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Future river management plans in the Netherlands: towards a fully integrated and functional river system

Futuros planes de ordenación fluvial en los Países Bajos: hacia un sistema fluvial plenamente integrado y funcional

Future river management plans in the Netherlands: towards a fully integrated and functional river system

Dr. ir. Saskia van Vuren, Rijkswaterstaat, Delft University of Technology, The Netherlands

Espanol: El funcionamiento del río Rin y Mosa en los Países Bajos está sujeto a una serie de cambios exógenos, como los actuales cambios morfológicos a gran escala y el cambio climático. Las crecientes demandas de los usuarios ejercen más presión sobre el rendimiento funcional de los sistemas fluviales holandeses, habida cuenta de una serie de funciones que los sistemas fluviales están acomodando: navegación, protección contra las inundaciones, suministro de agua dulce, naturaleza y ecología. Para asegurar un uso multifuncional del sistema fluvial en el futuro próximo, se están elaborando nuevos planes de gestión fluvial, incluida una revisión de las estrategias y políticas de gestión fluvial actuales. Los holandeses se centran en un enfoque integrado que aborda las consecuencias negativas de las tendencias exógenas y el rendimiento funcional del río en una perspectiva amplia. En la presentación se hace una breve introducción al nuevo programa de ordenación fluvial de los Países Bajos.

Un enfoque integrado .....

Los ríos Rin y Mosa son importantes desde el punto de vista económico, ecológico y recreativo y determinan la imagen de los Países Bajos. El río se utiliza intensamente y se espera que aumente aún más. Los diques fluviales protegen grandes partes de los Países Bajos contra las inundaciones. Los cambios exógenos ejercen una mayor presión sobre el sistema fluvial. El clima está cambiando: aumento del nivel del mar, más agua entra en nuestro país a través de los ríos, más lluvias extremas y períodos más largos de sequía y calor. Y el sistema fluvial en sí mismo está desequilibrado debido a las intervenciones de las últimas décadas: el lecho del canal principal se está erosionando y la deposición de sedimentos eleva las llanuras de inundación. La erosión del cauce principal está induciendo un descenso de los niveles de agua bajos. Esto dificulta las funciones de la navegación, el suministro de agua dulce y la naturaleza: la navegación se ve obstaculizada por la baja profundidad del agua, la entrada de agua dulce en el sistema regional de aguas se hace más difícil y las llanuras de inundación se deshidratan. Esto también tiene un impacto en la economía holandesa.

En consecuencia, en el futuro, los Países Bajos se enfrentarán a grandes desafíos en la zona fluvial en lo que respecta a la seguridad del agua, el transporte marítimo, la disponibilidad de agua dulce, la calidad del agua, la naturaleza, la recreación y la creación de un clima de vida y de negocios seguro y atractivo. Las nuevas normas de seguridad contra las inundaciones, los problemas de escasez de agua, la facilitación del transporte marítimo, el suministro sostenible de agua dulce y la buena calidad ecológica del agua y la naturaleza, incluso durante períodos prolongados de sequía, son desafíos que pueden interactuar entre sí de manera positiva y negativa. Por lo tanto, es importante abordar esos desafíos desde una perspectiva integral.

Con el Programa de Gestión Integrada de los Ríos (IRM), el Ministro de Transporte, Obras Públicas y Gestión de los Recursos Hídricos quiere llevar a cabo intervenciones en el río y en el lecho del río, que son necesarias ahora y en los próximos decenios para mantener de manera sostenible las funciones del río, considerando las intervenciones de manera más coherente. Para ello, el Ministerio trabaja en estrecha cooperación con otros asociados gubernamentales y regionales en la zona fluvial.

Un enfoque integral debe asegurar el logro de la mayor sinergia posible en el diseño y la gestión del sistema fluvial. Por ello, se está pasando de un enfoque sectorial que empieza con una sola función a un enfoque plenamente integrado y funcional en el que los problemas se abordan conjuntamente de manera integrada para poder actuar de manera adaptable y crear valor añadido.

Y también un enfoque orientado al sistema

Además de la ambición de desarrollar un enfoque integrado, el programa IRM también tiene la ambición de trabajar de una manera orientada al sistema. Para asegurar un sistema fluvial multifuncional, un enfoque orientado al sistema tiene en cuenta tendencias exógenas inciertas, como la respuesta hidráulica y morfológica del sistema. Y eso es necesario!

El rendimiento funcional del río Rin y Mosa en los Países Bajos está sujeto a una serie de cambios exógenos, como los cambios morfológicos a gran escala en curso y el cambio climático. Las funciones del río se verán sometidas a una mayor presión en el futuro. Esto se debe principalmente al aumento del nivel del mar y a los cambios en las descargas fluviales bajas y altas debido al cambio climático. Los acontecimientos socioeconómicos también son importantes. Además, el comportamiento de los propios ríos ejerce más presión sobre el rendimiento funcional del sistema fluvial. Como resultado de los procesos naturales y las intervenciones humanas del pasado, la morfología de los ríos se adapta. Los cambios morfológicos son desiguales en magnitud y tamaño por cada rama del río y también dentro de una rama del río. El lecho del canal principal se erosiona en las partes superiores de los ríos. Aguas abajo esto se transforma en deposición de sedimentos. Las llanuras de inundación se elevan debido a la deposición de sedimentos. La erosión (desigual) del lecho proporciona problemas para todas las funciones fluviales, de los cuales las restricciones de profundidad de navegación son los más manifiestos para la navegación. Además de los problemas relacionados con la navegabilidad, el desarrollo del nivel del lecho conlleva desafíos para la distribución del agua dulce, la calidad y la naturaleza del agua, la seguridad del agua y la estabilidad de las estructuras hidráulicas, los cables y los conductos (véase la figura 1). Este problema se ve reforzado por el cambio climático y el desarrollo socioeconómico.

Un enfoque orientado al sistema para hacer frente a la evolución desigual del lecho de los ríos puede limitar un gran número de problemas. La detención, limitación o eliminación de la erosión del lecho del cauce principal puede lograrse con una gestión activa del lecho del río (gestión de los sedimentos) o con un nuevo conjunto de medidas de intervención fluvial. Con la gestión de los sedimentos -como en el caso de la gestión costera totalmente arenosa de los Países Bajos- el lecho del río puede elevarse y mantenerse a un cierto nivel -aún por acordar-. Además, el ensanchamiento del río a gran escala (no localmente, sino a lo largo de todo el tramo erosionado del río) puede reducir la capacidad de transporte de sedimentos del río y, por lo tanto, limitar o reducir la erosión del lecho. El material liberado durante el ensanchamiento del río puede utilizarse para realizar la gestión del lecho del río. De esta manera, el ensanchamiento del río no sólo contribuye al objetivo tradicional de "reducir los niveles de inundación", sino que también puede utilizarse para resolver el problema de la erosión del lecho y los desafíos conexos. Otra forma de abordar la erosión del lecho es la construcción de una presa longitudinal junto con canales de inundación secundarios en el lado de la llanura de inundación de estas presas

Además de las respuestas morfológicas del sistema, un enfoque orientado al sistema también significa tener en cuenta el comportamiento hidráulico del sistema. La capacidad de descarga y almacenamiento es necesaria para acomodar con seguridad el agua del río a través del lecho del mismo en caso de grandes inundaciones. La existencia de una superficie fluvial suficiente contribuye a amortiguar y ralentizar la ola de descarga. La creación de espacio adicional puede aumentar la capacidad de descarga. Esto puede utilizarse para los objetivos de gestión de los riesgos de inundación: limitar los refuerzos de los diques, resolver los cuellos de botella hidráulicos o evitar el aumento de los altos niveles de agua debido al cambio climático. Además, puede ofrecer flexibilidad para acomodar otras actividades en la zona fluvial. Considere, por ejemplo, la posibilidad de contrarrestar el impacto del desarrollo de la naturaleza en el aumento de la rugosidad y el incremento de los niveles de inundación. También se necesita flexibilidad en el sistema para permitir el desarrollo espacial de la zona. El desarrollo de la zona puede contribuir al rendimiento funcional del río en relación con la naturaleza, el esparcimiento, la calidad espacial, la historia cultural, la economía regional y la transición energética.

El material que se libera al aumentar el espacio en el lecho del río puede utilizarse como un material valioso. Por ejemplo, cuando se refuerzan los diques, se gestiona el lecho del río o en el mercado de materiales (autorrealización). El reforzamiento de los diques puede llevarse a cabo de manera más rápida, más barata y más sostenible si se puede utilizar un material específico para la zona. Esto resulta ciertamente atractivo si el material liberado por el ensanchamiento del río en combinación con el refuerzo de los diques puede garantizar un equilibrio del suelo.

Por último, un ensanchamiento suficiente del lecho del río también es importante para la aplicación flexible de la ordenación fluvial (ordenación del lecho del río y de la vegetación). Realizar la ordenación fluvial con una camisa de fuerza no demasiado estricta ofrece oportunidades para organizar la ordenación fluvial de manera más eficaz (menos esfuerzo, menos costos).

Al diseñar las medidas (del sistema) en el programa de gestión de los recursos hídricos de manera selectiva, surgen posibilidades de "matar varias moscas de un solo golpe": las medidas de intervención contribuyen a múltiples objetivos reconociendo el rendimiento físico del sistema fluvial.

Nuevo programa de gestión fluvial integrada

En los últimos años, cada tarea ha sido abordada desde su propio dominio. Siempre que ha sido posible, se han tenido en cuenta los demás intereses en juego en la zona del río, pero el panorama es que es mejor integrar las tareas y los intereses en una fase más temprana del proceso y a un nivel de escala más alto (teniendo en cuenta el comportamiento del sistema fluvial en su conjunto)).

Para poder hacer frente adecuadamente a los intereses en conflicto, pero también para aprovechar al máximo los beneficios de la sinergia, es importante examinar los desafíos de la zona fluvial en una etapa temprana del proceso y en el nivel de escala adecuado. Por ello, el ministro y los administradores regionales han convenido en examinar más detenidamente los problemas de la zona fluvial junto con otros interesados. Se ha establecido una asignación con este fin para desarrollar un programa de gestión integrada de los ríos. El objetivo de la GIR es, en última instancia, trazar conjuntamente los desafíos en materia de seguridad de las inundaciones, calidad del agua, transporte marítimo, disponibilidad de agua dulce, naturaleza y calidad espacial y económica, para abordar juntos los desafíos (si hay valor añadido) y anclar ese enfoque en un marco y un método de política.

Resumen: El objetivo de la gestión integrada de los ríos es llegar a un sistema fluvial a prueba de futuro que pueda utilizarse de múltiples maneras y que, en última instancia, funcione bien: sin medidas individuales, sino como parte de un todo lógico y una imagen final deseada, adecuada al comportamiento del río y que haga justicia a las diversas funciones fluviales. El programa IRM tiene como objetivo un enfoque integrado orientado al sistema, en el que los problemas relacionados con los caudales altos y bajos se resuelven simultáneamente en conjunto, teniendo en cuenta el comportamiento del sistema fluvial.

El resultado final previsto del programa IRM consiste en:

-     Un marco político con nuevas decisiones políticas cuando sea necesario y una planificación e integración legal de esta política prevista. En el marco del IRM se exploran dos opciones de política estratégica: una opción de política para los niveles de agua de las inundaciones en forma de la cantidad de ensanchamiento del río y una opción de política para el mantenimiento del lecho del río en el canal principal.

-     Un método integral y orientado al sistema. El método de trabajo sirve para varios propósitos, entre ellos: 1. dar forma a un método de trabajo integrado y orientado al sistema, 2. dar dirección a la priorización de retos y tareas (marco de evaluación), 3. proporcionar apoyo programático para que los objetivos (múltiples) funcionen eficientemente a nivel de proyecto, y 4. ofrecer orientación para la toma de decisiones y la estructura de gobierno y los acuerdos de financiación para la ejecución de proyectos integrados orientados al sistema (interrelacionando los objetivos de política o de política de las múltiples funciones de o en el río, aumentando la eficacia y la eficiencia).

-     Un programa de ejecución con un conjunto de medidas (de sistema) para el trazado de la zona fluvial hasta 2050 (tramos, financiación, organización). El programa de ejecución contiene una descripción de las medidas por tramo de un número de años (6 a 12 años) por ramal del río. Como parte de las medidas previstas pueden programarse en otros programas como el Programa de Protección contra las Inundaciones (HWBP) y la DMA, se hará una propuesta para lograr la coherencia en la aplicación. Esto también se aplica a las medidas previstas relacionadas con la gestión del lecho del río.

El objetivo es anclar las opciones de política estratégica, el método de trabajo integrado y orientado al sistema y el programa de aplicación en un programa en el marco de la Ley de Medio Ambiente.

 

 

English: The functional performance of the river Rhine and Meuse in the Netherlands is subjected to a number of exogenous changes, such as ongoing large-scale morphological changes and climate change. Growing user-demands put further pressure on the functional performance of Dutch river systems given a number of functions the river systems are accommodating: navigation, flood protection, fresh water supply, nature & ecology. To ensure a multi-functional use of the river system in the coming future, new river management plans are under construction, including a revision of present river management strategies and policy. The Dutch focus on an integrated approach tackling the negative consequences of exogenous trends and river functional performance in a wide perspective. The presentation gives short introduction in the new river management program in the Netherlands.

 

An integrated approach …..

The rivers Rhine and Meuse are economically, ecologically and recreationally important and determine the image of the Netherlands. The river is used intensively and that is expected to increase even further. River dikes protect large parts of the Netherlands against flooding. Exogenous changes put further pressure on the river system. The climate is changing: rising sea levels, more water entering our country via the rivers, more extreme rainfall and longer periods of drought and heat. And the river system itself is out of balance due to interventions in recent decades: the main channel bed is eroding and sediment deposition elevates the floodplains. The erosion of the main channel in induce a lowering of low water levels. This hinders the functions of shipping, freshwater supply and nature: shipping is hampered by the low water depth, the inlet of freshwater to the regional water system becomes more difficult and floodplains dehydrate. This also has an impact on the Dutch economy.

As a consequence, in the future, the Netherlands faces major challenges in the river area in terms of water safety, shipping, freshwater availability, water quality, nature, recreation and creating a safe and attractive living and business climate. New flood safety standards, low water issues, facilitation of shipping, sustainable fresh water supply and good ecological water quality and nature, even during prolonged periods of drought, are challenges that can interact with each other positively and negatively. It is therefore important to address these challenges from an integral perspective.

With the Integrated River Management Program (IRM), the Minister of Transport, Public Works and Water Management wants to implement interventions in the river and the riverbed, which are needed now and in the coming decades to sustainably maintain the functions of the river, considering the interventions in more coherent way. By doing so, the Ministry works in close cooperation with other governmental and regional partners in the riverine area.

 

An integral approach should ensure achieving as much synergy as possible in the design and management of the river system. That is why there is a shift from a sectoral approach starting from just one function towards a fully integrated and functional approach in which challenges are jointly tackled in an integrated manner in order to be able to act adaptively and create added value.

And also a system-oriented approach

In addition to the ambition to develop an integrated approach, the IRM program also has the ambition to work in a system-oriented way. To ensure a multi-functional river system, a system-oriented approach takes into account uncertain exogenous trends, such as the hydraulic and morphological response of the system. And that is necessary!

The functional performance of the river Rhine and Meuse in the Netherlands is subjected to a number of exogenous changes, such as ongoing large-scale morphological changes and climate change. River functions will come under further pressure in the future. This is primarily due to sea level rise and changes in low and high river discharges due to climate change. Socio-economic developments are also important. Moreover, the behavior of the rivers themselves puts more pressure on the functional performance of the river system. As a result of natural processes and human interventions from the past, the rivers’ morphology adapts. The morphological changes are unequal in magnitude and size per river branch and also within a river branch. The main channel bed erodes in the upstream parts of the rivers. Downstream this changes into sediment deposition. The floodplains elevate caused by sediment deposition. The (unequal) bed erosion provides problems for all river functions, of which navigation depth restrictions are the most manifest for shipping. In addition to problems with regard to navigability, the bed level developments entail challenges for freshwater distribution, water quality and nature, water safety, and the stability of hydraulic structures, cables and conduits (see Figure 1). This problem is reinforced by climate change and socio-economic development.

A system-oriented approach to deal with unequal river bed developments can limit a large number of problems. Stopping, limiting or eliminating bed erosion in the main channel bed can be achieved with active river bed management (sediment management) or a new set of river intervention measures. With sediment management – like the Dutch all sandy coastal management - the river bed can be raised and maintained at a certain - yet to be agreed - level. In addition, large-scale river widening (not locally, but along the entire eroding river stretch) can reduce the sediment transport capacity of the river, and thereby limiting or reducing bed erosion. The material released during river widening can be used to perform river bed management. In this way, river widening not only contributes to the traditional goal of 'reducing flood levels, but can also be used to solve the bed erosion problem and related challenges. Another manner to deal with bed erosion is the construction of longitudinal dam along with secondary flood channels on the floodplain side of these dams

In addition to the morphological system responses, a system-oriented approach also means taking into account the hydraulic behavior of the system. Discharge and storage capacity are required to safely accommodate the river water through the river bed in the event of high floods. Sufficient riverine area contributes to damping and slowing down the discharge wave. Creating extra space can increase the discharge capacity. This can be used for flood risk management objectives: limiting dike reinforcements, solving hydraulic bottlenecks or preventing an increase in high water levels due to climate change. In addition, it may offer flexibly to accommodate other activities in the riverine area. Consider, for example, counter-balancing the impact of nature development on roughness increase and the increase of flood levels. Flexibility in the system is also needed to allow spatial area development. These area developments can contribute to functional performance of the river related to nature, recreation, spatial quality, cultural history, regional economy and energy transition.

Material that is released by increasing the space in the river bed can be used as a valuable material. For example, when reinforcing the dikes, managing the river bed or on the materials market (self-realization). Dike reinforcements can be carried out faster, cheaper and in a more sustainable manner if area-specific material can be used. This is certainly attractive if the material released from river widening in combination with dike reinforcement can ensure a balanced soil balance.

Finally, sufficient widening of the river bed is also important for the flexible implementation of river management (river bed and vegetation management). Performing river management in a not-too-strict straitjacket provides opportunities to organize river management more effectively (less effort, lower costs).

By designing (system)measures in the IRM program in a targeted manner, possibilities arise for “killing several flies with one blow": intervention measures contribute to multiple objectives acknowledging the physical performance of the river system.

New Integrated River Management Program

In recent years, every assignment has been tackled from his / her own domain. Where possible, the other interests at stake in the river area have been taken into account, but the picture is that it is better to integrate tasks and interests earlier in the process and at a higher scale level (taking into account the behavior of the river system as a whole)).

In order to be able to properly cope with conflicting interests, but also to make maximum use of synergy benefits, it is important to look at the challenges in the river area at an early stage in the process and at the right scale level. That is why the minister and the regional administrators have agreed to look more closely at the challenges in the river area together with other stakeholders involved. An assignment has been established for this purpose to develop an Integrated River Management program. The goal of IRM is to ultimately jointly map out the challenges for flood safety, water quality, shipping, freshwater availability, nature and spatial and economic quality, to tackle the challenges together (if there is added value) and to anchor that approach in a policy framework, and method.

Summary: The goal of integrated river management is to arrive at a future-proof river system that can be used in multiple ways and ultimately functions well: no individual measures, but as part of a logical whole and a desired end-image, appropriate to the behavior of the river and doing justice to the various river functions. The IRM program aims for an integrated system-oriented approach, whereby problems related to high and low flows are simultaneously solved in conjunction, taking into account the behavior of the river system.

The intended end result of the IRM program consists of:

-     A policy framework with new policy decisions where necessary and a planning and legal embedding of this intended policy. Two strategic policy choices are explored within IRM: a policy choice for flood water levels in the form of the amount of river widening and a policy choice for maintaining the river bed in the main channel.

-     An integral and system-oriented method. The working method serves various purposes, including: 1. shaping an integrated and system-oriented working method, 2. giving direction to the prioritization of challenges and tasks (assessment framework), 3. providing programmatic support for (multiple) objectives to operate efficiently at project level, and 4. offer guidance for decision-making & governance structure and financing arrangements for the implementation of integrated system-oriented projects (inter linking the policy or policy objectives of the multiple functions of or in the river, increasing effectiveness and efficiency).

-     An implementation program with a set of (system) measures for the layout of the river area until 2050 (tranches, financing, organization). The implementation program contains a description of the measures per tranche of a number of years (6 to 12 years) per river branch. As part of the intended measures may be programmed in other programs such as Flood Protection Program (HWBP) and WFD, a proposal will be made to achieve consistency in implementation. This also applies for intended measures related to river bed management.

The aim is to anchor the strategic policy choices, the integrated and system-oriented working method and the implementation program in a Program under the Environment Act.


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Figura 1: Cambios en las condiciones de los ríos inducidos por el desarrollo a gran escala del nivel del lecho de los ríos holandeses.

Figure 1: Changes in river conditions induced by large scale bed level development in the Dutch rivers.


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