· · · Repository Hydraulic Engineering Reports

Description of the construction of the Feni closure dam in Bangladesh

Overview report of the final design of the Feni closure dam in Bangladesh

During the storm season from October 2006 untill April 2007 several severe storms occurred at the North Sea. Three storm periods are selected to study the realiability of the SWAN wave model by means of a hindcast. The objective of this hindcast is to gain insight into the performance of the SWAN model, especially under storm conditions for the Hydraulic Boundary Conditions with particular emphasis upon the strengths and weaknesses of the model. The three selected stormperiods (11 and 12 January 2007, 17 and 18 January 2007 and 17 and 18 March 2007) can be described as regular western storms with wind directions varying from the southwest to the northwest and with moderate waterlevels. For these storm periods, measurements from twelve locations using the measurement network at the Tidal inlet of Ameland are used. At the start of this study, the measured wave conditions are validated agian by a consistency check. In order to prevent a selection of spurious measurements for the comparison of measured and modelled waves, all suspicious measurements are excluded from the hindcast selection. The selection of hindcasting moments is based on three different hypotheses. These hypotheses were formulated using the expected behaviour of SWAN during wind growth at shallow water, current conditions and triad interactions. In totally 31 moments are simulated (representing one third of the storms) with the current version of SWAN. The analysis of the differences between the modelled and measured wave parameters and wave spectra shows that for typical Wadden Sea conditions (wind growth over shallow water) SWAN seriously underestimates the significant wave heights. The wave period is well simulated by SWAN. The largest underestimation is observed at the buoy locations at the shallow locations. In the table below the averaged deviation (sigma factor) of SWAN in relation to the measurements is given for different areas.

Het voorliggende rapport geeft een samenvatting en totaaloverzicht van de inhoudelijke resultaten tot dusver in het Onderzoeksprogramma Kennisleemtes Steenbekledingen (OKS). Het betreft fase 2 van project Evaluatie en Bijsturing OKS. Tezamen met de evaluatie van het proces in fase 1, vormt deze vastlegging van de inhoud een basis voor het komen tot een voorstel voor bijsturing van het onderzoeksprogramma in fase 3. De hoofdmoot van de werkzaamheden heeft bestaan uit het bestuderen en samenvatten van de formele onderzoeksrapporten (in enkele gevallen is dat ook gedaan voor belangrijke conceptrapporten). Voor zover wenselijk, bijvoorbeeld ter verduidelijking van bepaalde details, is in aanvulling hierop bilateraal contact gezocht met de opdrachtbegeleiders. De samenvattingen voor de verschillende Deelonderzoeken zijn in dit rapport in afzonderlijke hoofdstukken gepresenteerd. In het afsluitende hoofdstuk 18 is vervolgens een overzicht gemaakt van de diverse onderzoeken, inclusief hun samenhang. Een goed overzicht kan worden verkregen wanneer de onderzoeken worden ingedeeld per faalmechanisme, met daarbinnen een onderscheid tussen enerzijds het vergroten van fysisch begrip (onderzoek invloedsaspecten) en anderzijds de verwerking in rekenregels In de navolgende figuur wordt dit zichtbaar gemaakt (overgenomen uit hoofdstuk 18). De samenhang tussen de onderzoeken blijkt soms zeer groot (bijvoorbeeld Reststerkte en Klemming), maar andere staan op zich zelf (Afschuiving, Ingegoten bekledingen en Noorse steen). In hoofdstuk 18 wordt ook een samenvattend overzicht gegeven van op de belangrijkste resultaten tot dusverre. Enkele deelonderzoeken zijn zover gevorderd dat er al een indruk ontstaat van de eindresultaten: · scheve golfinval: de ‘zorg’ vooraf over inval tussen 30° en 60° lijkt mee te vallen terwijl voor schuinere inval enige aanscherping mogelijk lijkt; · lange golfperiode: in lijn met de verwachting lijkt enige aanscherping mogelijk voor lange periodes, vooral bij open bekledingen; · basalt: de ‘zorg’ vooraf dat basalt ongunstiger is dan betonzuilen lijkt te worden bevestigd, maar het probleem zou mee kunnen vallen doordat het vooral speelt bij niet-‘ingegolfde’ bekledingen terwijl basalt in de praktijk meestal in vaak belaste zones ligt; · inslibbing: de gehoopte aanscherping lijkt niet te zullen worden gerealiseerd; · afschuiving: in lijn met de verwachting lijkt het mogelijk om aan te tonen dat het faalmechanisme voor veel bekledingen niet relevant is; · Noorse steen: een nieuwe, scherpere toetsregel lijkt op korte termijn haalbaar. Bewezen sterkte speelt hierin een belangrijke rol. Voor enkele andere aspecten is weliswaar al veel werk verricht, maar is binnen OKS nog meer onderzoek nodig om te kunnen inschatten in welke richting de eindresultaten zich bewegen. Het betreft de invloedsaspecten klemming (in relatie tot reststerkte), golfklappen en belastingduur, het rekenmodel ZSteen en het bekledingstype Ingegoten bekleding.

In deze rapportage wordt de toetsing van steenbekleding op een helling gedurende belasting door golven behandeld. De werking van het golffront en golfklap worden hierin constructief benaderd. Afgesloten wordt met de dynamische respons en de zwakte punten in de toplaag.

Dit rapport is een onderdeel van het Onderzoekzoeksprogramma Kennisleemtes Steenbekledingen. Het betreft onderzoek op deelplan 7.3 naar de kennisleemte omtrent de bijdrage van klemming aan de stabiliteit van steenbekledingen onder golfaanval. Er is een mechanicamodel beschikbaar voor de bijdrage van klemming. Dit model gaat uit van de aanwezigheid van normaalkracht in de toplaag. De wrijving van de toplaag over de onderlaag beïnvloedt deze normaalkracht. De normaalkracht is bepalend voor de moment- en dwarskrachtcapaciteit van de toplaag, en daarmee voor de stabiliteit onder waterdrukken die groter zijn dan het effectieve gewicht van de bekleding. Deze fenomenen zijn onderzocht middels laboratoriumproeven. Dit rapport is het meeten analyseverslag van de proeven. Er is een wrijvingsproevenserie uitgevoerd met 37 proefnemingen met intotaal 368 meetwaarden. Het blijkt dat over de grootte en over de beïnvloedende fatoren relevante en statistisch betrouwbare uitspraken kunnen worden gedaan. De gemiddelde wrijving blijkt ca. 0.6. Deze bevinding is in overeenstemming met de literatuur. De lengte van de glijweg, de korrelgrootte, de elementgrootte en de verandering van richting van de beweging blijken van significante invloed. De validatie van het mechanicamodel is uitgevoerd middels trekproeven (49 stuks op een wrijvingsloze bedding en 12 stuks op een bedding van steenslag), waarbij een strook van 1.5 m breedte in breedterichting uniform belast is. In lengterichting is de belasting sinusvormig met variabele lengte. De belasting representeert de druk die onder de bekledingen optreedt bij golfbelasting. Het blijkt dat de trekproefresultaten trendmatig goed overeenkomen met de predicties volgens het model. De kwantitatieve resultaten laten zich verklaren met verfijningen in het model. Het onderzoek biedt een goede basis voor bureaustudie en mogelijk ook voor toekomstige toepassing van een stabiliteitsbijdrage van klemming in ontwerp en toetsing van steenbekledingen.

In opdracht van Rijkswaterstaat Dienst Weg- en Waterbouwkunde heeft Royal Haskoning een onderzoek uitgevoerd dat een overzicht oplevert van de relevante kennisleemtes, gerelateerd aan de oppervlakken bekleding waarvoor de kennisleemtes van toepassing zijn. Het onderzoek beoogt antwoord te geven op de volgende vragen: • Wat kost het in tijd en geld om de kennisleemtes op te lossen; • Wat kost het als de kennisleemtes niet worden opgelost; • Wanneer komt de uitvoering in de verdrukking op basis van de huidige kennis; • Hoe is het landelijk beeld m.b.t. kennisleemtes versus uitvoering; • Wat zijn de consequenties op de lange termijn. Ten aanzien van de oppervlakken is het onderzoek gericht op Westerschelde, Oosterschelde en IJsselmeergebied. De toetsingsresultaten in de vorm van Steentoetsbestanden vormen hiervoor de basis. De overige watersystemen worden slechts kwalitatief beschouwd.Ten aanzien van de kennisleemtes wordt alleen gekeken naar de faalmechanismen van de bekleding zelf. In dit onderzoek wordt niet expliciet gekeken naar de reststerkte (in TAW -kader wordt een aparte inventarisatie uitgevoerd naar deze kennisleemte ) en ook niet naar de specifieke aspecten van overgangsconstructies van dijken naar duinen. De berekeningsmethoden van hydraulische randvoorwaarden vallen ook buiten het onderzoek, maar de verwerking van bijzondere randvoorwaarden (zoals extreem lange golfperioden) in de rekenregels voor steenzettingen valt er wel binnen. In de afweging of onderzoek naar kennisleemtes nodig is, kunnen ook niet-monetaire aspecten een rol spelen (landschap, duurzaamheid, etc.). Deze aspecten worden in dit onderzoek niet bekeken (maar moeten in de uiteindelijke afweging wel een rol spelen). De opbouw van het rapport is als volgt: • hoofdstuk 2: afweging en selectie van de kennisleemtes, leidend tot de set van 7 leemtes waarmee de kosten-batenanalyse wordt uitgevoerd; • hoofdstuk 3: berekening van het steenzettingenareaal waarin de geselecteerde leemtes een rol spelen. Het resultaat is een overzicht van de oppervlakte per kennisleemte; • hoofdstuk 4: beschrijving van de resultaten van de enquête en interviews, met als resultaat het benodigd onderzoek per kennisleemte (inclusief doorlooptijd en kosten) en de mogelijke aanscherping van de rekenregels ten gevolge van onderzoek; • hoofdstuk 5: berekening van de baten en vergelijking daarvan met de kosten; • hoofdstuk 6 en 7: conclusies en aanbevelingen.

Recentelijk bleek uit waarnemingen en onderzoek dat de afsluiting van het Brouwershavensche Gat ongewenste gevolgen heeft gehad voor de natuurwaarde van het gebied. Tevens wordt verwacht dat de situatie verder zal verslechteren wanneer geen corrigerende maatregelen worden genomen. Naar aanleiding hiervan is voorgesteld om de doorlaatcapaciteit van de Brouwersdam te vergroten en de getijwerking weer toe te laten in het Grevelingenmeer. Daarbij is voorgesteld om te onderzoeken of een getijcentrale op een maatschappelijk wenselijke wijze hierin kan worden ingepast. In deze studie zijn vier varianten gedefinieerd die variëren in locatie ten opzichte van de as van de Brouwersdam. Elk van deze varianten kent twee subvarianten met verschil in hydro-elektrische conversietechniek. Voor alle varianten en subvarianten zijn energieprestatie en kosten bepaald. De volledige benaming voor de subvarianten is hieronder getoond: (1a) Tweezijdig turbinerende getijcentrale met bulbturbines, aan te leggen in een droge bouwput ter plaatse van de oorspronkelijke caissons. (1b) Tweezijdig turbinerende getijcentrale met vrije stroomturbines, aan te leggen in een droge bouwput ter plaatse van de oorspronkelijke. (2a) Tweezijdig turbinerende getijcentrale met bulbturbines, aan te leggen in een droge bouwput aan de binnenzijde van de Brouwersdam. (2b) Tweezijdig turbinerende getijcentrale met vrije stroomturbines, aan te leggen in een droge bouwput aan de binnenzijde van de Brouwersdam. (3a) Tweezijdig turbinerende getijcentrale met bulbturbines, aan te leggen in den natte. (3b) Tweezijdig turbinerende getijcentrale met vrije stroomturbines, aan te leggen in den natte. (4a) Sifonoplossing met energieopwekking door waterturbines ter plaatse van de oorspronkelijke caissons. (4b) Sifonoplossing met energieopwekking door hydropneumatische turbines. Voor elk van de varianten zijn aandachtspunten geformuleerd, die gezien kunnen worden als aanbevelingen voor verder onderzoek. Resultaten hiervan kunnen een significante invloed hebben op de kostenraming, maar er wordt verwacht dat dit binnen de ± 50 % ligt.

Dit rapport is een onderdeel van het Onderzoel<zoeksprogramma Kennisleemtes Steenbekledingen. Het betreft onderzoek op deelplan 7.3 naar de kennisleemte omtrent de bijdrage van klemming aan de stabiliteit van steenbekledingen onder golfaanval. Er is een mechanicamodel beschikbaar voor de bijdrage van klemming. Dit model gaat uit van de aanwezigheid van normaalkracht in de toplaag. De wrijving van de toplaag over de onderlaag beïnvloedt deze normaalkracht. De normaalkracht is bepalend voor de moment- en dwarskrachtcapaciteit van de toplaag, en daarmee voor de stabiliteit onder waterdrukken die groter zijn dan het effectieve gewicht van de bekleding. Deze fenomenen zijn onderzocht middels laboratoriumproeven. Dit rapport is het meeten analyseverslag van de proeven. Er is een wrijvingsproevenserie uitgevoerd met 37 proefnemingen met intotaal 368 meetwaarden. Het blijkt dat over de grootte en over de beïnvloedende fatoren relevante en statistisch betrouwbare uitspraken kunnen worden gedaan. De gemiddelde wrijving blijkt ca. 0.6. Deze bevinding is in overeenstemming met de literatuur. De lengte van de glijweg, de korrelgrootte, de elementgrootte en de verandering van richting van de beweging blijken van significante invloed. De validatie van het mechanicamodel is uitgevoerd middels trekproeven (49 stuks op een wrijvingsloze bedding en 12 stuks op een bedding van steenslag), waarbij een strook van 1.5 m breedte in breedterichting uniform belast is. In lengterichting is de belasting sinusvormig met variabele lengte. De belasting representeert de druk die onder de bekledingen optreedt bij golfbelasting. Het blijkt dat de trekproefresultaten trendmatig goed overeenkomen met de predicties volgens het model. De kwantitatieve resultaten laten zich verklaren met verfijningen in het model. Het onderzoek biedt een goede basis voor bureaustudie en mogelijk ook voor toekomstige toepassing van een stabiliteitsbijdrage van klemming in ontwerp en toetsing van steenbekledingen.

Dit rapport is een onderdeel van het Onderzoekzoeksprogramma Kennisleemtes Steenbekledingen. Het betreft onderzoek op deelplan 7.3 naar de kennisleemte omtrent de bijdrage van klemming aan de stabiliteit van steenbekledingen onder golfaanval. Met het programma ZSteen worden stijghoogteverschillen berekend die werken op de toplaagelementen van de bekledingsconstructie. In ZSteen zijn deze stijghoogteverschillen aanleiding tot beweging van de zich los naast elkaar bevindende toplaagelementen. Indien de toplaagelementen worden beschouwd als een samenwerkende ligger zijn de berekende bewegingen geringer. In deze studie zijn beschikbare mechanica modellen van de toplaag geïmplementeerd in een berekeningmodule die, met als startgegeven de door ZSteen berekende stijghoogteverschillen, de toplaag doorrekent als samenwerkende ligger. De uitkomsten van de liggerberekeningen worden getoetst aan de aanwezige capaciteit. Op deze wijze wordt middels een numerieke mechanica berekening voor elke tijdstap de stabiliteit en de vervorming van de toplaag onder golfaanval berekend. Het blijkt dat de geïmplementeerde mechanica kennis samen met de uitkomsten van de hydraulische berekeningen een groter inzicht geeft in de werking van de bekleding en een demonstratie geeft van een nieuwe toetsmethode. Er worden vervolgonderzoeken aanbevolen voor bepaling van de parameters en eventuele verfijningen.

Dit rapport is een onderdeel van het Onderzoeksprogramrna Kennisleemtes Steenbekledingen. Het betreft onderzoek op deelplan 7.3 klaar de kennisleemte omtrent de bijdrage van klemming aan de stabiliteit van steenbekledingen onder golfaanval. Het beschrijft de trekproeven en schuifproeven die in het veld zijn uitgevoerd ter verificatie van het liggermodel voor geklemde steenzettingen. Deze rapportage is het meetverslag en bevat tevens de analyse van de resultaten tot het niveau dat voor verificatie van de modellen gewenst is. De doelstellingen die voor deze proefnemingen zijn opgesteld zijn afkomstig uit voorgaande bureaustudies en laboratoriumonderzoeken. De belangrijkste doelen zijn als volgt samen te vatten: • constitutieve eigenschappen aan de toplaagconstructie toekennen; • de klemming van de steenzetting onder natuurlijke omstandigheden kwantificeren; • middels deze verificatie de weg vrijmaken voor het meerekenen van een bijdrage van klemming bij het toetsen van het mechanisme toplaaginstabiliteit. Verwacht wordt dat de liggerwerking in de twee hoofdrichtingen van de zetting verschillende bijdragen hebben aan de stabiliteit. In deze rapportage is een strokenmodel gebruikt voor de opzet en de analyse van de proeven. De proeven worden uitgevoerd in Zeeland. Er zijn twee proefvakken zijn uitgezet op dijken aan de Oosterschelde en een vak aan de Westerschelde. Er is gemeten aan Hydroblocks en Basalton zettingen met respectievelijk 35 en 25 cm zuilhoogte. Steeds is in de getijdezone en juist daarboven een meetlijn uitgezet waarop een serie proeven is uitgevoerd. ledere serie bestaat uit enkelsteens en driesteens trekproeven en uit smalle en brede schuifproeven. In totaal zijn er 61 trekproeven en 11 schuifproeven uitgevoerd. De proeven worden uitgevoerd met een kar waarop aile apparatuur wordt verzameld. De kar bestaat uit een rijdende staalconstructie, die afgestempeld kan worden op vijzels om tijdens de proeven de belasting af te dragen. Die staalconstructie is de basis van de kar, waaraan ook het aluminium meetframe kan worden gehangen. Deze twee constructies zijn volledig onafhankelijk van elkaar tijdens de proeven en hebben allebei een overspanning van 4 x 4 meter, waar binnen de zetting slechts belast wordt via de trekpunten. De trekproeven zijn voorbereid met een geschikheidsproef, de zogenaamde 'los blok' proef. Voorafgaand aan de echte proefnemingen, worden aile stenen met een kleine opstelling tot ongeveer 5 maal het steengewicht belast om te voorkomen dat er losse stenen beproefd gaan worden. Daarna wordt de meetkar over de te beproeven steen cq. stenen gereden en wordt de eigenlijke meting verricht. Voor de schuifproeven is dezelfde opstelling gebruikt, alleen worden de belastingen en verplaatsingssensoren nu in het vlak van de zetting aangebracht. Voor de metingen zijn 40 verplaatsingssensoren en 3 druksensoren (=krachtsensor) ingezet. Alle data wordt met computerapparatuur geregistreerd, waardoor het mogelijk is de sensoren iedere seconde af te lezen. Naast deze proeven worden specifieke constructie-eigenschappen in een laboratoriumomgeving bepaald.