· · · Repository Hydraulic Engineering Reports

Bundelt alle aspecten over waterspanningen, zoals die in de laatste decennia zijn ontwikkeld en in vigerende leidraden en voorschriften voor dijkbeheer en –ontwerp zijn genoemd. Voor verschillende typen dijkprofiel zijn concrete situaties in detail uitgewerkt. In dit rapport is in het bijzonder ingegaan op de praktische toepassing bij toetsen en ontwerpen. Een waterkering wordt echter mede gekarakteriseerd door discontinuïteiten, zoals scherpe variatie in de geologie, constructieovergangen en kruisingen (leidingen e.d.).

In dit rapport is de kennis gebundeld die is opgedaan bij het onderzoek naar de toepassing van kistdammen en diepwanden in waterkeringen. Het beschrijft onder meer een methode om een dergelijk kunstwerk te ontwerpen en/of te toetsen op een vooraf vastgesteld betrouwbaarheidsnivo. In hoofdstuk 2 wordt ingegaan op de functies van dijken in het algemeen en op de functies die een kistdam of diepwand in een waterkering kan vervullen. In hoofdstuk 3 wordt inzicht gegeven in de verschillende krachten, belastingen en bezwijkmechanismen op een kistdam of diepwand in een dijk. Verder worden de effecten van de constructie op de mechanismen van de dijk in beschouwing genomen. In hoofdstuk 4 worden alvorens de mogelijke aanpak voor de bepaling van de veiligheidsnorm en de veiligheidsfactoren te beschrijven, de veiligheidsnormen volgens de vigerende normen en leidraden in beeld gebracht. Tevens worden de tekortkomingen van deze vigerende normen ten opzichte van de gewenste benadering geïnventariseerd. In hoofdstuk 5 wordt een overzicht gegeven van de bestaande rekenmodellen die toepasbaar zijn voor de berekening van een kistdam of diepwand in een waterkering. In het vervolg van dit hoofdstuk wordt een uiteenzetting gegeven van de problemen die bij de modellering en berekening kunnen rijzen en de (on)mogelijkheden die er zijn om deze op te lossen. In hoofdstuk 6 wordt een opsomming gegeven van de voor het ontwerp en/of toetsing benodigde parameters. In hoofdstuk 7 wordt aangegeven welke aspecten, randvoorwaarden vormen voor de keuze en het ontwerp van een kistdam- of diepwandconstructie. In hoofdstuk 8 wordt vervolgens een ontwerpprocedure voorgesteld in de vorm van een stappenplan. De grote lijn van de berekening en een aantal aandachtspunten bij de schematisering worden eerst gegeven waarna per methode (klassiek, deterministisch en probabilistisch) een berekeningsstrategie/stappenplan volgt. In hoofdstuk 9 zijn een aantal specifieke detailleringsaspecten van kistdammen en diepwanden als dijkversterking nader toegelicht. In hoofdstuk 10 worden aanwijzingen gegeven voor de uitvoering van kistdammen of diepwanden in dijken. In hoofdstuk 11 tenslotte zijn enkele aspecten van beheer en onderhoud opgenomen.

Een combinatie van springtij en een noordwesterstorm over de gehele Noordzee veroorzaakte hoge waterstanden langs de Nederlandse kust. 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 zondagmorgen 8 februari 4h00 t/m maandagmorgen 9 februari 3h00.

Bij WL is onderzoek uitgevoerd naar stabiliteit van breukstenen taluds bij (zeer) ondiepe voorlanden. De paper voor Coastal Structures 2003 "Stability of rock slopes with shallow foreshores" door van Gent, Smale en Kuiper is een samenvatting van het werk. Hierin wordt voorgesteld een andere periodemaat te nemen dan in de van der Meer formule en daarbij de coëfficiënten opnieuw te kalibreren. Uiteindelijk wordt een nieuwe formule voorgesteld waarin de periode invloed volledig is verdwenen.

One of the main objectives within the EU-project CLASH (www.clash-eu.org) was to create a generic prediction method for wave overtopping at coastal structures by means of the Neural Network technique. An extensive and homogeneous database on wave overtopping was set up within CLASH, mainly with the aim to be used for the training process of the Neural Network (NN). A total number of 10,532 tests from 163 independent test series were screened and included in the database. The final database consists of far more information than needed for the training of the NN: 31 parameters are included to describe each overtopping test of which only 17 are used for the NN development. This explains the possible use of the overtopping database on its own. Plotting various parameters of the database together in graphs gives a clear view on the contents of the database. Also the ranges covered by the parameters can be detected in this way. The creation of the database, the analysis of the database, and the possible use of the database on its own are described in this paper.

The present report describes the full scale measurements at the Zeebrugge breakwater within the framework of Workpackage 3: Full Scale Measurements of the CLASH-project. First a general description of the field site is given. Afterwards, two types of full scale measurements are described: on the one hand the wave overtopping measurements and on the other hand the measurements to identify hazards resulting from wave overtopping. Finally, results obtained until now (September 2003) are presented.

The main objective of Workpackage 5 is to use numerical simulation of wave overtopping in order to solve the problem of suspected scale effects. A second, related, objective is to improve existing codes in such a way as they are able to simulate wave overtopping in a reliable way. The final, single, objective is to numerically model long waves on the shallow foreshore at Petten in order to understand the phenomenon of long waves and their effect on overtopping. This report deals with the work undertaken towards the first two objectives, the simulations undertaken for objective 3 are the subject of a separate report entitled “Influence of low-frequency waves on wave overtopping” by M.R.A. van Gent and C.C. Giarrusso and published by WL | Delft hydraulics in November 2003. Realistic simulations of wave overtopping require numerical methods which are able accurately to simulate the shoaling, breaking and possible overturning of waves prior to their impact on the seawall. It is a further requirement that the simulation continues after impact, modelling the formation of the overtopping jet and the reflection of the wave. The research groups at Manchester Metropolitan University (MMU) and the University of Gent (UGent) have been working in parallel on the development of such numerical codes. The MMU code, AMAZON-SC, is a numerical wave flume based on the free surface capturing approach. While the UGent code, LVOF, is a numerical wave basin based on the volume of fluid approach. This report describes the progress of these numerical methods, in order to address the first two objectives of Workpackage 5. Their application to various cases, is also discussed, including: a test problem involving wave overtopping of a smooth sea-dike, wave overtopping at Samphire Hoe and an investigation of scale effects on rough impermeable structures. The Report begins with a general introduction, followed by a section describing AMAZONSC (the MMU code), a section describing LVOF (the UGent code) and then some general conclusions.

Based on a database of laboratory data on wave overtopping (around 10,000 tests) a neural network technique is used for producing a generic prediction method. In the first database (around 7,000 tests) the following white spots were detected where additional tests could improve the generic prediction method. This report deals with the laboratory tests performed to give additional information on obliqueness, short-crested waves and directional spreading performed at Aalborg University, 2004.

This report details the results of the second phase of the additional white spot tests undertaken by the University of Edinburgh. Part A was undertaken by Aalborg University who investigated the effect of wave obliquity. Edinburgh were commissioned to undertake a series experiments to determine the relative difference in overtopping characteristics for various types of armour units. Mean overtopping discharges were required behind the crest unit and also at the transition from slope to crest (excluding the crest). The sea state was a standard Jonswap spectrum ( gamma = 3.3 ) and the overtopping for approximately 1000 waves was to be recorded. The standard test programme gave three wave heights, two water levels and three wave steepnesses (sop = 0.02, 0.035 & 0.05). Chapter 2 (Van der Meer) describes the background and objectives of the proposed experiments. Chapter 3 reports the experimental set-up, Chapter 4 details the results and finally Chapter 5 gives conclusions. A small study to investigate the effect of crest berm width is given in Appendix I.

Tests have been performed with low steepness and reshaping breakwaters at Ghent University and Aalborg University respectively. The reshaping breakwater is a type of breakwater where the information on overtopping is very limited. The additional tests are described in the following four reports: .. D24 – Part A: Effect of obliqueness, short-crested waves and directional spreading .. D24 – Part B: Influence of surface roughness/permeability .. D24 – Part C: Low steepness tests .. D24 – Part D: Reshaping breakwater tests This report deals with the laboratory tests performed to give additional information on overtopping of reshaping breakwaters performed at Aalborg University, 2003-2004.

Met de infiltratieproeven van Kruiningen, Baarland en Willem-Annapolder is aangetoond dat wateroverdrukken bij maatgevende omstandigheden mogelijk zullen leiden tot opdrijven van een ingegoten bekleding, maar niet noodzakelijk tot bezwijken van deze bekleding. Indien de toplaag niet opgedreven is, wordt bezwijken door de maatgevende golfklappen door de experts zeer onwaarschijnlijk geacht. Wel blijft de vraag hoeveel groter dan maatgevend een golfklap moet zijn om wèl tot bezwijken te komen. Bij een opgedreven toplaag bestaat de vrees dat maatgevende golfklappen mogelijk tot bezwijken van de bekleding kunnen leiden. Op grond van het bovenstaande mag worden verondersteld dat het voorkomen van opdrijven van de toplaag en het minimaliseren van de watertoevoer onder de toplaag, de sterkte van de bekleding zeer ten goede komt. Een mogelijkheid om de watertoevoer te minimaliseren is het toepassen van een waterslot. In deze notitie wordt getracht langs analytische weg en op basis van een case meer inzicht te krijgen in de sterkte en het gedrag van ingegoten bekledingen. Doel is aannemelijk te maken dat bij een geringe watertoevoer, al dan niet door de aanwezigheid van een waterslot, zich geen waterlaagje zal vormen of dat dit niet tot bezwijken van de bekleding zal leiden.

Design manual for construction of dams, weirs, spillways and training works in small rivers using gabions. Includes also a manual on the fabrication of the gabion. Maintenance of gabions. Experiences with gabions in Niger.

De waterkeringen die Nederland beschermen tegen overstroming vanuit de zee of de rivieren zijn nog nooit zo sterk geweest: de kans op overstroming van delen van het land is sinds de watersnoodramp van 1953 sterk verminderd. Toch is Nederland in de afgelopen jaren aanmerkelijk kwetsbaarder geworden voor het gevaar van overstroming: het overstromingsrisico is toegenomen door een sterke toename van de schade bij een eventuele overstroming. De controverse tussen sterkere dijken en een groter risico wordt grotendeels toegeschreven aan een sluipende discrepantie tussen de handhaving van wettelijk voorgeschreven normen gericht op de sterkte van dijken, en de gestaag doorgaande sociale en economische ontwikkeling. De normen zijn grotendeels gebaseerd op inzichten van de periode 1953-1960, kort na de watersnoodramp in zuidwest Nederland. De huidige ruimtelijke verdeling van de financieel-economische waarde van dijkringgebieden sluit niet langer aan bij de ruimtelijke verdeling van normniveaus in de wet. Bovendien lijkt de Nederlander overstromingen door falende dijken niet meer te zien als een natuurverschijnsel dat af en toe kan optreden. Het overstromingsgevaar lijkt te worden beschouwd als een risico vergelijkbaar met extern opgelegde risico's als industriele installaties, luchthavens en treinemplacementen. Vergelijking van het overstromingsgevaar met deze externe risico's laat zien dat de kans op veel dodelijke slachtoffers tengevolge van overstromingen veel groter is dan de kans op veel slachtoffers tengevolge van alle bekende externe risico's bij elkaar. Vergeleken met andere landen (Europa, de VS, Japan) gelden in Nederland al hogere normen voor de waterkeringen, wat ook in overeenstemming is met de hoge kwetsbaarheid van de Nederlandse samenleving (dichtbevolkte en hoogontwikkelde onder zeeniveau gelegen gebieden). Een verdere toename van het overstromingsrisico wordt voorzien, als gevolg van de verdere stijging van de zeespiegel, klimaatwijzigingen en verdere sociale en economische ontwikkeling. Technische oplossingen zijn niet langer het enige antwoord op deze toename. In de afgelopen jaren was de aandacht met name gericht op de hoogte en sterkte van waterkeringen. Opties op het gebied van de ruimtelijke ordening zijn buiten beeld gebleven. Gedacht kan worden aan het vermijden van risicovolle bouwlocaties en het compartimenteren van grote dijkringgebieden. Steun vanuit de politiek is essentieel: het verleden heeft laten zien dat deze steun enige tijd na een ramp snel inzakt.

This report provides a methodological background that will be used in the assessment of hazards of overtopping. Those assessment methods that attach a monetary value to the effects on resources are focussed upon. The relationships between the characteristics of overtopping and the use of specific valuation techniques is further explored. Attention is paid to issues, which ask for methodological decisions. A literature overview of the methods for assessing flood damages will be given. These insights and structuring the process of valuation result into a guidance to the valuation of controlling overtopping. This approach is applied in two case studies.Chapter 2 starts with some general definitions on overtopping and an introduction to socio-economic impacts and how to value them. Chapter 3 focuses on the economic valuation of human lives at risk. Based on the insights presented in the former chapters, an approach is presented in chapter 4 that structures and assists the actual assessment of controlling overtopping. This approach is then applied in chapter 5 which deals with the assessment of activities that limit overtopping at two different sites (village De Haan and the port of Rapallo). Finally, chapter 6 presents some conclusions.

Following this introductory section, Chapter 2 discusses the Samphire Hoe field measurements and results, Chapter 3 the design and operation of the laboratory measurements and the results are described in Chapter 4. Finally in Chapter 5 the data are compared and the principal conclusions are given.

Within WP4.2 laboratory investigations for the Ostia rubble mound breakwater are performed in the wave flume of Ghent University (later UGent) and in the wave basin of Flanders Hydraulics (hereafter FCFH). In order to check any influence that is typical for laboratory measurements and to identify possible causes for differences in results, tests with same characteristics are carried out in the two laboratories (UGent and FCFH). This report describes laboratory facilities at both UGent and FCFH and results of the physical model tests carried out in those facilities.

Within WP4 laboratory investigations for the Zeebrugge rubble mound breakwater have started in the wave flume of Leichtweiß-Institute for Hydraulic Engineering of the Technical University of Braunschweig (hereafter LWI) and in the wave flume of the Universidad Politécnica de Valencia (hereafter UPVLC). In order to check any influence that is typical for laboratory measurements and to identify possible causes for differences in results, identical tests will be carried out in the two laboratories (LWI and UPLVC). This report describes the laboratory facilities at LWI and UPVLC and the results of LWI and UPVLC parametric tests as well as the UPVLC and LWI reproduction of storms and tests with wind conditions. The results of these tests will already give an indication for (i) scale effects to be expected; (ii) differences of various types of measurement techniques; (iii) model effects; (iv) relative importance of analysis methods and (v) wind effects; and (vi) magnitude of forces on persons induced by overtopping waves (hazards).

Following this introductory section, Chapter 2 discusses the Samphire Hoe field measurements and results, Chapter 3 the design and operation of the laboratory measurements and the results are described in Chapter 4. Finally in Chapter 5 the data are compared and the principal conclusions are given.

Massive mining of sand from the middle and lower shoreface (depths of 10-30 m) in large-scale mining and borrow pits will be required in future in many European countries to nourish coastal beaches and dunes in response to increased coastal erosion due to expected sea level rise. The offshore mining of sand will require fundamental knowledge of morphological and sand transport processes at deep water (middle and lower shoreface). At present stage of research our understanding of these processes, especially sand transport, is not sufficient to assess the impact of massive sand mining. Therefore, research on sand transport, focusing on middle and lower shoreface, is a key topic within the EU-Sandpit project. The overall objective of the EU-Sandpit project is to develop reliable prediction techniques and guidelines to better understand, simulate and predict the morphological behaviour of large-scale sand mining pits and the associated sand transport processes at the middle and lower (offshore) shoreface and also surrounding coastal zone. The emphasis is on the role of large-scale offshore sand mining pits, but the morphological behaviour of dredged channels and trenches for navigation, pipelines and telecom-cables will also be addressed. The potential use of large-scale sand banks and shoals for sand mining will also be studied. Furthermore, the ecological effects of sand mining and dredging will be evaluated and summarized. In the framework of the EU-Sandpit project, field measurements of hydrodynamics and sediment transport were done in March/April and September/October 2003 at 2 km off the coast of Noordwijk aan Zee, the Netherlands. The field data will be used to improve, calibrate and validate sediment transport models and morphodynamic models. The present report provides an overview of the hydrodynamic and sediment transport data measured with the HSM tripod of the University of Utrecht during the first weeks of the EU-Sandpit measurement campaigns. Measurements with various other instruments were also done during these campaigns and are described in separate contributions. Besides the detailed time series given in this report, the measured data are clustered into 33 groups of similar wave heights and current velocities to simplify the use for modellers. Clustering significantly reduces the amount of data and clearly illustrates the general trends in the data.