NCR is the leading cooperative alliance between all major Dutch institutes for river studies. We integrate knowledge, facilitate discussion and promote excellent science.

PhD Defense of Tjitske Geertsema

20 December 2019 - 11:00

Wageningen

Important information

Date: December 20
Time: 11:00 (Starting time, arrive earlier)
Location: Aula, Generaal Foulkesweg 1, Wageningen University (Map, Google Maps)
Contact candidate: tjitske.geertsema@wur.nl

Water level and discharge dynamics in human-affected lowland rivers

The current water policy aims to accelerate discharge, which is causing problems, such as eutrophication, reduced (aquatic) biodiversity, drastic decline in groundwater levels, increased water levels during floods and prolonged droughts, predominantly in urban areas and densely populated lowland areas. To address and prevent these problems, the water policy should concentrate more on water retention. Few of the existing strategies towards water retention have been evaluated regarding their functionality and quantified impacts on the regional water system. Specifically, regional water systems in lowland areas are defined as areas that freely drain in large rivers and where groundwater is an important component in the water system. In this context, the research focusses on the local and regional effects of increasing water levels and delaying discharges in regional water systems. The current practice of stream restoration involves the construction of meander bends and insertion of wood in streams, asserting local controls on stream conveyance capacity and on water level and discharge dynamics. Backwater effects resulting from sharp bends and the obstruction by wood in streams are currently poorly understood, and are considered key sources of uncertainty in predicting the effects of stream restoration and water retention measures. Regionally, streams are typically analysed in isolation from the downstream river system, with the risk of simultaneous occurrence of discharge peaks in the river and its tributaries. Within a catchment, groundwater variation near rivers is rarely being analysed as a response to surface water dynamics. Progress in understanding the impacts of stream restoration on discharge dynamics requires more knowledge about simultaneous occurrence of discharge peaks in a river and its tributaries, and a deeper understanding of response time dependence on open water-subsurface water exchange. The thesis discusses the topics wood in streams (chapter 2), flow in sharp bends (chapter 3), groundwater reaction as result of instant lowering of river water levels (chapter 4) and the simultaneous occurrence of discharge peaks in a main river and its tributaries (chapter 5).

Nederlands

Het huidige waterbeleid heeft als doel water versnelt af te voeren, wat problemen veroorzaakt zoals eutrofiëring, verlaagde (aquatische) biodiversiteit, drastische daling van grondwaterstanden, verhoogde waterstanden tijdens hoge rivierafvoeren en langdurige droogte. Dit speelt voornamelijk in stedelijke gebieden en dichtbevolkte laaglandgebieden. Om deze problemen aan te pakken en te voorkomen, zou het waterbeleid zich meer moeten concentreren op het vasthouden van water. Weinig van de bestaande strategieën voor waterretentie zijn geëvalueerd met betrekking tot hun functionaliteit en effecten op de waterstands- en afvoerdynamiek in het bovenstroomse regionale watersysteem. Bovenstroomse regionale watersysteem in laaglandgebieden zijn gedefinieerd als gebieden die vrij afstromen op grote rivieren en waar grondwater een belangrijk component in het watersysteem is. In dit verband richt het onderzoek zich op de lokale en regionale effecten van verhogen van waterstanden en vertragen van afvoeren in regionale watersystemen. De huidige praktijk van beekherstel omvat de constructie van meanderbochten en het inbrengen van hout in waterlopen, waarbij de lokale transportcapaciteit wordt beperkt en tevens de waterstands- en afvoerdynamiek verandert. Opstuwingseffecten als gevolg van scherpe bochten en obstructie van hout in waterlopen blijven tot op heden slecht begrepen en worden beschouwd als belangrijke bronnen van onzekerheid bij het voorspellen van de effecten van beekherstel- en waterretentie-maatregelen. Regionaal worden bovenstroomse waterlopen doorgaans afzonderlijk van het riviersysteem, waarin ze uitstromen, geanalyseerd. Dit brengt risico’s met zich mee van gelijktijdig optreden van afvoerpieken in de rivier en de zijrivieren. Binnen deelstroomgebieden wordt grondwatervariatie nabij waterlopen zelden geanalyseerd als een reactie op oppervlaktewaterdynamiek. Vooruitgang in het begrijpen van de regionale effecten van waterretentie-maatregelen op de afvoerdynamiek vereist meer kennis over het gelijktijdig optreden van afvoerpieken in een rivier en zijn zijrivieren, en een beter begrip van de responstijd op oppervlakte water- en grondwateruitwisseling. De thesis behandelt de onderwerpen hout in waterlopen (hoofdstuk 2), scherpe bochten (hoofdstuk 3), grondwaterreactie naar aanleiding van onmiddellijke verlaging van rivierwaterstanden (hoofdstuk 4) en het gelijktijdig optreden van afvoerpieken in hoofdrivier en zijrivieren (hoofdstuk 5).

Downloads & links

Tjitske Geertsema on the RiverCare Knowledge Base