandaan (stroomgebied, neerslag), wat doet de mens (dijken, stuwen, verstening) en wat doet het beleid (Deltaprogramma, waterschappen). Die drie groepen zijn de drie blokken van deze les. Let op: leerlingen noemen vaak de Deltawerken, maar die gaan vooral over de zee. Deze les gaat over de rivieren.
De jonge Rijn in de Ruinaulta-kloof, Zwitserland (2019)
LEEFOMGEVING · RIVIEREN
Rijn en Maas: twee stroomgebieden
Een stroomgebied is het hele gebied dat afwatert op één rivier. De grens heet de waterscheiding.
Het stroomstelsel is de hoofdrivier met al haar zijrivieren, zoals de Rijn met Main en Moezel.
De Rijn ontspringt in de Zwitserse Alpen en komt bij Lobith Nederland binnen.
De Maas ontspringt in Noordoost-Frankrijk en komt bij Eijsden Nederland binnen.
Het stroomgebied van de Rijn is ruim 185.000 km2 groot en ligt in negen landen. Dat van de Maas is veel kleiner en ligt in Frankrijk, België, Duitsland en Nederland. Veelgemaakte fout: stroomgebied en stroomstelsel door elkaar halen. Het stroomstelsel zijn de rivieren zelf (de lijnen op de kaart), het stroomgebied is het oppervlak dat erop afwatert. Laat eventueel in een atlas de waterscheiding tussen Rijn en Maas aanwijzen. Image credit: Thomas Krucker / Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0
LEEFOMGEVING · RIVIEREN
Het lengteprofiel van een rivier
Verval is het hoogteverschil tussen twee punten van een rivier, in meters.
Verhang is het verval gedeeld door de afstand, bijvoorbeeld in centimeters per kilometer.
Bovenloop: groot verhang, snel stromend water, veel erosie en een V-vormig dal.
Middenloop: kleiner verhang, de rivier gaat meanderen, erosie en sedimentatie wisselen elkaar af.
Benedenloop: heel klein verhang en veel sedimentatie. In Nederland stromen Rijn en Maas hier tussen dijken.
Rekenvoorbeeld voor op het bord: een verval van 50 meter over 250 kilometer geeft een verhang van 0,2 m/km, dus 20 cm/km. Veelgemaakte fout: verval en verhang omdraaien, of bij verhang de eenheid vergeten. Examenvragen geven vaak een lengteprofiel (hoogte tegen afstand); een steil stuk in de grafiek betekent een groot verhang. Een groot verhang geeft een hogere stroomsnelheid en dus meer erosie.
Hoogwater in de Maas bij Mook, 18 juli 2021
LEEFOMGEVING · RIVIEREN
Debiet, regiem en vertragingstijd
Debiet is de hoeveelheid water die per seconde een punt passeert, in m3/s.
Het regiem is het verloop van het debiet door het jaar heen.
De Rijn is een gemengde rivier (regen en smeltwater) en vrij regelmatig. De Maas is een grillige regenrivier.
Vertragingstijd: de tijd tussen neerslagpiek en afvoerpiek. Minder infiltratie maakt hem korter.
De Rijn voert bij Lobith gemiddeld ruim 2000 m3/s af, de Maas ongeveer tien keer minder. De Maas reageert snel op regen: in de Ardennen zijn de hellingen steil en laat de bodem weinig water door, en er is geen sneeuw of gletsjerijs dat water tijdelijk vasthoudt. Daardoor is de vertragingstijd kort en is het verschil tussen hoog en laag water groot. Veelgemaakte fout: denken dat het regiem de hoogte van de afvoer is. Het regiem is het patroon door het jaar. Image credit: FakirNL / Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0
Video: Hoogwater en wateroverlast in Nederland, juli 2021, dronebeelden (Rijkswaterstaat). Dronebeelden van het hoogwater rond de Maas in juli 2021 (ruim 2 minuten). Kijkvraag vooraf: waar staat het water: in het zomerbed, in de uiterwaarden of ook binnendijks? Nabespreken: de regen viel in het stroomgebied in België en Duitsland, de piek kwam dagen later in Nederland aan. Dat verschil is de vertragingstijd. Rijkswaterstaat beschrijft dat de piek afvlakte tot een 'plateau'.
Waarom heeft de Maas een onregelmatiger regiem dan de Rijn?
Het stroomgebied van de Maas is groter
De Maas heeft minder stuwen dan de Rijn
De Maas krijgt geen smeltwater uit de Alpen
In het Maasgebied valt veel minder regen
Goed: de Maas is een regenrivier zonder buffer van sneeuw en gletsjers, dus het debiet volgt de neerslag direct. De Rijn krijgt in voorjaar en zomer smeltwater uit de Alpen, dat vult droge perioden aan. Leerlingen die 'minder stuwen' kiezen, verwarren regiem met waterstand: stuwen regelen de waterstand, niet de aanvoer van water uit het stroomgebied.
Vul in
Het verval is het hoogteverschil tussen twee punten. Deel je dat door de afstand, dan krijg je het verhang van de rivier.
Verval in meters, verhang in cm/km of m/km. Wie debiet invult, haalt hoogte en hoeveelheid water door elkaar.
Kribben in de Waal bij Tiel (2017)
LEEFOMGEVING · RIVIEREN
Ingrepen veranderen de afvoer
Verstening en ontwatering laten regen sneller afstromen: minder infiltratie, kortere vertragingstijd.
Kanalisatie maakt een rivier korter en rechter, zodat verhang en stroomsnelheid toenemen.
Kribben houden het zomerbed op diepte. Een stuw regelt de waterstand en gaat bij hoogwater open.
Versnelde afvoer bovenstrooms geeft stroomafwaarts een verhoogde en versnelde piekafvoer.
Voorbeeld van kanalisatie: in de 19e eeuw werd de Rijn tussen Bazel en Worms rechtgetrokken en zo'n 80 kilometer korter. Het water komt daardoor sneller stroomafwaarts. Kribben zijn stenen dammen haaks op de oever: het water wordt naar het midden gedrukt, dat schuurt de vaargeul uit. De stuwen in de Nederrijn (Driel, Amerongen, Hagestein) en de Maas houden bij lage afvoer het water op peil voor scheepvaart en verdeling. Veelgemaakte fout: denken dat stuwen hoogwater tegenhouden. Bij hoogwater staan ze juist open. Image credit: Jan Dijkstra / Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0
Laagwater in de Rijn bij Bingen, Duitsland, november 2018
LEEFOMGEVING · RIVIEREN
Klimaatverandering en het regiem
Warmere winters: meer neerslag valt als regen in plaats van sneeuw, dus meer afvoer in de winter.
Gletsjers in de Alpen krimpen, zodat de Rijn in de zomer minder smeltwater krijgt.
De Rijn wordt meer een regenrivier: het regiem wordt onregelmatiger, met hogere pieken en lagere dalen.
Gevolg: meer kans op wateroverlast in de winter en op watertekort in droge zomers.
Gevolgen van laagwater: schepen kunnen minder lading meenemen, zout zeewater dringt verder landinwaarts (verzilting), er is minder zoetwater voor landbouw en minder koelwater voor industrie. Zeespiegelstijging maakt het ook moeilijker om rivierwater op zee af te voeren. Veelgemaakte fout: alleen aan meer hoogwater denken. Klimaatverandering vergroot beide uitersten. Image credit: AK-Bino / Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0
LEEFOMGEVING · RIVIEREN
Binnendijks en buitendijks
Het zomerbed heeft het hele jaar water. Het winterbed loopt van dijk tot dijk.
De uiterwaarden liggen buitendijks, tussen zomerbed en dijk, en lopen bij hoogwater onder.
Buitendijks is de kans op overstroming groot. Wie daar bouwt, neemt ruimte in die de rivier nodig heeft.
Binnendijks is de kans klein, maar de gevolgen zijn groot: laag land met veel inwoners en bedrijven.
Ontwatering en bodemdaling maken het land achter de dijk lager en een doorbraak dus ernstiger.
Teken een dwarsprofiel van de benedenloop op het bord: zomerbed met kribben, uiterwaarden, dijk, binnendijks gebied dat lager ligt dan de rivier bij hoogwater. Examenvragen koppelen overstromingsrisico aan ruimtelijke inrichting: bouwen in de uiterwaarden verkleint het winterbed, dus stijgt het water bij dezelfde afvoer hoger. Veelgemaakte fout: denken dat binnendijks veiliger is in alle opzichten. De kans is kleiner, maar de schade bij een doorbraak is veel groter.
Zet de keten op volgorde, van ingreep naar gevolg
Dit is de redeneerketen die examenvragen bij 'leg uit' verwachten: elke stap volgt uit de vorige. Leerlingen slaan vaak de stap infiltratie over en springen van verstening direct naar hoogwater.
Leg uit hoe kanalisatie bovenstrooms de piekafvoer benedenstrooms vergroot.
Goed antwoord: de rivier wordt korter en rechter, dus het verhang en de stroomsnelheid nemen toe. Het water komt sneller en tegelijk benedenstrooms aan, waardoor de vertragingstijd korter wordt en de piek hoger. Verwachte fout: alleen 'het water stroomt sneller' zonder het verband met de piek benedenstrooms.
LEEFOMGEVING · RIVIEREN
Deltaprogramma en risicobenadering
Na de hoogwaters van 1993 en 1995 kwam Ruimte voor de Rivier: meer ruimte voor water in plaats van alleen hogere dijken.
Het Deltaprogramma van rijk, provincies, waterschappen en gemeenten gaat over overstromingen, watertekort en extreem weer.
Het rekent met IPCC- en KNMI-scenario's. Rijkswaterstaat en waterschappen versterken dijken in het Hoogwaterbeschermingsprogramma.
Laag Nederland is verdeeld in dijkringen, omsloten door primaire waterkeringen of hoge grond.
Risicobenadering: risico is kans maal gevolg. Waar de gevolgen groot zijn, moet de kans kleiner zijn.
Ruimte voor de Rivier (1995 tot 2019) wordt in de syllabus alleen genoemd, niet meer behandeld. In 1995 werden in het rivierengebied zo'n 250.000 mensen geëvacueerd. Het Hoogwaterbeschermingsprogramma van waterschappen en Rijkswaterstaat versterkt tot 2050 zo'n 1500 kilometer dijk en honderden sluizen en gemalen. Sinds 2017 gelden normen per dijktraject: iedereen achter een primaire kering heeft hooguit 1 op 100.000 kans per jaar om door een overstroming om te komen. Welke kans acceptabel is, is een politieke en economische keuze. Veelgemaakte fout: risico gelijkstellen aan kans.
Nevengeul Spiegelwaal bij Nijmegen-Lent (2016)
LEEFOMGEVING · RIVIEREN
Integraal waterbeheer
Integraal: water in samenhang met wonen, natuur en landbouw, in het hele stroomgebied en over de grens.
Te veel water: vasthouden (retentie), bergen en afvoer bevorderen, zoals met een nevengeul.
Te weinig water: sparen (verlies beperken), vasthouden en aanvoeren uit rivier of meer.
De watertoets: de waterbeheerder beoordeelt of een nieuw ruimtelijk plan geen waterproblemen geeft.
De volgorde vasthouden, bergen, afvoeren is een voorkeursvolgorde: eerst water zo lang mogelijk vasthouden waar het valt, dan tijdelijk opslaan, en pas daarna afvoeren. Zo wordt het probleem niet naar een gebied stroomafwaarts verschoven. De Spiegelwaal bij Nijmegen (2013 tot 2015) is een nevengeul die bij hoogwater de afvoer bevordert. Internationaal werken de Rijnoeverstaten samen in de Internationale Commissie ter Bescherming van de Rijn, en de EU verplicht lidstaten met de Richtlijn Overstromingsrisico's tot kaarten en plannen per stroomgebied. Veelgemaakte fout: vasthouden en bergen verwarren. Vasthouden gebeurt in bodem en sloten waar het water valt, bergen in een speciaal gebied. Image credit: Havang(nl) / Wikimedia Commons, CC0
Balgstuw bij Ramspol, tussen Ketelmeer en Zwarte Meer (2021)
LEEFOMGEVING · RIVIEREN
IJsselmeer, berging en keringen
Het IJsselmeerpeil is flexibel: 's winters laag tegen overstromingen, 's zomers hoger als zoetwatervoorraad.
Overtollig water wordt bij eb naar de Waddenzee gespuid. Zeespiegelstijging maakt dat moeilijker.
Bergingsgebieden en afsluitbare keringen zoals Ramspol verlagen het risico bij extreme omstandigheden.
Mitigatie pakt de oorzaak aan (minder CO2), adaptatie past aan en acceptatie aanvaardt wat overlast.
Een afsluitbare kering staat normaal open, zodat de afvoer van rivierwater (en de scheepvaart) niet wordt belemmerd. Alleen bij storm of extreem hoog water gaat hij dicht. Voorbeelden: de balgstuw bij Ramspol sluit als storm het water uit het IJsselmeergebied opstuwt richting het Zwarte Meer, de Maeslantkering sluit de Nieuwe Waterweg bij een stormvloed. Is de kering dicht en voert de rivier veel water aan, dan moet dat water tijdelijk ergens heen: dat is de functie van een bergingsgebied, zoals het Volkerak-Zoommeer. Spuien gaat bij de Afsluitdijk via de sluizen bij Den Oever en Kornwerderzand. Veelgemaakte fout: mitigatie en adaptatie omdraaien. Image credit: Agnes Monkelbaan / Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0
Waarom is het IJsselmeerpeil in de zomer hoger dan in de winter?
Omdat de IJssel in de zomer meer water aanvoert
Om bij noordwesterstorm meer water te kunnen bergen
Als zoetwatervoorraad voor droge perioden
Omdat spuien naar de Waddenzee in de zomer niet mag
Goed: een hoger zomerpeil is een strategische voorraad zoetwater voor landbouw, drinkwater en tegen verzilting. In de winter is het peil lager zodat er ruimte is bij storm en hoge rivierafvoer. Leerlingen die 'meer water bergen' kiezen, halen winter en zomer door elkaar.
Noem een voordeel van een afsluitbare kering boven een vaste dam.
Goed antwoord: een afsluitbare kering staat onder normale omstandigheden open, zodat rivierwater gewoon kan worden afgevoerd (en schepen door kunnen). Hij sluit alleen bij extreme omstandigheden. Verwachte fout: 'hij is sterker' of 'hij houdt meer water tegen', dat is niet het verschil.
Wat vond je het lastigst in deze les?
Verval, verhang en regiem
Hoe ingrepen de afvoer veranderen
Dijkringen en de risicobenadering
De strategieën van integraal waterbeheer
Gebruik de uitslag om in les 2 (examentraining) het lastigste onderdeel als eerste te oefenen.
Welke maatregel tegen hoogwater vind jij het beste, en waarom?
Goed antwoord noemt een concrete maatregel (dijk versterken, nevengeul, retentie in het stroomgebied, bergingsgebied, afsluitbare kering) en een argument, liefst uit een dimensie: veiligheid, kosten, natuur of ruimte. Verwachte fout: alleen 'hogere dijken', zonder te zien dat de gevolgen bij een doorbraak dan juist groter worden.
LEEFOMGEVING · RIVIEREN
Begrippen (1/2)
stroomgebied: het hele gebied dat afwatert op één rivier, begrensd door de waterscheiding
verhang: het verval gedeeld door de afstand, bijvoorbeeld in cm per km
regiem: het verloop van het debiet van een rivier door het jaar heen
vertragingstijd: de tijd tussen de neerslagpiek en de afvoerpiek
piekafvoer: de hoogste afvoer bij hoogwater; verhoogd en versneld door ingrepen in het stroomgebied
Deze slide heeft geen instructies
LEEFOMGEVING · RIVIEREN
Begrippen (2/2)
uiterwaarden: buitendijks land tussen zomerbed en dijk dat bij hoogwater onderloopt
dijkring: gebied dat helemaal omsloten wordt door primaire waterkeringen of hoge grond
Deltaprogramma: plan van rijk, provincies, waterschappen en gemeenten tegen overstromingen, watertekort en extreem weer
integraal waterbeheer: water beheren in samenhang met andere functies, in het hele stroomgebied
watertoets: beoordeling of een nieuw ruimtelijk plan geen waterproblemen veroorzaakt
Deze slide heeft geen instructies
