· · · Repository Hydraulic Engineering Reports

Is de opvolger van het in 1992 door CUR/TAW uitgegeven "Handboek voor dimensionering van gezette taludbekledingen". Naast actualisatie wordt nu ook aandacht besteed aan: - de nieuwe constructievariant "blokken op kant"; - toetsing van bekledingen van grote ronde stenen (Noorse steen); - detaillering van de hydraulische belasting ter plaatse van bermen (deze wijkt af van de belasting op taluds). Het rapport bestaat uit drie afzonderlijke delen: Toetsen, Ontwerpen en Achtergronden. De delen Toetsen en Ontwerpen zijn beide onafhankelijk van de anderen delen te raadplegen. Het deel Achtergronden kan worden gebruikt om meer inzicht in de problematiek te verkrijgen.

Een kortdurende, (zeer) zware (noord-)noordwesterstorm over de noordelijke Noordzee veroorzaakte aanzienlijke verhogingen van de waterstanden. Sinds de middelbare stormvloed van 28 januari 1994 was de waterstand bij Hoek van Holland niet meer zo hoog geweest. Tijdens het passeren van de stormvloed zijn de stormvloedkeringen in de Oosterschelde en de Hollandse IJssel gesloten. Het waarschuwingsbureau van de SVSD is geopend geweest van zaterdagavond 20 dec 23h00 t/m maandagmorgen 22 december 01h30.

Deze leidraad geeft aanbevelingen voor een zodanig ontwerp en beheer van een waterkerend kunstwerk of bijzondere waterkerende constructie, dat de verschillende waarden en functies, die het kunstwerk of de constructie kan bezitten, optimaal tot hun recht komen. Hierbij dient het kunstwerk of de constructie te voldoen aan functionele en constructieve uitgangspunten, eisen en randvoorwaarden. Met name de aspecten, die van belang zijn voor de waterkerende functie van deze constructies, komen in deze leidraad aan de orde. Voor de overige functies geeft de leidraad verwijzingen naar relevante TAW-publicaties, zowel andere leidraden als technische rapporten, en overige ontwerpdocumenten of voorschriften

Overzicht van alle historische stormvloeden met hun waterstanden.

Within the framework of the European project CLASH phenomena related to wave overtopping are studied. One of the topics that require further attention is the influence of low-frequency waves on wave overtopping. Here, use is made of field measurements performed at the Petten Sea-defence (by Rijkswaterstaat and made available by RIKZ) and numerical models. During the field measurements storm conditions have been measured. In the present study a series of conditions within the storm period of October 25-28, 2002, have been selected. Field measurements were analysed to obtain incident waves from the measured surface elevations. This analysis shows that the dike reflects low-frequency waves up to 100% (on average 61%), while wave reflection coefficients based on the energy in the short waves are on average 23%. Two numerical models have been applied, one for wave propagation over the foreshore and one for the wave motion on the dike. The model for wave propagation over the foreshore TRITON has been used to study whether the amount of low-frequency energy can be computed accurately and it has been applied to obtain wave conditions at the toe of the dike. Time-signals from measurements and computations have been used as input for the numerical model ODIFLOCS that can simulate wave overtopping. Because the Petten Seadefence is so high that no wave overtopping occurs, in the computations a crest lower than the actual crest has been applied. The results of this analysis indicate that for the studied storm conditions low-frequency energy increases the mean overtopping discharge with a factor up to a maximum of 5. This increase depends on the percentage of low-frequency energy. For the analysed storm period ‘October 2002’, a much lower factor was found (up to 1.4). Also for a condition considered as a ‘super storm condition’ a factor of 1.4 was found. A factor of 1.4 would have a rather small effect on the required crest elevation due to the influence of low-frequency energy.

The coastal team of Delta Marine Consultants [DMC] have taken the initiative to develop a new concrete armour unit for application on breakwaters and shore protections. Following the preliminary model tests conducted at DMC, 2-D hydraulic model tests have been carried out at Delft Hydraulics in October 2002. The experimental set-up and test procedure as well as the main results are briefly reported by Delft Hydraulics [report H4185, Jan 2003]. A comprehensive description of the 2-D hydraulic model tests, test results and further analysis on wave overtopping and hydraulic stability is presented in this report.

The objective of this paper is to bring some international perspectives on the policy, design, construction, and monitoring aspects of Hydraulic and Coastal Structures in general, and whenever possible, to present some comparison (or reasons for differences) between the experiences of various countries and/or geographical regions. This chapter reviews the trends of our hydraulic/coastal engineering profession and presents an overview of miscellaneous aspects, which should be a part of the entire design process for civil engineering structures. This overview ranges from initial problem identification boundary condition definition and functional analysis, to design concept generation, selection, detailing an costing and includes an examination of the construction and maintenance considerations and quality assurance/quality control aspects. It also indicates the principles and methods, which support the design procedure making reference as appropriate to other parts of the chapter. It must be recognized that the design process is a complex iterative process and my be described in more than one way. Some speculation on the possible future needs and/or trends in hydraulic and coastal structures in the larger international perspective is also presented briefly.

Ingevolge de Wet op de Waterkering dienen steenzettingen op waterkeringen vijfjaarlijks getoetst te worden. In de praktijk kan aan veel steenzettingen geen definitief toetsoordeel toegekend worden wegens een gebrek aan wetenschappelijke kennis. In 2003 is daarom door de Dienst Weg- en Waterbouwkunde van Rijkswaterstaat het Onderzoeksprogramma Kennisleemtes Steenbekledingen opgestart. Doel van dit programma is het reduceren van deze kennisleemtes teneinde te komen tot scherpere toetsregels en daarmee sneller en vaker tot definitieve toetsresultaten. In het kader van dit onderzoeksprogramma heeft voorliggend rapport betrekking op het deelonderzoek “Gezette steenbekledingen, deelplan 7.2.2, Stabiliteit van basalt, Deltagoot-onderzoek”. In de Deltagoot van is een steenzetting van basalt op een dijktalud belast door brekende golven. Bij drie verschillende golfsteilheden, namelijk 0,013, 0,025 en 0,035, is de golfhoogte stap voor stap verhoogd totdat schade ontstond, of totdat de grens van de capaciteit van de goot bereikt was. Vervolgens zijn deze proeven bij een golfsteilheid van 0,013 en 0,023 herhaald met een steenzetting van Basalton met vergelijkbare eigenschappen.

Geeft een beschrijving van de sluitingsmiddelen, alsmede een verantwoording van de keuzen die hebben geleid tot het definitieve ontwerp. Bevat achtereenvolgens: Functies en eisen ; Hydraulkisch onderzoek ; Schuiven ; Schuifgeleidingen ; Bewegingswerken ; Elektrische installatie ; Inspectievoertuig schuiven.

Coastal rock structures are widely used in coastal engineering for a variety of purposes, including controlling the morphological development of beaches and providing protection against coastal erosion or flooding by wave overtopping. Strict adherence to existing design guidance has resulted in many of these structures being built using multiple layers of different rock sizes, high quality imported rock and carefully prepared foundations. Some innovative structures have, however, used locally available rock with simpler cross-sections placed on unprepared foundations, apparently without significant reduction to the overall performance of the scheme. This report gives guidance from a short research project which examined practical experience on rock structures from around the UK, with particularly emphasis on those that depart from conventional design rules. The report demonstrates that there are opportunities for lower cost rock structures for beach control and coast protection. Established design guidance provides a good degree of confidence in predictions of performance of coastal structures, but it is widely perceived that simple design rules can be overly prescriptive, particularly for nearshore structures in shallow water depths. The opportunities for lower cost structures principally relate to improved assessment of armour size for depth-limited waves, reduction in armour size for closer armour packing, and the need for complex underlayer / filters. The report emphasises the need to understand the performance of individual structures in the context of the overall scheme and ultimately national objectives, which provides an incentive to re-explore the balance between cost and structure performance. It also encourages the consideration of cost issues during the design of rock structures. Although the use of lower cost structures may also provide safety and environmental advantages, the structures described are envisaged to be of greatest benefit in locations where conventional structures would not be economically justified.

In het kader van het Onderzoeksprogramma Kennisleemtes Steenbekledingen, in 2003 opgestart door de Dienst Weg- en Waterbouwkunde, heeft voorliggend rapport betrekking op het deelonderzoek Gezette steenbekledingen, deelplan 7.3.1, Invloed klemming: statistische analyse trekproeven. Na de constatering van de aanwezigheid van klemming in steenbekledingen is de DWW trekproeven gaan uitvoeren om te kunnen vaststellen of de goede interactie tussen de stenen bij alle stenen aanwezig is, en bij alle typen steenbekledingen. Inmiddels zijn duizenden trekproeven uitgevoerd en gerapporteerd. Het primaire doel van deze studie is het verkrijgen van kwantitatieve informatie over de klemfactor in relatie tot het type steenzetting en de plaats op het talud middels een statistische analyse van de trekproefresultaten. De analyse richt zich op de trekproeven waarvan de netto trekkracht een bepaalde grenswaarde onderschrijdt. Deze grenswaarde is vastgesteld op tweemaal het eigen gewicht. Gegeven de aanname dat die resultaten Rayleigh verdeeld zijn, is bij een bepaalde onderschrijdingsfrequentie met een bepaalde betrouwbaarheid de trekkracht vastgesteld. Deze trekkracht is vervolgens vertaald naar een klemfactor. Bij die trekproeven waarvoor geen resultaten onder de vastgestelde grenswaarde gevonden zijn, is ook met een bepaalde betrouwbaarheid de klemfactor bepaald. In de analyse van de trekproeven is de aandacht geheel geconcentreerd geweest op die blokken die een relatief zwakke klemming hebben ten opzichte van de andere blokken in de steenzetting. Dit komt tot uiting in de onderschrijdingsfrequentie die is gekozen: 0.1 %. Middels een beschouwing is aannemelijk gemaakt dat in dat geval het bezwijkmechanisme tijdens golfaanval goed vergelijkbaar is met dat tijdens de trekproef. Voor verschillende blokken op verschillende niveaus ten opzichte van NAP zijn de klemfactoren in een tabel gepresenteerd. Boven de tijdzone ligt een aanzienlijk deel van de rechthoekige blokken slecht geklemd, terwijl de Hydroblocks en Basaltonzuilen en ook de PIT-Polygoonzuilen daar goed geklemd liggen. Voorlopig kunnen de gevonden klemfactoren nog niet direct in ANAMOS toegepast worden. Hiertoe dient eerst het maatgevende bezwijkmechanisme vastgesteld te worden.

In het kader van het Onderzoeksprogramma Kennisleemtes Steenbekledingen, in 2003 opgestart door de Dienst Weg- en Waterbouwkunde, heeft voorliggend rapport betrekking op het deelonderzoek Scheve golfaanval, Deelplan 3.2’. Dit deelplan is een vervolg op Deelplan 3.1, bureaustudie naar scheve golfaanval. Op veel plaatsen langs de Nederlandse kust zijn de golven onder maatgevende condities minder steil dan de golven waarop voorgaande steenzettingsonderzoeken zich richtten. Met het kleinschalig 3D modelonderzoek beschreven in dit meetrapport zijn drukken gemeten op het talud ten gevolge van scheve golfaanval. De data is verkregen door uitvoering van 38 modelproeven met minimaal 1000 golven (Pierson Moskowitz) op een taludhellingen van 1:3 in Vinjébassin van WL | Delft Hydraulics. De proeven zijn uitgevoerd met 3 golfsteilheden en met zowel kort- als langkammige golven. De beschouwde golfrichtingen zijn 0°,10°,20°,30°,40°,50°,70° en 90° ten opzichte van de normaal van de dijk. Daarnaast zijn in dezelfde faciliteit 4 proeven uitgevoerd op het 1:3 talud met een dubbeltoppig TMA-spectrum. Gedurende deze proeven zijn de drukvariaties gemeten op 47 locaties op het talud, zodanig gekozen dat drukvariaties ten gevolge van zowel de golfterugtrekking als de golfklappen zo goed mogelijk gemeten konden worden.

Field observations of rip currents have been one of the most difficult measurements to obtain, due to the hazardous nature and the fact the rip current channels tend to migrate. This dissertation examines: 1) innovative methods of obtaining nearshore bathymetry and current profiles within rip current channels, 2) the analysis of long-term video monitoring of rip current morphology at Duck, NC, and 3) the hydrodynamics (steady, sea breeze, infragravity (0.004-.04 Hz), and very low frequency «0.004 Hz)) and morphodynamics of a rip current field experiment (RIPEX) in Sand City, Monterey Bay, CA. In order to acquire proper measurements of nearshore morphology, traditional hydrographic surveying gear was placed in water-tight containers and mounted on a personal watercraft (PWC). The PWC system was tested and evaluated in Myrtle Beach, SC and tilized on the beaches of California, Florida, Oregon, and Washington. An acoustic Doppler current profiler was added to the PWC for the cquisition of vertical velocity profiles within a ip current system, which was evaluated against fixed instruments. hree years of time-averaged video images from an Argus Station at Duck, NC were analyzed to gain insight on rip current channel behavior. Long-term observations suggest that rip current morphology is quasi-stable, and is only modified during extreme storms (Hmo>3) when there is a significant longshore current (V> 1m/s). uring Spring 2001, a rip current field experiment (RIPEX) was carried out in which an extensive array of wave current sensors were deployed on a complex beach, where rip urrents were relatively persistent and plentiful. The easurements obtained during RIPEX llowed for a complete evaluation of rip current behavior through current, pressure, video, and athymetric measurements, currently missing in the existing literature. Particular attention was ocused on rip current pulsations, steady flows, sea breeze conditions, morpho- dynamics, vertical flow structure, and newly observed very low frequency motions.

Experimental results are very important to understand the complex nature of sand transport. They give insight in the relevant processes and can be used to validate model concepts. Most of the laboratory experiments on wave-related transport processes are carried out in oscillating water tunnels and in wave flumes. There are large-scale and small-scale oscillating water tunnels and wave flumes. In large-scale tunnels and flumes, the velocities close to the bed and the wave periods can be comparable to the velocities occurring in nature. Therefore, it is possible to perform full-scale experiments. The simulated flow feld in oscillating water tunnels differs from the flowfield in nature (and from the flowfield in wave flumes). In contrast with the orbital motion under real propagating waves, the same phase occurs at every location along oscillating water tunnels. Furthermore, vertical orbital motions are not simulated. A review of these laboratory data sets on wave-related transport mechanisms in the ripple regime shows the following. 1. During one wave cycle two concentration peaks occur above the ripple crest and ripple trough (lower peaks, larger time lags): one just after °ow reversal probably generated by lee-side vortices and one around maximum °ow probably generated by stoss-side vortices. 2. The phase of eddy shedding and suspended cloud ejection is possibly linked to the orbital diameter normalized with the ripple length. 3. The velocity and concentration fields above the ripple structure are so complex that it appears to be impossible to relate the local instantaneous sediment concentration to a local instantaneous fluid velocity. 4. There is empirical evidence that the vertical distribution of the time-averaged concentration (for symmetric, asymmetric, regular, and irregular waves) can be described with an analytical solution of the advection-diffusion equation with a constant decay length. However, proper expressions for this decay length and the reference concentration do not exist. The decay length is possibly linked to the ripple height. 5. Despite the larger onshore orbital velocities, the net wave-related transport over ripples is in most cases offshore-directed due to phase lags between velocities and concentrations caused by vortices on the lee-side of ripples. 6. The number of data sets on wave-related transport processes in the ripple regime with relatively large mobility numbers (psi > 100) and wave periods (T > 5 s) is limited. This especially accounts for time-dependent concentration and net transport measurements.

Study on wave runup on a permeable rubble mound breakwater with antifer cubes as armour unit. Comparison of literature data with prototype measurement on the Zeebrugge breakwater and with data in laboratory experiments on different scales. Relation between wave runup and the pattern of the cubes. Some influence of the width of the spectrum was found.