Analyse metingen scheepvaart Amsterdam-Rijnkanaal : maatregelen ter reductie wateroverlast langs kanalen

Deze rapportage is een product van het project ‘Maatregelen ter reductie wateroverlast langs kanalen’. Het is een vervolg op het verkennende deelonderzoek ‘Deelproject 1.1 Kanaal en belasting door scheepvaart’ en een product binnen ‘Deelproject 2.3 Kanaalbodem onderzoek als onderdeel van het systeembegrip’. In dit SITO-PS onderzoek is het Amsterdam-Rijnkanaal tussen Breukelen en Nigtevecht als studiecase gebruikt. Langs het traject Nigtevecht–Breukelen is wateroverlast en bodemerosie geconstateerd, mogelijk veroorzaakt door intensieve scheepvaart. Binnen de huidige studie wordt een meetcampagne uitgevoerd met als doel om de bodembelasting (stroomsnelheid en turbulentie-intensiteit) te bepalen op het Amsterdam-Rijnkanaal (ARK) als gevolg van de scheepvaart. Dit dient als input voor de afweging in de keuze van een eventuele bodemafdichtende maatregel. Met behulp van een meetframe uitgerust met ADCP, ADV’s en druksensoren zijn de stroomsnelheden, waterspiegeldalingen en sedimentopwoeling gemeten. Deze hydrodynamische metingen zijn gekoppeld aan AIS- en IVS-data, op basis waarvan scheepspositie, scheepeigenschappen en vaarsnelheid bepaald zijn. Tijdens de meetcampagne van 11-20 juni 2025 zijn er 1669 scheepspassages geweest op het meetpunt, waarvan 157 passages met een waterspiegeldaling van meer dan 0,25 m nader geanalyseerd zijn. Dit betekent dat er in totaal gemiddeld elke 8 minuten een schip is gepasseerd waarvan gemiddeld elke anderhalf uur een schip dat een waterspiegeldaling geeft van meer dan 0,25 m. Tijdens scheepspassages zijn duidelijke pieken in stroomsnelheid en tijdelijke dalingen in het waterniveau waargenomen. De retourstroming treedt vrijwel direct op en is uniform verdeeld over de waterdiepte. Voor de meeste passages vertonen de turbulente kinetische energie (TKE) en schuifspanning een duidelijke piek aan het einde van de passage, wat wijst op verhoogde turbulentie door de schroefstraal. De verhoogde Signal to Noise Ratio na passages wijst op meer reflectie van het akoestisch signaal door meer (sediment)deeltjes in de waterkolom. Analyse van scheepskarakteristieken toont dat de meeste schepen die in het studiegebied varen van scheepsklasse M8 zijn, met vaarsnelheden rond de 4 m/s en een passageduur van rond de 30 s. In de voorgaande deskstudie (Deltares, 2025) is een inschatting gemaakt van de maximale bodembelastingen door scheepvaart. De aangenomen uitgangspunten van deze deskstudie lijken grotendeels realistisch geweest te zijn, waaronder de meest voorkomende scheepsklassen (M8 en M12), maximale diepgang en vaarsnelheid. Wel lijkt de gemeten stroming boven de bodem lager te zijn dan ingeschat op basis van theoretische formules, mede door een te conservatieve correctiefactor bedoeld voor een kortdurende snelheidspiek onder boeg. De metingen lieten een uniform snelheidsverloop zien en een dergelijke lokale snelheidsverhoging is niet gemeten. Daarom concluderen we dat het toepassen van deze correctiefactor in dit geval foutief is. De maximale gemeten retourstroomsnelheid bedraagt ongeveer 1,4 m/s, maar het merendeel van de scheepspassages met meer dan 0,25 m spiegeldaling laat een maximale retourstroming zien die niet hoger is dan 0,5-0,8 m/s. De methode van Schijf en de energiebalans van Bernoulli zijn toegepast en vergeleken met meetdata. Wanneer zowel de scheepsnelheid (verkrijgbaar via AIS-data) als de gemeten waterspiegeldaling bekend zijn, biedt de Bernoullivergelijking een eenvoudige en effectieve methode om de verwachte retourstroomsnelheden nabij de bodem te schatten, aangezien deze schatting goed overeenkomt met de gemeten stroomsnelheden. De methode van Schijf biedt een bruikbare theoretische benadering voor het bepalen van waterspiegeldaling en retourstroomsnelheid. Voor de beoordeling van bodemafdichtende maatregelen is het type bodemmateriaal ter plaatse cruciaal. Bodemmonsters laten zien dat de toplaag van het kanaal nabij het meetframe over de gehele breedte bestaat uit uniform fijn zand (D50 ≈ 180 µm, D10 ≈ 120 µm), waarbij het aandeel materiaal <63 µm minder dan 1% bedraagt. De afwezigheid van slib of klei wijst op een brede lekzone en beïnvloedt de haalbaarheid van bodemafdichtende maatregelen.