Ruimtelijke en temporele interpretatie van bemonstering bodemsamenstelling Rijntakken

Periodieke opname van de bodemsamenstelling in de Rijntakken geeft inzicht in de lange termijn systeemontwikkeling van de Rijn. Echter, afwijkingen in bodemsamenstelling in tijd en ruimte zijn groot. Vanwege het belang van de bodemsamenstelling voor de morfologische modellering en het beheer van de rivier, is het belangrijk grip te krijgen op de onzekerheden en de oorzaken van variabiliteit in de gegevens. In deze studie is gebruik gemaakt van een groot aantal gegevens-sets van bodembemonsteringen. Analyses zijn gemaakt van beschikbare zeefkrommes en percentielen van het bimodale sediment. Omdat de monsters allen worden genomen van de toplaag van de bedding (tot 1 á 2 dm diepte) worden deze sterk beïnvloed door lokale condities, maar zijn wellicht niet representatief voor de gehele actieve laag (de laag die bijdraagt aan sedimenttransport en morfologie). De resultaten tonen significante variaties in karakteristieke diameters (zoals Dg) en zandgehalte. In dit rapport is op basis van literatuur en analyse van de gegevens een overzicht gegeven van bronnen van de waargenomen variabiliteit. Naast de methode van monstername en verwerking, zijn ruimtelijke en temporele processen beschreven die optreden in de Rijntakken. Veel waarnemingen zijn goed te duiden met bestaande kennis, en te reproduceren met de theoretische concepten, bijvoorbeeld bochtsortering en stroomafwaartse verfijning. Maar dat geldt niet voor alle waarnemingen en processen. Zo is het significante verschil tussen samenstelling links (zand) en rechts (zand en grind) in de Midden-Waal toe te schrijven aan scheepvaart, maar is niet onderzocht welke processen rond de schepen deze sortering opwekken. Het ontbreken van deze kennis leidt tot onzekerheden in voorspellingen (modellen) en tot speculatie over het gedrag en de oorzaken. Uit deze studie concluderen we dat vanwege bimodaliteit van het sediment, de geometrische diameter Dg en een scheiding in zand en grind percentages, een betere karakterisering geeft dan de sterk variabele mediane diameter D50. Verder blijven de kleinschalige ruimtelijke variaties (‘patches’) in samenstelling zorgen voor variabiliteit/onzekerheid in de monsters, ook al zou de resolutie (nu elke kilometer) van bemonstering verhoogd worden (bijvoorbeeld elke 100 m). De inzet van geostatistische technieken voor de verwerking en interpretatie van de metingen is daarom aan te bevelen. Op basis van analyse van gegevens van 1995 en 2020 voor de Boven Rijn en Waal volgt dat door verschuivingen in zand en grindfractie de Boven Rijn geleidelijk is vergrofd over de volle breedte en lengte. Echter voor de Waal is dit niet duidelijk aantoonbaar binnen de spreiding van monsters in tijd en in ruimte. Het kan worden verondersteld dat veranderingen in samenstelling zijn te relateren aan menselijke ingrepen, zoals de normalisaties. Er zijn hypotheses over de oorzaken van vergroving in de Boven Rijn, maar deze zijn onvoldoende onderbouwd. Het is aannemelijk dat hier sprake is van een cumulatief effect van maatregelen zowel boven- als benedenstrooms.