Het debiet en het regiem zijn belangrijke eigenschappen van een rivier. Rivieren zijn er in alle soorten en maten. Smal of breed, lang of kort, maar ook het hele jaar gevuld met water of sommige maanden in het jaar volledig opgedroogd. De waterafvoer van de ene rivier kan enorm verschillen van de waterafvoer van een andere rivier, maar ook delen van een rivier kunnen hierin onderling verschillen. Zowel per seconde als over het hele jaar gemeten.
Het debiet is de hoeveelheid water die per tijdseenheid door een bepaald punt in de rivier stroomt. Dit wordt meestal uitgedrukt in kubieke meter per seconde (m3/s). De oppervlakte en de stroomsnelheid zijn van een aantal dingen afhankelijk. De oppervlakte wordt uiteraard bepaald door de breedte en diepte, maar ook door de aanwezigheid van sediment. Op een punt in de rivierloop waar sedimentatie plaatsvindt, zal de oppervlakte kleiner zijn dan op een punt waar erosie plaatsvindt. Denk hierbij aan het verschil tussen de binnen- en buitenbocht van een meanderende rivier. De stroomsnelheid is afhankelijk van het verhang en eventuele obstakels in het water. Het verhang geeft aan hoe steil het landschap is waar de rivier loopt.
Het regiem is de fluctuatie van het debiet door het jaar heen, oftewel de schommeling van de waterafvoer door een rivier. Ook de mens kan invloed uitoefenen op het regiem. Dit kan bijvoorbeeld met behulp van stuwdammen. Hiermee kan het water in de regenperiode worden vastgehouden in een bassin, om vervolgens tijdens een droge periode de dam open te zetten en het benedenstroomse gebied van water te voorzien. Daarnaast kunnen mensen het debiet en regiem veranderen door vegetatie te verwijderen (ontbossing).
Een hoog debiet, waarbij de stroomsnelheid ook hoog is, kan gebruikt worden voor het opwekken van hydro-elektriciteit. Een hoog debiet kan ook zorgen voor overstromingsrisico. Een regiem met sterke fluctuaties kan ook leiden tot verdroging. Een rivier die geen wateraanvoer krijgt vanuit neerslag of smeltwater in bepaalde seizoenen, zoals dat bij hete gebieden met veel verdamping vaak het geval is, kan soms maandenlang droog liggen. Dit noem je een wadi. Verdroogde grond kan minder makkelijk water opnemen. Dit kan in gebieden met sterke neerslagvariatie zorgen voor overstromingen. Droge gebieden hebben vaak weinig vegetatie, waardoor de grond niet wordt vastgehouden door wortels.
Wil je meer weten over het debiet en regiem? Het debiet en het regiem zijn belangrijke eigenschappen van een rivier. Rivieren zijn er in alle soorten en maten. Smal of breed, lang of kort, maar ook het hele jaar gevuld met water of sommige maanden in het jaar volledig opgedroogd. De waterafvoer van de ene rivier kan enorm verschillen van de waterafvoer van een andere rivier, maar ook delen van een rivier kunnen hierin onderling verschillen. Zowel per seconde als over het hele jaar gemeten. Het debiet is de hoeveelheid water die per tijdseenheid door een bepaald punt in de rivier stroomt. Dit wordt meestal uitgedrukt in kubieke meter per seconde (m3/s).
De oppervlakte en de stroomsnelheid zijn van een aantal dingen afhankelijk. De oppervlakte wordt uiteraard bepaald door de breedte en diepte, maar ook door de aanwezigheid van sediment. Op een punt in de rivierloop waar sedimentatie plaatsvindt, zal de oppervlakte kleiner zijn dan op een punt waar erosie plaatsvindt. Denk hierbij aan het verschil tussen de binnen- en buitenbocht van een meanderende rivier. De stroomsnelheid is afhankelijk van het verhang en eventuele obstakels in het water. Het verhang geeft aan hoe steil het landschap is waar de rivier loopt. Het regiem is de fluctuatie van het debiet door het jaar heen, oftewel de schommeling van de waterafvoer door een rivier.
Ook de mens kan invloed uitoefenen op het regiem. Dit kan bijvoorbeeld met behulp van stuwdammen. Hiermee kan het water in de regenperiode worden vastgehouden in een bassin, om vervolgens tijdens een droge periode de dam open te zetten en het benedenstroomse gebied van water te voorzien. Daarnaast kunnen mensen het debiet en regiem veranderen door vegetatie te verwijderen (ontbossing).
Een hoog debiet, waarbij de stroomsnelheid ook hoog is, kan gebruikt worden voor het opwekken van hydro-elektriciteit. Een hoog debiet kan ook zorgen voor overstromingsrisico. Een regiem met sterke fluctuaties kan ook leiden tot verdroging. Een rivier die geen wateraanvoer krijgt vanuit neerslag of smeltwater in bepaalde seizoenen, zoals dat bij hete gebieden met veel verdamping vaak het geval is, kan soms maandenlang droog liggen. Dit noem je een wadi. Verdroogde grond kan minder makkelijk water opnemen. Dit kan in gebieden met sterke neerslagvariatie zorgen voor overstromingen. Droge gebieden hebben vaak weinig vegetatie, waardoor de grond niet wordt vastgehouden door wortels.
Nederlandse context: waterbeheer, droge voeten en klimaatadaptatie
Omdat Nederland een vlak land is en voor een groot deel onder het zeeniveau ligt, moeten we steeds meer moeite doen om droge voeten te houden. Tegelijkertijd moeten we zuinig omgaan met het water dat we hebben. We proberen het water zo lang mogelijk vast te houden en als afvoer noodzakelijk is, dan willen we dat doen met zo weinig mogelijk inspanning. Maar, de veiligheid moet altijd gewaarborgd blijven. Om op een verantwoorde manier het water te managen, is naast inzicht in de actuele situatie, ook inzicht in de verwachte situatie, de toekomst, van belang. We willen precies weten hoe het water beweegt door onze rivieren, kanalen en waterlopen om elke m3 zo slim mogelijk te gebruiken.
Modellen gebruiken de meetgegevens om scenarioâs uit te werken over de te verwachten situatie. Het berekenen van de waterafvoer, oftewel het debiet, is mogelijk. Daarvoor zijn meerdere methoden en hulpmiddelen beschikbaar. Voor het berekenen van afvoeren worden op grote schaal nog steeds meetstuwen gebruikt. Hierbij wordt het debiet berekend op basis van de klepstand en overstortende straal. Vaak worden meetstuwen tegenwoordig verwijderd als gevolg van herinrichtingen en voor onder andere de vismigratie. Ook blijkt dat, met name tijdens piekafvoeren, de bepaling van het debiet met behulp van een stuwformule niet nauwkeurig genoeg is.
Rivier omvat al het stromend water van de rivieren Rijn en zijtakken, Maas en Overijsselse Vecht. Iedere rivier en ieder riviertraject heeft een eigen karakter. De Grensmaas heeft een wat groter verval, stroomt daardoor wat sneller en heeft grindoevers. Niers, Roer (zijtakken van de Maas) en Overijsselse Vecht zijn kleine rivieren met in de zomer soms weinig wateraanvoer. De Rijn met haar zijtakken heeft in de zomer een wat constantere wateraanvoer. De rivieren in het oosten en het zuiden stromen door zandige gebieden, meanderen breed en hebben vrij hoge zandige oeverwallen. De westelijke rivieren vormen een netwerk, zijn breed, stromen heel traag en zijn te beschouwen als zoetwatergetijderivieren. De variatie in stroomsnelheid en waterkwaliteit is groot, in afgesnoerde strangen en wielen staat het water stil terwijl de stroming in buitenbochten van de rivier juist groot is. De stilstaande wateren kunnen dichtslibben en verlanden, bij hoog water in de winter kan de geul weer uitschuren. In de zomer kunnen de oevers en stranden breed zijn en begroeid raken met pioniers als slijkgroen. De stilstaande wateren in de uiterwaarden zoals oude geulen, afgesneden meanders en wielen lijken veel op zoete plas.
Rivieren zijn internationaal en nationaal van groot belang als leefgebied voor trekvogels, vissen, libellen, kokerjuffers, steenvliegen en haften. Het gaat bijvoorbeeld om rivierrombout, Bataafse stroommossel, platte zwanenmossel, bever, barbeel, kopvoorn, rivierdonderpad, meerval, riviergrondel, sneep, winde, rivierprik, zeeprik en aal. Vooral voor trekvissen is het internationale belang groot. De trekvissen elft, fint, houting, steur, zalm komen in Nederland vrijwel niet meer voor.
Het karakter van rivier is blijvend veranderd. De versnelde afvoer van water en hogere piekafvoeren worden veroorzaakt door de ontginning van de oorspronggebieden, de veranderingen in klimaat, de bedijkingen en het rechttrekken van stroomgeulen. Kribben en versteende oevers verhinderen erosie. Zandwinputten en grindgaten zijn zeer diep en veranderen het proces van sedimentatie van zand en slib en stroming van oppervlakte- en grondwater. Door afdammingen langs de kust is de invloed van het getij verminderd. Door vergroting van de overstromingsvlakten, verbetering van waterkwaliteit, verbetering van de mogelijkheden voor vistrek, verbetering van de aansluitingen op beken, en vergroting van de variatie in verschillende typen water, het spontaan laten ontstaan van zandige oevers kan echter veel gewonnen worden.
Het beheertype rivier omvat alle wateren en veranderingen, met name na 1840, die ingrijpende veranderingen hebben gebracht. De oorspronkelijke brede overstromingsvlakte met veel mozaïeken en gradiënten tussen biotopen is veranderd in een rechte, smalle en diepe hoofdgeul. Sedimentatie kreeg weinig kansen, waardoor ondiepe zand- en grindsubstraten met stromend water ontbreken. Ook buitendijkse, laagdynamische riviermoerassen zijn verloren gegaan door de beteugeling van de rivier. Het nauwe keurslijf heeft geleid tot extremere rivierwaterstanden met meer hoge waterstanden, maar ook een snellere drainage door de rivier in droge tijden. Dit laatste is het gevolg van de verdere insnijding van de rivierloop door de versnelde afvoer van water. Tegelijkertijd slibben de versmalde uiterwaarden sneller op. Dit proces is versterkt door de aanleg van zomerkades; het water achter de kades stagneert zodat het meongevoerde materiaal snel bezinkt en de uiterwaarden ophogen. Het gevolg is een sterke afname van kwel, waardoor het realiseren van nieuwe kwelmilieus lastig is. Agrarisch gebruik vangt bovendien kwelstromen af en zorgt voor een verslechtering van de grondwaterkwaliteit (meer nitraat en sulfaat). Het (voormalige) agrarische gebruik beïnvloedt de aquatische biotopen door verandering van de kwaliteit en kwantiteit van het grondwater.
Kwelstromen zijn nog steeds vervuild of worden door detailontwatering binnendijks afgevangen, waardoor ze de buitendijkse gebieden niet meer bereiken. Daar waar kwelstromen zijn weggevallen, kan fosfaat geleidelijk worden gemobiliseerd, een proces dat wordt versterkt door de aanvoer van sulfaatrijk oppervlaktewater. Op veel plekken waar de kwel nog aanwezig is, is nitraatbelasting nog steeds erg hoog. Hierdoor neemt de ijzeraanvoer af, wordt vaak sulfaat gemobiliseerd en kunnen ook de ammoniumconcentraties sterk oplopen. Door de aanleg van stuwen voor de scheepvaart verdwijnen ondiepe plekken met stroming, wat een belangrijke bedreiging oplevert voor veel soorten vissen en macrofauna. Bovendien vormen stuwen migratiebarrières voor trekvissen als zalm, zeeforel en houting.
Kribben en andere kunstwerken vormen harde substraten waar maar weinig soorten op kunnen gedijen. Daarnaast heeft scheepvaart ook directe gevolgen voor het onderwaterleven doordat rondom de kribben krachtige waterkolken ontstaan en door âklotseffectenâ in zijgeulen en beekmondingen met opwerveling en vertroebeling tot gevolg. Slechts weinig soorten zijn aangepast aan deze condities die over grote oppervlakte langs de hoofdgeul voorkomen. Recent wordt rond Dreumel en Varik op vrij grote schaal geëxperimenteerd met de aanleg van langsdammen. Deze moeten een alternatief vormen voor kribben. Ze worden op een bepaalde afstand uit de oever gelegd, waardoor een relatief brede oevergeul ontstaat. Enerzijds zorgen deze langsdammen voor luwe omstandigheden in de oevers en mogelijk beter habitat voor vissen. Anderzijds bestaan er bij ecologen zorgen over de effecten van deze langsdammen op de morfologische beschikbaar van zand in de oevers en op oeverwallen.
Zandafzettingen op oevers zijn onder andere gerelateerd aan temperatuurstijging van het water door klimaatverandering en koelwater. Dit beïnvloedt de basale fysiologie van soorten en heeft gedocumenteerde effecten op groei, fenologie, voortplantingssucces en overleving. Exoten domineren steeds meer de watermacrofauna en visgemeenschappen, zoals driehoeksmosselen en Chinese korfmosselen. Bij vissen zijn naast roofblei ook grondelsoorten vaker talrijker in kribvakken dan inheemse soorten; het gaat om witvingrondel, zwartbekgrondel, gemarmerde grondel en Kesslerâs grondel. Er is kennis nodig van de mate waarin deze exoten de verschillende biotopen in het rivierengebied gebruiken.
Waar delfstofwinning bijdraagt aan inrichtingsprojecten, zien we ook risicoâs door diepe zandwinning langs Maas en andere trajecten. Deep zandwinning kan leiden tot onderbreking van grondwaterstromen en verarming van natuurwaarden. Met project Stroomlijn is er meer controle op verruwing van winterbedden langs rivieren om opstuwing tijdens piekafvoeren te voorkomen. Een Vegetatielegger bepaalt waar vegetatie mag staan; dit kan knellen met natuurdoelstellingen en ruimtelijke dynamiek, vooral in heringerichte zones waar opgaande vegetatie moeilijk kan anticiperen op overstromingen en begrazing.
Rijn in Beeld en Maas in Beeld tonen dat nieuwe natuurgebieden vaak het beste succes hebben wanneer landbouwgrond wordt omgezet naar natuurgebied, en wanneer beheer extensiever en natuurlijker is. Door simpelweg agrarisch gebied te veranderen naar extensief beheer, krijgen zandafzetting, vernatting, bosontwikkeling en overstroming de kans zich te manifesteren. De riviernatuur reageert snel op dergelijke veranderingen. In het kader van Ruimte voor de Rivier en Grensmaas zijn op veel plaatsen geulen en uiterwaarden aangepast of nieuw gecreëerd, wat kansen biedt voor aquatische levensgemeenschappen in nevengeulen en op ondiep stromende habitats. Langs trajecten als de Waal en Kronkelwaarden langs de IJssel zijn speciale geulen kenmerkend en dragen bij aan habitatdiversiteit.
In het kader van KRW en Deltaprogramma wordt gewerkt aan toekomstige inrichtingsprojecten. Ruimte creëren door terugleggen van dijken kan een goed alternatief zijn voor uiterwaardinrichting, mits gekoppeld aan correct beheer. Uit modellen blijkt dat er in uiterwaarden nog meer ruimte nodig is om het volledige scala aan biotopen te ontwikkelen. De waterkwaliteit en visstand zijn de afgelopen jaren sterk verbeterd dankzij innovaties in grootschalige waterzuivering. Extra winst is mogelijk met de ontkoppeling van regenwater en rioolwater, wat de zuiveringsefficiëntie verhoogt en overstorten vermindert. Langs tal van riviertrajecten wordt gewerkt aan meer natuurlijke rivieroevers; harde oevers met breuksteen maken plaats voor zandige rivierstrandjes en bomen in de oeverzone en zijwateren om houtgebonden macrofauna te bevorderen.
In de hoofdstroom blijft de huidige natuurwaarde gering vanwege gebrek aan geschikt habitat. Kribben en andere hydraulische kunstwerken vormen harde substraten waarin weinig soorten gedijen. Een innovatief concept is de eilandkrib, waarbij een deel van de krib verlaagd is om een eilandje aan de kop te creëren. Dit vergroot de afvoercapaciteit en zorgt voor betere stroomgeleiding en minder scheepvaarthinder. Aan weerszijden van de vaargeul ontstaat een geul met lagere stroomsnelheid, wat de vestiging van waterplanten en kansen voor inheemse soorten bevordert. Cyclisch beheer kan een alternatief zijn voor statisch handhaven van een leggerbeeld, door nieuwe geulen aan te leggen of uiterwaarden delen strategisch te verlegen om succession te keren.
Belangrijke termen en oplossingsrichtingen
- Debiet: hoeveelheid water per tijdseenheid door een punt in de rivier (m3/s).
- Regiem: fluctuatie van debiet door het jaar heen.
- Stuwdammen en waterreservoirs: maatregelen voor regiembeheersing en watervoorziening in droge periodes.
- Open bodem en infiltratie: open bodems zoals parken, begraafplaatsen en groenblauw stedelijk netwerk verbeteren infiltratie en voorkomen verdroging.
- Groene daken, vijvers en singels: opslag van regenwater, vertraagde afvoer en verbetering van waterkwaliteit.
- Verschillen tussen riviertrajecten: Grensmaas, Rijn, Maas, Overijsselse Vecht en westelijke netwerken met uiteenlopende morfologie en stroming.
- Exoten en biogeochemie: invloeden van exoten op ecosystemen en de nutriëntenstatus van grondwater en oppervlaktewater.
- Onderhoud en ecologische optimalisatie van kribben: eilandkribben en cyclisch beheer als stappen naar natuurvriendelijkere rivieren.
- KRW en Deltaprogramma: regelgeving en projecten voor een duurzame rivier- en uiterwaardinrichting.
tags: #verschil #aanvoer #en #afvoer #rivierwater