| 1 |
|
Modelonderzoek naar de invloed van loodrecht invallende golven op de bodemwrijving veroorzaakt door langsstroming
De vorm van een kust is over het algemeen niet stabiel, maar vertegenwoordigt een momentaan evenwicht in het krachtenspel der elementen. Ze is onderhevig aan een kontinu proces van erosie en/of sedimentatie. Voor een effektieve kustverdediging is het derhalve van groot belang de processen te kennen die bij het transport van sediment een rol spelen.
Een belangrijk aspekt bij sediment transport is bodemwrijving. Immers, de optredende wrijving in het kontaktvlak tussen water en bodem bepaalt of, en in hoeverre bodemmateriaal zal worden meegevoerd door het bewegende water. Langs de kust zijn zowel stroming als golfbeweging bepalend voor de bodemwrijving. In 1967 is door Bijker een theorie ontwikkeld waarbij een gekombineerde term voor de bodemwrijving werd gevonden middels het vektorieel optellen van langsstroomsnelheid en orbitaalsnelheid in een punt nabij de bodem. Bijker gebruikte dit principe bij het opstellen van een formule voor bodemtransport onder stroming en golven (de Bijkerformule).
|
[PDF]
[Abstract]
|
| 2 |
|
Modelproeven ter bepaling van de invloed van loodrecht invallende golven op bodemwrijving veroorzaakt door langsstroming
Dit rapport omvat de beschrijving en de verwerking van de resultaten van proeven in een golfbak. Hierbij is gekeken naar de invloed van golven op de bodemwrijving veroorzaakt door langsstroming. Deze proeven vertoonden grote gelijkenis met de proeven die Bijker in 1967 heeft uitgevoerd.
Het model is zo ingesteld dat er een zo goed mogelijk uniform stroombeeld ontstond, wat inhield een in het gehele model gelijk (vormig), in de tijd constant, stroombeeld. In een aantal punten is de snelheidsverdeling over de vertikaal bepaald met behulp van een micro-molen. Totaal zijn er 36 proeven uitgevoerd met 4 verschillende stroomsnelheden, waarop een loodrecht invallend golfveld werd gezet met verschillende golfperiodes en golfhoogtes. Hierbij werd steeds in 30 punten het waterpeil bepaald. Aan de hand van deze peilen kon met lineaire regressie het verhang in de stroomrichting bepaald worden. Verder zijn nog een drietal proeven uitgevoerd met golven maar zonder stroming, waarbij de orbitaalsnelheid is gemeten.
Met de bestaande theoriëen is geprobeerd om de invloed van een golfveld op de bodemwrijving te bepalen, waarbij 2, in grote lijnen gelijke verhoudingsformules zijn gebruikt. Het verschil tussen beide formules is alleen op welke hoogte boven de bodem de stroomsnelheid en de orbitaalsnelheid maatgevend zijn. Bij een uniforme stroming is de verhouding van de bodemschuifspanningen gelijk aan de verhouding van de bijbehorende gemeten verhangen. Als deze theoretische en experimenten bepaalde verhoudingen vergeleken worden, blijkt dat geen van de beide theoriëen aan de experimentele resultaten voldoen. Verder blijkt uit deze metingen dat een golfveld geen duidelijke invloed heeft op het verhang. Dit is heel iets anders dan Bijker in 1967 heeft gevonden, wat mogelijk veroorzaakt wo rdt doordat Bijker een zand en grind bodem gebruikte en in dit onderzoek een betonnen bodem is gebruikt.
Aan het eind van het onderzoek zijn nog enkele proeven met in ontwikkeling zijnde apparatuur gedaan, waarmee stroomsnelheden in 2 richtingen tegelijk gemeten konden worden. De invloed van golven op de stroomsnelheden kon nu ook gevonden worden. Het bleek dat de vertikale snelheidsverdeling nauwelijks beinvloed werd, maar de stromingen in het gehele model werden wel duidelijk beinvloed. De conclusies zijn dan ook dat de resultaten niet overeenkomen met ge bestaande theoriëen en dat de invloed van een golfveld op de langsstroming nader onderzocht moet worden.
|
[PDF]
[Abstract]
|
| 3 |
|
De vlakheid van steenbestortingen
Laboratory research on the distribution of stones during the dumping process from a side stone dumping vessel. Focus on the variation in the height of the toplayer of the bed protection (degree of leveling). Research in cooperation with Royal Boskalis Westminster.
|
[PDF]
[Abstract]
|
| 4 |
|
Weerstand tegen stroming in de Gorai rivier
In deze studie wordt de weerstand tegen strorning in de Gorai rivier onderzocht. Als basis voor deze studie zijn veldmetingen gebruikt die gedaan zijn door een joint venture van Baggermaatschappijen onder leiding van Koninklijke Boskalis Westminister. Deze studie is gedaan in opdracht van Koninklijke Boskalis Westminister. De ruwheid is een bepalende factor in de wisselwerking tussen waterafvoer en
sedimenttransport. Ook vereisen simulaties van waterbeweging en sedimenttransport middels computermodellen een nauwkeurig beeld van de ruwheid.
Twee hoofdvraagstellingen worden in deze studie beantwoord:
1. In welke mate verandert de weerstand tegen strorning in de Gorai rivier gedurende dalende waterstanden.
2. In hoeverre voorspellen bestaande ruwheidvoorspellers de stromingsweerstand in de Gorai.
Alvorens een samenvatting te geven van het gedane onderzoek naar weerstand tegen stroming worden eerst een aantal kenmerken en eigenschappen van de Gorairivier beschreven. De gemiddelde afvoeren van de Gorai varieren van ongeveer 50 m3/s tijdens laagwater in de maanden maart en april tot 5000 m3/s in de maanden augustus en september. Het waterstandsverschil tussen hoog en laagwater kan oplopen tot ca. 10 meter. De bedding van de Gorairivier bestaat overwegend uit zeer fijn cohesieloos alluviaal materiaal. De korreldiameter waarbij 50% en 90% gewichtspercentage van het zand een kleinere diameter heeft (D50, D90), bedraagt respectievelijk 134 en 211 micron. In de bodemmonsters wordt soms een zeer groot gewichtspercentage silt gevonden (D < 63 micron). De rivier is overwegend meanderend, maar heeft ook vlechtende kenmerken, met name in de eerste 15 km vanaf het splitsingspunt.
Met het I-dimensionaal computermodel Sobek is de ruwheidsparameter onderzocht op de tijdstippen waarop de ruwheidswaarden berekend zijn. Op deze manier kan een vergelijking worden gemaakt tussen de in het model gekalibreerde ruwheidsparameter en de ruwheidsparameter berekent uit over het riviervak gemiddelde dwarsprofielconfiguraties en een aangenomen constant waterspiegelverhang. De gekalibreerde ruwheidswaarden wijken nogal eens af van berekende ruwheidswaarden. Dit is te wijten aan het feit dat in de berekening geen rekening wordt gehouden met afwijking van individuele
dwarsprofielgeometrie t.o.v. het gemiddelde, wat in de Gorai vaak het geval is. Ook de aanname van constant waterspiegelverhang over een riviervak introduceert fouten in de berekening. Uit de simulaties blijkt dat het waterspiegelverhang zich concentreert over gedeelten waar het doorstroomoppervlak vemauwt. De plaats hiervan komt overeen met in het veld geobserveerde probleemlocaties.
Er is ook getracht de waterbeweging te voorspellen over een korte periode van ongeveer twee weken, waarbij een vaste bodem wordt aangenomen en de gekalibreerde ruwheidswaarden constant worden gehouden. Door deze aannames blijkt het model al snel de gemeten waterstanden niet meer accuraat te voorspellen, en daarmee wordt de voorspellingswaarde gering.
Tijdens het veldonderzoek in Bangladesh is getracht gegevens te verzamelen over het sedimenttransport in de Gorai en Ganges. De beschikbare gegevens van december, januari en februari zijn op een rijtje gezet. Er is geprobeerd een relatie te geven tussen stroomsnelheid en sedimenttransport per meter breedte en tussen water- en sedimentafvoer. Alleen het zwevend transport is gemeten omdat het onmogelijk bleek met de beschikbare instrumenten het bodemtransport te meten. Uit een analyse blijkt echter dat de valsnelheid van het sediment klein is t.o.v. de schuifspanningssnelheid. Daarom mag worden aangenomen dat in de morfologisch actieve periode het zwevend transportmechanisme overheerst. Het verdient aanbeveling dit te verifieren met het meten van bodemtransport.
Er zijn te weinig metingen gedaan om hierop kwantitatieve conclusies te baseren. Er zijn meer gegevens over het sedimenttransport nodig om een sedimenttransportformule accuraat te kalibreren.
|
[PDF]
[Abstract]
|
| 5 |
|
Stroomgatontwikkeling tijdens dijkdoorbraak
Binnen de werkgroep E van de Technische Advies Commissie voor de Waterkeringen van Rijkswaterstaat wordt een probabilistische methode voor het ontwerpen van dijken ontwikkeld. Deze methode bepaalt het optimale dijkprofiel op basis van de aanlegkosten van de dijk en de
schadeverwachting. Deze berekeningsmethode vraagt een grote hoeveelheid gegevens.
Een belangrijk aspect is het bepalen van de schadekosten.
Om deze kosten te kunnen voorspellen is het nodig het inundatieverloop te kennen. Het inundatieverloop wordt vooral bepaald door het debiet dat tijdens een doorbraak de polder binnenstroomt. En dit debiet wordt op zijn beurt weer bepaald door het proces van stroomgatontwikkeling in de dijk. Het onderzoeken van dit proces is onderwerp van dit onderzoek (hoofdstuk 2).
Hoewel de geschiedenis van Nederland veel dijkdoorbraken kent, is er nooit onderzoek gedaan naar het proces dat optreedt tijdens zo'n doorbraak. We kunnen natuurlijk niet verwachten dat tijdens een noodsituatie iemand metingen gaat verrichten.De enige prototype metingen die er zijn, zijn dan ook na de doorbraak verricht. Meestal is de bres dan al stabiel. Dergelijke gegevens blijken niet geschikt om een model mee te ontwikkelen.
In de beginfase van het project is besloten tot een literatuuronderzoek om gegevens te verzamelen en het inzicht in het fysisch proces te vergroten (hoofdstuk 4). De informatie uit het literatuuronderzoek blijkt onvoldoende te zijn om een rekenmodel te ontwikkelen. Daarom is er besloten modelproeven te doen in een stroomgoot in het laboratorium voor vloeistofmechanica
van de Technische Universiteit Delft (hoofdstuk 5). Wegens gebrek aan tijd en ruimte is er geen gelegenheid geweest om modelproeven in een reservoir te doen, zodat het onderzoek naar de breedteontwikkeling van de bres beperkt is geweest.
Vanuit de literatuur en waarnemingen uit de proeven is getracht inzicht te verkrijgen in het fysische proces van een dijkdoorbraak. Hoofdstuk 3 biedt een overzicht van dit fysische proces en in hoofdstuk 6 worden enkele aspecten nader bekeken.
Om het onderzoek af te ronden is op basis van een korte theoretische analyse een computermodel ontwikkeld dat de stroomgatontwikkeling beschrijft zoals deze in de proeven optreedt. Het model is eenvoudig opgezet en mist een aantal belangrijke factoren (hoofdstuk 7). Het onderzoek vormt een basis voor vervolgonderzoek, waarbij op enkele aspecten nog diepgaand fundamenteel
onderzoek gedaan moet worden (hoofdstuk 8).
|
[PDF]
[PDF]
[Abstract]
|
| 6 |
|
Bresgroei bij dijkdoorbraken uit het verleden. De ontgrondingskuil als overlaatsysteem
Hoe snel loopt een polder vol met water na een dijkdoorbraak? Het antwoord op deze vraag is van groot belang voor een rampenplan, met eventuele evacuaties, ten tijde van een optredende dijkdoorbraak. Ten tweede is het antwoord van belang voor het bepalen van het inundatierisico. Dit risico is gedefinieerd als de vermenigvuldiging van de kans op inundatie met de verwachte schade veroorzaakt door de inundatie. Op het inundatierisico wordt de vernieuwde ontwerpmethode voor dijken gebaseerd.
Bij een dijkdoorbraak zijn vijf stadia te onderscheiden. In de stadia 1 t/m 3 slijt het dijklichaam zelf weg en in stadia 4 en 5 slijt het doorbraakgat in de breedte verder uit en ontstaat een ontgrondingskuil. Bij dit onderzoek is aangenomen dat de bovenstroomse rand van de ontgrondingskuil in stadium 4 als overlaatrand fungeert. Wanneer er een verband bewezen zou worden tussen verschillende typen overlaten, qua breedte en diepte van de overlaten, en randvoorwaarden, dan zou er ook een verband bekend worden tussen randvoorwaarden en debiet door het doorlaatgat. Met het bekend zijn van een dergelijk verband tussen randvoorwaarden en debiet kunnen rampenplannen voor een polder en het acceptabele inundatierisico voor een specifieke plaats in een dijk goed opgesteld en vastgesteld worden.
De vraagstelling van dit onderzoek bestaat uit twee delen. Ten eerste is de vraag welke typen overlaten qua breedte en diepte zijn te onderscheiden. De breedte van de overlaat wordt gevormd door de breedte van de dijkdoorbraak en de vorm van de overlaat. Ten tweede is de vraag door welke randvoorwaarden welk type overlaat wordt gevormd.
Het antwoord op de eerste vraag is verkregen door in archieven te zoeken naar oude kaarten van ontgrondingsdijken, gevormd bij dijkdoorbraken in het verleden in Nederland. Door een verband te zoeken tussen de verschillende typen overlaten, die zijn onderscheiden en de randvoorwaarden ten tijde van de dijkdoorbraken, is naar het antwoord op de tweede vraag toegewerkt.
Uit archieven is gebleken dat bij 6 van de 7 laatste grote overstromingen, namelijk in 1784, 1799, 1809, 1820, 1855 en 1861 de dijken doorbraken door ijsgang op de rivieren. Opvallend is dat bij alle 7 overstromingen van minstens 4 polders de dijken doorbraken en dat vaak meerdere dijkdoorbraken vlak naast elkaar in een dijk optraden.
Het is gebleken, dat de doorsnede van de bovenstroomse rand van de ontgrondingskuil niet, zoals aangenomen, de debietbepalende doorsnede in stadium 4 is. De rand fungeert niet als overlaatrand (in stadium 4). Er zijn vier typen onderscheiden in de diepte en vorm van de bovenstroomse rand van de ontgrondingskuil. Bij elk van de typen is de beweging van de rand richting het voorland en/of de diepte verschillend. De categorisering in typen van beweging van de bovenstroomse rand van de ontgrondingskuil heeft op zich geen nut met betrekking tot het debiet. De breedte van het doorbraakgat heeft wel invloed op het debiet. Het is niet duidelijk waardoor er bij de bekeken dijkdoorbraken verschil in breedtes is ontstaan. Het onderzoek heeft tot verschillende stellingen geleid. Een stelling luidt: De doorsnede in de lijn van de bovenstroomse zijde van de kruin van de doorgebroken dijk fungeert als debietbepalende doorsnede in stadium 4.
Het verdient aanbeveling om te onderzoeken hoe groot de invloed is van vorst in de dijk op de groei van de breedte van het doorbraakgat bij een dijkdoorbraak. Een andere aanbeveling is om een verband te zoeken tussen de breedte van de dijkdoorbraken en de randvoorwaarden ten tijde van de doorbraken.
|
[PDF]
[Abstract]
|
| 7 |
|
Waterkering Dordrecht
De hoofdwaterkering van Dordrecht, waarvan de Voorstraat een belangrijk onderdeel vormt, is vanaf het eind van de jaren zeventig onderwerp van studie geweest. De kering voldeed niet aan de eisen van de Deltawet en moest hieraan aangepast worden. De beslissing tot de bouw van de stormvloedkering in de Nieuwe Waterweg in 1989 maakte verdere studie naar dijkversterking overbodig. De marge tussen de actuele hoogte en de maatgevende waterstanden is echter klein en zorgt ervoor dat de kering slecht kan inspelen op veranderingen in de randvoorwaarden. Aangezien er indicaties zijn dat de maatgevende waterstanden hoger zijn, is het doel van deze studie het vinden van een oplossing voor de hoofdwaterkering van Dordrecht die in kan spelen op veranderingen in de toekomst. De gehele binnenstad van Dordrecht heeft de status van beschermd stadsgebied. De vele monumenten en de historische structuur maken de stad uniek voor Nederland. Het huidige trace over de Voorstraat loopt dwars door een druk winkelgebied. Gezien deze factoren vereist het zoeken naar een oplossing veel aandacht voor de inpassing van de waterkering in het stadsbeeld. Het meest veelbelovende altematief dat uit eerdere studies naar voren is gekomen was een keermuur geintegreerd in de buitendijkse huizen van de Voorstraat. Deze oplossing is door de hoge kosten en protesten van bewoners en ondememers nooit gerealiseerd. Naast alle in het verleden opgestelde traces zijn in deze studie vijf traces opgesteld. Na een eerste beoordeling zijn vijf traces gekozen om mee te nemen ind e studie. Op elk trace komen bepaalde karakteristieke profielen voor. In totaal zijn er vijf van deze profielen te onderscheiden.Voor elk van deze profielen is de constructie gekozen die hierbij het beste past. Uit de traces komt het trace langs de kaden van binnenstedelijke havens als meest wenselijke trace naar voren. De criteria die bij deze keuze de meeste waarde hebben gekregen zijn afgeleid van de stedebouwkundige en cultuurhistorische aspecten. Het gekozen trace is daardoor een kostbaar alternatief. De constructies die op het gekozen trace worden toegepast zijn een keermuur geintegreerd in de panden en een schuifkering geintegreerd in de kaden. Beide constructies combineren een waterkerende functie met een bestaande functie. Hierdoor besparen ze schaarse ruimte, wat ze uitermate geschikt maakt voor waterkeren in stedelijk gebied. De inpassing van de keringen in het stadsgezicht is goed, omdat ze onder dagelijkse omstandigheden nauwelijks zichtbaar aanwezig zijn. Op een representatief deeltraject is de verticale schuifkering, geintegreerd in de kademuur, uitgewerkt. De kering bestaat uit secties van 20 m. Voor het bewegingssysteem van de schuif is gekozen voor twee hydraulische vijzels per sectie. De afsluiting van de schuif met de betonconstructie geschiedt met een tubeafdichting. De afdichting tussen de schuiven onderling is gewaarborgd door een flexibele slab. De geraamde kosten van de schuifkering op het uitgewerkte deeltraject zijn ongeveer fl. 28.000,-/m. Een schatting van de kosten van het totale trace is niet te geven. Uit het onderzoek is geconcludeerd dat de waterkering van Dordrecht niet zonder vergaande, kostbare, ingrepen kan worden versterkt, Door uit te gaan van een planperiode van 100 jaar en hogere waterstanden dan de officiele, biedt de gekozen oplossing een duurzame oplossing voor de toekomst. Een algemene conclusie is dat constructies die hun waterkerende functie integreren met een bestaande functie het meest geschikt zijn voor waterkeren in gebieden waar weinig ruimte beschikbaar is, zoals steden.
|
[PDF]
[Abstract]
|
| 8 |
|
Breach Erosion of Earth Dams
In this report a breach erosion model for earth dams is presented. Descriptions of historical earth
dam failures and data of (field) experiments are used to form a model in which the geometric
development of the breach is emphasised. Three components form the basis of this model:
1. A water balance in which the inflow into the upstream reservoir, the storage in this reservoir
and the discharge via the breach are related to each other.
2. A descriptor of the sediment entrainment and sediment transport in the breach section.
3. A descriptor of the geometric development of the breach due to the erosive capacity of the
water that flows through the breach.
The model is based on the breach erosion model for sand dikes BRES (BReach Erosion in Sanddikes,
Visser, 1998), which was developed using both field and laboratory experiments. The
adjustments to this model are inspired by the main difference between dikes and earth dams.
Dikes have a relatively low long body, while earth dams are high and relatively short with respect
to this height. This difference makes the description of the development of the initial breach
through erosion in vertical direction more important for earth dams. Therefore this vertical
erosion is described more in detail than in BRES. The following adjustments are made to the
BRES model:
1. The breach section is split up into two parts: a top channel and a downstream channel.
Contrary to 'the BRES not only erosion along the downstream channel is taken into account,
but erosion along the top channel as well.
2. Enhanced geometric description of the channel along the downstream face of the dam,
because it is expected that along this channel most of the erosion will take place.
3. More detailed description of the influence of the supply of side slope material on the rate of
erosion in the breach channel.
The applicability of the model is verified by using a computer program of the model. Data of the
Zwin'94 field experiment was used to calibrate the model. The Teton Dam failure and the Laurel
Run Dam failure were used for additional verification. Good agreement between computed and
observed values was found for the Zwin'94 experiment and the Teton Dam failure. The breach
growth during the Laurel Run Dam failure was overestimated by the model. During the Zwin'94
field experiment there was hardly any erosion along the top, as predicted by the model. In case of
the Teton Dam, the model performed better if erosion along the top was taken into account.
A sensitivity analysis was performed to show the sensitivity of the model to changes in the input
parameters.
|
[PDF]
[Abstract]
|
| 9 |
|
Cross-shore sediment transports on a cut profile
People always want to live near water and all over the world the areas near the sea get more and more built with houses, hotels and infrastructure. For this reason there is a trend to reclaim land by making an artificial island near or against the existing coast. Examples are the airport 'Chek Lap Kok' in Hong Kong and the 'Plan Waterman', a plan to extend the Dutch coastline between Hook of Holland and Scheveningen, also known as the 'Plan New Holland'.
Mostly this extension is made by dredging material from relatively deep water near the coast and dumping the material in the nearshore section. The safest way is to shift the existing cross-shore profile over the distance of the land reclamation. This way there will not be very large changes in cross shore sediment transports, because the beach profile keeps the same shape. However, to make a land reclamation this way, a lot of material has to be dredged, which makes the land reclamation expensive. There is also another way to make the land reclamation. On a certain level beneath mean sea level a cut-off can be applied. This means, that the cross-shore profile will not be shifted completely over a certain distance. In the near shore area the design profile will have the same shape as the existing beach profile. Then, from a certain level beneath mean sea level, the design profile will have a constant and relatively steep slope until it reaches the existing beach profile. By doing this, a lot of material is saved when making the land reclamation. During this study the "Plan Waterman" is used for computations with the numerical model UNIBEST-TC, developed by DELFT HYDRAULICS. The model has been calibrated by using a beach profile at Ter Heijde and wave measurements from the EURO-O-platform. From initial computations on several cut profiles it is concluded, that it should be avoided to let waves break due to the cut-off. Because this sudden breaking of waves large seaward directed sediment transports occur which result in fast bed changes. A less steep slope of the cut-off can reduce the sudden breaking of waves. For several cut profiles morphological computations have been made over a period of 10 years and from a comparison of the volumes in the model it is concluded, that the cut-off should be placed at at least NAP -14 m, when a profile development is wanted, which comes close to the development of a land reclamation without a cutoff being applied.
However, when looking from an economical point of view, a cut-off at small depth is still a good alternative. By applying a cut-off at small depth, a lot of material and thus money will be saved. The interest money of this saved money is much more than the costs of frequent nourishments necessary for maintaining the beach profile. Up to f4.000,-- per meter of coastline can be saved each year when applying a cut-off at NAP -6 m. However, a cut-off at NAP -6 m will give a decline of the waterline.
|
[PDF]
[Abstract]
|
| 10 |
|
Sediment transport under sheetflow conditions
Important changes in the coastal profile can appear in a few hours during storm conditions. During these conditions it is difficult to conduct measurements in the field, especially in the region of most interest (very near to the bed). Because of the complex physics of the problem it is not possible to make a proper scale model. Also full scale measurements in laboratories are scarce because they demand costly facilities. To fill this lack of data oscillating water tunnels were built. An oscillating water tunnel offers the possibility to simulate the near bed velocity under waves on a full scale. During the present study experiments were conducted in the oscillating water tunnel of DELFT HYDRAULICS. The main scope of this study is to obtain data for the verification and development of sediment transport models. The series of water tunnel experiments were focused on sheetflow conditions (= flat bed) under sinusoidal waves combined with a current. Measurements were aimed on detailed time dependent research in the sheetflow and suspension layer. The following measuring devices were used to measure concentration: a conductivity concentration meter (CCM) and an optical concentration meter (OPCON) to measure respectively in the sheetflow and in the suspension layer. Further time averaged concentrations were measured with a transverse suction system, the obtained sand samples were used to obtain a D J 0 distribution in the vertical. Velocities were measured with an electro-magnetic flow meter (EMF) and a laser-doppler flow meter (LDFM) in the suspension layer. Grain velocities in the sheetflow layer were estimated with help of a high speed video technique (HSV). Time averaged sediment transport was measured with help of a mass-conservation technique.
Four different test conditions were studied concerning sinusoidal waves combined with a net current all with approximately the same third-order velocity moment ((u3)). More than one hundred tests were executed during October and November 1993 in the laboratory of DELFT HYDRAULICS in De Voorst. The investigation was part of the EU program "Access to Large-scale Facilities and Installations". The analysis of the raw data was conducted by the different members of the research team. A complete overview of this processed data can be found in a data report (Katapodi et al, 1994). 'Intra-wave' concentrations and velocities were determined by ensemble averaging over a number of waves of the measurements data. The HSV-technique was not useful to. determine very accurate velocities in the sheetflow layer, but it is a useful tool to gain qualitative insight in the processes in the sheetflow layer.
The obtained time dependent concentrations and velocities were combined to time dependent sediment fluxes. Fluxes in the suspension layer could be obtained quite accurate. Fluxes in the sheetflow layer were not very accurate because of the uncertainness in the Hsv-analysis. The obtained fluxes (in sheetflow and suspension layer) lead to the conclusion that the bed load transport was dominating over the suspended load transport, although the exact distribution could not be determined. Near the bed the wave-related flux is dominating over the current-related flux.
|
[PDF]
[Abstract]
|
| 11 |
|
De onderwater zanddam bij Loswal Noord: gedrag en zandtransport
In het kader van onderzoek naar processen die zich langs de Nederlandse kust afspelen, is in 1981 en 1982 een onderwater zanddam aangelegd bij Loswal Noord ter hoogte van Hoek van Holland. Deze onderwater zanddam is nagenoeg loodrecht op de overheersende getij stroomrichting gepositioneerd. Het doel van de aanleg van deze onderwater zanddam was destijds om de stabiliteit van een dergelijke zanddam te onderzoeken en om de zandtransporten te bepalen ter plaatse van deze zanddam. In 1983 is door twee afstudeerders een numeriek model opgezet om het gedrag te voorspellen en de zandtransporten te berekenen [Redeker en Kollen, 1983]. Na 12,5 jaar zijn er middels lodingen voldoende gegevens beschikbaar om het gedrag van de zanddam te beschrijven en de zandtransporten te bepalen. Tijdens het onderzoek naar het gedrag van de zanddam zijn gegevens verzameld die nodig waren om het gedrag van de zanddam te kunnen beschrijven en gegevens die invloed op het gedrag van en het zandtransport ter plaatse van de zanddam kunnen hebben. Van de volgende gegevens is tijdens dit onderzoek gebruik gemaakt:
- ladingsgegevens van 1982 tot en met 1995,
- nauwkeurigheid van de lodingen,
- stortgegevens van de jaren 1982 tot en met 1986,
- wind- en golfgegevens,
- getij stroomgegevens,
- bodemgegegevens,
- invloed van de Rijnafvoer,
- beschrijving van het gedrag van zandgolven.
Het blijkt dat verschillende factoren invloed hebben op het gedrag van en de zandtransporten ter plaatse van de zanddam. De invloed van deze factoren zijn echter niet te kwantificeren. Vervolgens is een beschrijving van het gedrag van de zanddam gegeven. Om de stabiliteit te onderzoeken zijn de volgende aspecten van de zanddam bestudeerd:
- verplaatsing van de kam, zwaartelijnen en dam voeten,
- veranderingen in de hoogte van de zanddam, van de hellingen en van de kuberingen.
Daarnaast is nagegaan of er verbanden tussen deze aspecten bestaan. Tussen een aantal aspecten blijkt inderdaad een verband te bestaan. Ook zijn de resultaten uit het onderzoek naar het gedrag van de zanddam vergeleken met de voorspellingen en berekeningen van Redeker en Kollen. De voorspellingen blijken niet zo heel goed overeen te komen met de gevonden resultaten. Uit de beschrijving van het gedrag van de zanddam kan geconcludeerd worden dat de zanddam stabiel is voor het gedeelte van de zanddam dat op een waterdiepte ligt die groter is dan 19 m. De zanddam blijft op zijn plaats liggen, neemt wel in hoogte iets af, maar niet noemenswaardig veel. De zanddam wordt in dit gedeelte ook asymmetrisch. In het ondieper gelegen gedeelte is de zanddam niet stabiel.
|
[PDF]
[Abstract]
|
| 12 |
|
Bresgroei: Een experimenteel onderzoek naar de ontwikkeling van de ontgrondingskuil
In Nederland wordt, ter vervanging van de huidige ontwerpmethodiek op basis van een overschrijdingskans, gewerkt aan een nieuwe, probabilistische ontwerpnorm voor de zee- en rivierdijken. Deze nieuwe norm wordt gebaseerd op een risicobenadering. Hierbij bestaat het risiko uit de kans op een overstroming, gecombineerd met de schade die daardoor ontstaat. Voor het berekenen van de bij een dijkdoorbraak te verwachten schade is het noodzakelijk het verloop van de inundatie van de polder te kennen. Dit inundatieverloop wordt onder andere bepaald door het debiet dat de polder instroomt, en daarmee door de afmetingen van het stroomgat in de dijk. Het is daarom van belang de ontwikkeling van het stroomgat, de bres, te kennen.
Sinds 1986 is onderzoek verricht naar dit proces van bresgroei. Er is een mathematisch model opgesteld, waarin voor de verschillende stadia van het doorbraakproces analytische uitdrukkingen voor de groei van het stroomgat worden gegeven. Dit model is echter nog niet volledig; met name de ontwikkeling van de ontgrondingskuil, die tijdens de doorbraak ontstaat, is nog onzeker, terwijl de uiteindelijke afmetingen van de kuil van belang lijken te zijn in een praktijksituatie.
Dit afstudeerproject omvat een onderzoek naar het ontstaan en de ontwikkeling in ruimte en tijd van deze ontgrondingskuil. Het onderzoek heeft tot doel om het inzicht in het bresgroeiproces te vergroten en tevens uit de resultaten een gegevensbestand voor het proces te genereren. Het onderzoek heeft op experimentele wijze plaatsgevonden, door middel van een drietal dijkdoorbraakproeven in het Laboratorium voor Vloeistofmechanica van de TU Delft. In de proefopstelling is een glaswand geplaatst, zodat een in lengterichting gehalveerde dijk ontstaat. Langs de glaswand is, over de kruin van de dijk, een initiële geul gemaakt om de doorbraak op die plaats te laten plaatsvinden. Het doorbraakproces, inclusief de ontwikkeling van de ontgrondingskuil, kon op deze manier met behulp van videocamera's vanaf de zijkant waargenomen worden. Tijdens de experimenten is bovenstrooms van de dijk op drie plaatsen de waterstand gemeten. De stroomsnelheid is op drie punten geregistreerd: in de bres en op twee locaties bovenstrooms. De breedte van het stroomgat is vastgelegd met behulp van een fotocamera recht boven de bres.
In alle experimenten is de ontwikkeling van de ontgrondingskuil beïnvloed door de fysieke begrenzingen van het model. Hierdoor kunnen geen exacte dieptegegevens worden gepresenteerd.
Wel sluiten de proefresultaten aan bij de historische praktijksituatie, zoals die aangetroffen wordt ter plaatse van oude dijkdoorbraken langs de rivieren, de zogenaamde "wielen". De dieptemetingen uit een eerder uitgevoerd veldexperiment, het Zwin'94-experiment, vragen om nader onderzoek, aangezien zij duidelijk afwijken van zowel de historische gegevens als de resultaten van dit onderzoek.
Uit de resultaten van de uitgevoerde experimenten lijkt een invloed van de pakking van het bodemmateriaal op het ontgrondingsproces aantoonbaar. Tevens blijkt dat het bestaande bresgroeimodel, afhankelijk van de wijze van toestroming naar de bres, goede resultaten geeft. Al met al kan gesteld worden dat het inzicht in het verloop van een dijkdoorbraak met dit onderzoek vergroot is. Verder zijn drie sets met meetgegevens ontstaan, welke de mogelijkheid bieden, te dienen als hulpmiddel bij het uitbreiden en eventueel verbeteren van het bestaande bresgroeimodel.
|
[PDF]
[Abstract]
|
| 13 |
|
Het effect van brandingsruggen op de kust van Egmond aan Zee
In dit onderzoek wordt een gedeelte van de Hollandse kust beschouwd, namelijk het kustvak nabij Egmond aan Zee. In dit kustvak doet zich een vreemd verschijnsel voor; wanneer de mate van kustvooruitgang en kustachteruitgang langs de kust wordt uitgezet blijkt een golfachtig patroon op te treden met een kenmerkende golflengte van 2 km. Verder komen er in het kustvak nabij Egmond aan Zee een tweetal brandingsruggen voor. De meest zeewaartse brandingsrug komt voor op een waterdiepte van NAP -3,5 m tot NAP -4 m, de meest landwaartse brandingsrug ligt op een waterdiepte van NAP -1,5 m tot NAP -2 m. Deze twee brandingsruggen maken een hoek met de kustlijn van circa 9º. In deze studie wordt gezocht naar de invloed van de scheef op de kust staande brandingsruggen op het langstransport en welke invloed dit heeft op het erosie-sedimentatie-patroon van het kustvak.
Allereerst is er nagegaan wat de invloed is van brandingsruggen op het langstransport met behulp van het simulatieprogramma Unibest-LT. Er zijn 15 tot 20 dwarsprofielen gemaakt met ieder een zelfde brandingsrug op een andere plaats. Unibest-LT veronderstelt deze dwarsprofielen uniform in langsrichting. Voor elk dwarsprofiel is het langstransport gegenereerd.
Door nu alle dwarsprofielen naast elkaar te zetten en de bijbehorende langstransporten, in een transportzone van 100 tot 150 m uit de kust, erbij te zetten, ontstaat er een kust met een hierop scheefstaande brandingsrug. Het verschil in langstransport langs die kust veroorzaakt erosie of sedimentatie van de kust. Het langstransport neemt af naarmate de brandingsrug dichter bij de kust ligt. Indien de brandingsrug verder dan 600 m uit de kust ligt dan verdwijnt de invloed van deze brandingsrug op het langstransport. Uit de simulaties kwam ook naar voren dat de netto transport richting over het gehele profiel van noord naar zuid is gericht maar dat het netto transport dat plaatsvindt in een zone van 100 tot 150 m uit de kust een noordwaartse richting heeft. Uit de invloed van de brandingsruggen op het langstransport is bepaald wat de invloed van de scheefstaande brandingsrug is op het kustgedrag. Er blijkt sedimentatie plaats te vinden daar waar de brandingsrug het dichtst bij de kust ligt en waar de brandingsrug een hoek maakt met de kust die open staat naar het zuiden toe. Bij de overgang tussen twee brandingsruggen treedt erosie op.
Vervolgens is met behulp van de gegevens uit het JARKUS-bestand de karakteristieke kustlijn en de karakteristieke brandingsrugligging bepaald voor het kustvak nabij Egmond aan lee. De karakteristieke kustlijn is bepaald met een kuberingsmethode. Hierbij is een bovengrens van NAP +2 m en een ondergrens van NAP -2 m aangehouden. De positie van de gemiddelde kustlijn in de tijd maakt een golfachtige beweging met een periode van ongeveer 10 jaar. Er blijkt dat in 41% van de onderzochte raaien sedimentatie plaatsvindt, in 44% van de raaien erosie plaatsvindt en dat 15% van de raaien nauwelijks voor- of achteruitgaan. De brandingsruggen bewegen in de tijd van de kust af, verdwijnen uiteindelijk, waarbij er weer een nieuwe brandingsrug ontstaat bij de kust. Deze periode duurt ongeveer 20 jaar.
De uitkomsten uit de berekeningen met Unibest-LT zijn vervolgens vergeleken met de verwerkte gegevens uit het JARKUS-bestand. Allereerst zijn de jaarlijkse kustmetingen uitgezet per jaar, waarbij de kust is "rechtgetrokken" door de relatieve brandingsrugligging te bepalen. Vervolgens is de relatieve brandingsrugligging samen met het erosie-sedimentatie-verloop van de kustlijn in een grafiek gezet. Na het middelen van de relatieve brandingsrugligging ontstond er een rustiger beeld van de brandingsrugligging. Uit deze grafieken blijkt dat voor 14 verschillende jaren een periode van sedimentatie samenvalt met een ligging van de brandingsrug dicht bij de kust en een hoek van de brandingsrug met de kust die open staat naar het zuiden toe. Echter voor 7 verschillende jaren blijkt een periode van erosie ook samen te vallen met een brandingsrug dicht bij de kust en een hoek van de brandingsrug met de kust die open staat naar het zuiden toe. Vervolgens is getracht om in het verloop van de kust per raai een overeenkomst te vinden met de uitkomsten van de simulaties met Unibest-LT. Hiervoor is het gemiddelde kustlijnverloop uitgezet per raai. Uit alle grafieken met het gemiddeld kustlijnverloop zijn vier raaien gekozen die een duidelijke periode van sedimentatie laten zien en zijn er vier raaien gekozen die een periode van erosie laten zien. Voor de periodes van erosie en sedimentatie is bepaald wat de brandingsrugligging is. Deze brandingsrugliggingen zijn in een grafiek gezet met de periode van sedimentatie en erosie. De brandingsrugliggingen van naastgelegen raaien zijn ook in deze grafiek uitgezet. In 6 verschillende jaren blijkt een periode van sedimentatie overeen te komen met de uitkomsten van de simulaties met Unibest-LT, maar in 8 verschillende jaren blijkt een periode van erosie ook samen te gaan met een ligging van de brandingsrug dicht bij de kust en een hoek tussen de kustlijn en de rug die open staat naar het zuiden toe.
Als slotconclusie van dit onderzoek kan gezegd worden dat er zeker overeenkomsten zijn gevonden tussen de uitkomsten van de simulaties met Unibest-LT en het JARKUS-bestand. De conclusie dat een periode van sedimentatie altijd gepaard gaat met een brandingsrugligging dicht bij de kust en een hoek tussen de brandingsrug en de kust die open staat naar het zuiden, gaat niet op.
|
[PDF]
[Abstract]
|
| 14 |
|
Snel zand: een onderzoek naar een nieuwe pick-up functie voor sediment bij hoge stroomsnelheden
De laaggelegen delen van Nederland en de gebieden langs de rivieren worden tegen hoog water beschennd met een stelsel van waterkeringen, waaronder dijken. Over dijkbouw is veel bekend, maar over het bezwijken van een dijk veel minder. Dit is wel een steeds belangrijker wordend onderwerp.
In de probabilistiek wordt met het mogelijk falen van een dijk rekening gehouden. De optredende schade wordt bepaald uit het risico van bezwijken gecombineerd met de gevolgen daarvan. Voor dit laatste zijn de snelheid van onderlopen van een polder en de inundatiediepte belangrijk; beide worden bepaald door de groei van de bres in de dijk. Onderzoek naar de groei van een bres is dus van belang. Dit onderzoek is de laatste tien jaar steeds verder uitgebreid. Dit resulteerde onder andere in een nieuw simulatieprogramma voor bresgroei in dijken met een kern van zand. In dit programma worden sedimenttransportfonnules gebruikt die de opname van zand door het langsstromende water beschrijven. De optredende omstandigheden zijn echter anders dan de omstandigheden waarvoor de te gebruiken sedimenttransportformules zijn afgeleid.
Bakker en Van Kesteren [1998] hebben theoretisch een nieuwe pick-upfunctie afgeleid die juist voor de optredende omstandigheden goed bruikbaar zou zijn, maar getest is deze nieuwe fonnule nog niet. Het afstudeerwerk betreft het testen van de nieuwe fonnule door deze in het simulatieprogramma voor dijkdoorbraken te bouwen. Aan de hand van de resultaten van de simulaties kunnen over de
bruikbaarheid en betrouwbaarheid conclusies getrokken worden. De simulaties betreffen een dijkdoorbraak uit 1953, een opgezette dijkdoorbraak uit 1994 (de Zwinproef) en een laboratoriumproefuit 1996. Tevens zijn een aantal simulaties gedaan waarin de invloed van de korreldiameter op de nieuwe fonnule getest is. De testen laten zien dat de nieuwe formule niet betrouwbaar genoeg is om op de resultaten blind te kunnen varen. De korreldiameter blijkt een te belangrijke rol te spelen in de uitkomsten. Zo is de formule bij korreldiameters onder de 70 Ilm niet
bruikbaar. De formule voorspelt dan negatieve erosie. Boven de 100 Ilm is de bruikbaarheid ook beperkt. De door de nieuwe formule voorspelde bodemerosie is evenredig met de korreldiameter, terwijl klassieke sedimenttransportfonnules (Van Rijn, Engelund & Hansen, Bagnold) waarden voorspellen omgekeerd evenredig met de korreldiameter. Niettemin is de benadering van het probleem op 'korrelniveau' veelbelovend, maar verder onderzoek en (praktijk)testen zijn zeker
vereist. Verder onderzoek zou moeten worden gedaan naar de invloed van andere materialen, zoals klei, op de groei van een bres. Het huidige onderzoek beperkte zich tot dijken gemaakt van zand.
|
[PDF]
[Abstract]
|
| 15 |
|
Rubble mound breakwaters for the new port of Ennore (India) - Evaluation of construction
At the east coast of India, 20 kilometres north of Chennai, a new satellite port has been designed and is currently under construction. The project is called the Ennore Coal Port Project. Complete design and supervision of the construction is carried out by HASKONING Consulting Engineers and Architects.
The objective of this graduation project was to evaluate the construction processes of two major contracts of the port construction, viz. quarrying and transportation of rock and breakwater construction.
Two rubble mound breakwaters were designed to withstand a wave height with a return period of hundred years with minimum damage. This resulted in a protection of a single layer Accropode blocks with a maxim weight of 15 tonnes at the deepest section of the northern breakwater. The southern breakwater is protected by natural rock with a maximum grading of 5-12 tonnes. The breakwaters are built by marine based methods (up to -4m Chart Datum) and by land based methods above this level. Rock for the breakwaters is quarried at Karikkal, a for this project developed quarry, situated 120 km west of Madras. The rock is sorted into various gradings and then loaded on especially for this purpose constructed skips. The skips are transported on trucks for the first 25 km to a transfer station. From there on the skips will be placed on trains, which transport the skips directly to a stockpile area at the port site. The empty skips are then transported back to Karikkal.
A period of three and a half months of the graduation project was spent on the construction site in India. This period was mainly used to gather information to be worked out further in the Netherlands. Deviations in the construction process from earlier made assumptions were investigated. In the Netherlands an analyses of the effects of these deviations on the operational processes, time schedules and realised construction was done. The analyses shows that for the processes of quarrying and transportation of rock, as well as for the processes of breakwater construction, there are a number of deviations in the actual construction phase from earlier planned processes (such as: realignment of the north breakwater, use of equipment that is not the most suitable for the job and working without an approved work method statement). The main effect of the deviations are delays and difficulties during the production process itself (such as: necessity for resurveys and absence
of a supervision tool). The deviations are further examined and some recommendations are given to the Client.
|
[PDF]
[Abstract]
|
| 16 |
|
Suspended Sediment and Light Attenuation Characteristics in Singapore Waters
Light is attenuated by materials present in the water column by scattering and absorption. The knowledge of light attenuation and its contributing factors influencing visibility/turbidity is unknown in Singapore waters. This MSc thesis consists of field measurement, laboratory experiment and numerical modelling in 3 parts; parameterisation of light attenuation coefficient〖 K〗_d, numerical modelling of underwater light field and visibility. The objectives of this thesis are; a) to determine the dynamics of optical properties in Singapore waters, b) to investigate factors contributing to light attenuation in Singapore waters and c) to model underwater light field and visibility using Hydrolight and Delft3D WAQ. This first part addresses the dynamics of light attenuation (in relation to low/high tide), the spectral nature of optically significant constituents (water, CDOM, phytoplankton and sediment) as well as the effects of particle size distribution (PSD) to light scattering. For PSD with a higher slope j in N(D) = 〖KD〗^(-j), the d50 ranges from 7.11 to 9.90 μm in Singapore Strait representing sediment dominated environment. Higher TSS during low tide is advection dominated while lower TSS during high tide is suspension dominated. Relative contributions of CDOM, chlorophyll and sediment to light attenuation coefficient〖 K〗_d is 1.4 – 6.5 % (average of 3.3 %), 1.3 – 62 % (average of 24 %) and 31.3 – 95.2 % (average of 70 %) respectively. Four (4) empirical equations to predict 〖 K〗_d was developed depending on its optical and physical characteristics. Underwater light field modelling shows that light attenuation depend mostly on the concentration of optically significant constituents and only weakly dependent on light structure, cloud cover and fluorescence. The modelled 〖 K〗_d from Hydrolight ranges from 1.2 to 2.3 m-1 with lower 〖 K〗_d in chlorophyll dominated waters while the empirical estimations underestimate K_(d(PAR)) compared to the modelled 〖 K〗_d from Hydrolight. The modelled Secchi depth, S_d ranges from 0.6 – 1.4m corresponding to euphotic depth z_eu of 2.0 – 3.8 m with deeper z_eu for chlorophyll dominated waters. The modelled visibility is generally lowest during Northeast (NE) followed by Southwest (SW) monsoon and Inter monsoon (IM) period with evidence of spatial homogeneity for all monsoons. The visibility model reproduces the recorded〖 S〗_d reasonably well except for Johor Strait and sheltered areas in WCP due to the fact that some processes are not unaccounted in the model. The 〖 K〗_d variation coincides with SSC variation with no phase difference; the visibility is lowest during spring low tide and highest during neap high tide. Convective interaction between the diurnal and semidiurnal components is important in offshore locations while the non-linearity of tidal propagation contributes in the shallow water of Johor estuary. The residual turbidity in Singapore waters is due to tides (semi diurnal and diurnal spring neap interactions) and non-tides (monsoonal effect) in approximately equal magnitude during monsoons. The results from this thesis are applicable in coastal engineering, ecological and remote sensing.
|
[PDF]
[Abstract]
|
| 17 |
|
Seasonal breaching of coastal barriers
Natural or unintended breaching can be catastrophic, causing loss of human lives and damage to infrastructures, buildings and natural habitats. Quantitative understand-ing of coastal barrier breaching is therefore of great importance to vulnerability as-sessment of protection works as well as to spatial planning against flooding hazards.
The main objective of the present research is to develop a reliable process-based nu-merical model of coastal barrier breaching, which is capable of simulating both the breach initiation during storm surges and the barrier breaching due to overflow. The model is limited to homogeneous coastal sand barriers or similar types only, such as sand-dikes and sand dunes. The newly-developed model is referred to as a site model, i.e. the simulation domain is restricted to a representative cross-section of a barrier and the question where in plan a breach will occur is not answered by the model.
|
[PDF]
[Abstract]
|
| 18 |
|
Application of the Delft Numerical models in the Lower Yellow River
Because of heavy deposition and water shortage, the Yellow River faces the risk of flooding and no-flow since the middle of 1980s. The problem could be solved only by integrated water management. However, Dutch has a long history fighting the flood and gets a lot of experiences in water management, especially river ecosystem recovered after 1993 and 1995's flooding. It is now accepted that there is more to ensuring safety than continually making the dikes higher. It is helpful to learn the flood management practice in Netherlands. Based on the purvious points, the objectives of this study should primarily include following aspects:
1. Modeling methods of numerical model, focusing on a case study for lower Yellow River by use of the series numerical model developed by Delft Hydraulics, including flood forecasting and dredging.
2. Flood management practices in Netherlands, including flood defense measures, flood forecasting and warning system, compensate policy etc.
It is a convenient way to study numerical methods by use of DelfBD model to calculate wandering reach. Running Delft3D model to simulate a flood process occurred in 1996 and comparing the calculated results with the measured data, we can easily know the advantage and disadvantage of the model. This is a base for a further cooperation too. In order to control flood hazard, dredging has become an important method. But, some problems, such as the recovery rate of dredged channel, have to be solved before the large scale of application. These problems will be studied by Sobek(Delft ID model) running combined with experimental data and the part field data analysis.
|
[PDF]
[Abstract]
|
| 19 |
|
Kustbescherming: een onderzoek naar het gebruik van modellen bij offshore golfbrekers
Door de eeuwen heen heeft Nederland een grote verbondenheid met het omringende water gehad. De ligging aan zee en de verbindingen met het achterland via de grote rivieren zijn bepalend geweest voor onze welvaart. Deze ligging heeft echter ook gezorgd voor een voortdurende strijd die geleverd moet worden om het land tegen overstromingen te beschermen. Deze overstromingen hebben vaak grote schade tot gevolg. Om het achterland te beschermen zijn in het verleden vergaande maatregelen getroffen zoals bijvoorbeeld de Deltawerken. Deze enorme constructies zijn gebouwd na de watersnoodrampvan 1953. Om de kustlijn op zijn plaats te houden worden tegenwoordig in Nederland veelal zandsuppleties uitgevoerd. De laatste jaren worden echter steeds meer altematieven onderzocht. Een van die alternatieven bestaat uit de aanleg van offshore golfbrekers. Offshore golfbrekers zijn harde constructies die op een bepaalde afstand voor de kust geplaatst worden. Ze hebben tot doel de achterliggende kust te beschermen. Door het Civieltechnisch Centrum Uitvoering Research en Regelgeving (CUR) is een studie uitgevoerd naar de toepasbaarheid van offshore golfbrekers parallel aan de kust. Offshore golfbrekers beinvloeden door hun vorm en locatie plaatselijk de hoogte en richting van invallende golven. Dit leidt tot lagere golven in het gebied tussen de golfbrekers en de kustlijn. Als gevolg neemt het zandtransport langs de kust af en kan er sedimentatie optreden.
Nadeel van het gebruik van offshore golfbrekersis het optreden van lijzijde erosie. Aanleg van een offshore golfbrekersysteem zal het verlies van zand (erosie) niet geheel kunnen stoppen. Aanvullende zandsuppleties zijn vereist om de positie van de kustlijn te behouden. Om de grootte van deze aanvullende zandsuppleties te kunnen bepalen is een aangepast
software model gebruikt, namelijk het multi-layer model. Met het multi-layer model zijn een aantal verschillende offshore golfbrekersystemen berekend. Tevens is een ontwerp ondersteunend model ontwikkeld, dat aan de hand van invoerparameters de kosten van een offshore golfbrekersysteem berekent. Binnen deze afstudeerstudie is onderzocht wat de mogelijkheden van de beide modellen zijn en welke aanpassingen gedaan kunnen worden om deze modellen te verbeteren. Aan de hand van de resultaten is het ontwerp ondersteunend model aangepast. Verder is onderzoek gedaan naar de invloed van een andere golfrichting op de werking van offshore golfbrekers. In het oorspronkelijk ontwerp ondersteunend model kan slechts een evaluatie van acht
verschillende golfbrekersystemen worden uitgevoerd. In deze studie is het model zo aangepast dat door interpolatie een schatting gegeven wordt van de effectiviteit van de tussenliggende waarden. Het model is hierdoor voor meer golfbrekersystemen te gebruiken. Verder kan in het oorspronkelijke ontwerp ondersteunend model slechts een situatie
tegelijkertijd worden uitgerekend. Om voor verschillende situaties tegelijkertijd de bijbehorende offshore golfbrekerkosten te kunnen bepalen is een menu aan het model toegevoegd, namelijk een optimalisatie menu. Het is hierdoor eenvoudiger een optimale parameterwaarde te vinden. Tevens kan de invloed van parameters op meerdere golfbrekersystemen tegelijkertijd bepaald worden. Met behulp van dit menu zijn voor verschillende parameters berekeningen uitgevoerd.In het CUR onderzoek zijn slechts voor een golfklimaat berekeningen uitgevoerd. Om inzicht te verkrijgen in de invloed van een andere golfinvalshoek op de werking van offshore golfbrekers is een literatuurstudie uitgevoerd. Uit de studie is gebleken dat een grotere
invalshoek van de golven een positieve invloed heeft op de effectiviteit van een offshore golfbrekersysteem. De sedimentatie in het beschermde gebied neemt toe. Een negatieve invloed is de toename van lijzijde erosie.
|
[PDF]
[Abstract]
|
| 20 |
|
Morfologische effecten door klimaatverandering bij de toepassing van Ruimte voor Rijntakken maatregelen
Er is steeds meer bezorgdheid over klimaatverandering en de gevolgen daarvan. Extremere omstandigheden zorgen ervoor dat de veiligheid tegen overstromingen vanuit de rivieren onder druk komt te staan. De maatgevende afvoeren van de Nederlandse rivieren zijn daarom al verhoogd en verscheidene studies hebben maatregelen voorgesteld om de veiligheid te waarborgen. Het Ruimte voor Rijntakken project is er daar een van. Een van de uitgangspunten van het Ruimte voor Rijntakken project is dat doorgaande dijkversterking niet wenselijk is vanwege de steeds groter wordende risicos bij een dijkdoorbraak. Daarom zijn bij dit project andere alternatieven voorgesteld. De voorgestelde maatregelen zijn bedoeld om de veiligheid te waarborgen, dat wil zeggen ervoor te zorgen dat de rivieren de hoger wordende afvoeren kunnen afvoeren zonder dat er gevaar dreigt voor overstromingen. De maatregelen zijn dus ontworpen om de hydraulische veranderingen het hoofd te kunnen bieden.
In deze studie zijn de morfologische effecten van de Ruimte voor Rijntakken maatregelen op de lange termijn bekeken. Op de lange termijn zijn de grootste veranderingen, ook voor de morfologie, te verwachten als gevolg van klimaatverandering, hierdoor veranderen immers de zeespiegel en de rivierafvoer. Over klimaatverandering is echter op een termijn langer dan 100 jaar niet veel bekend. Daarom is eerst gekeken naar het klimaat en hoe de veranderingen daarvan tot stand kunnen komen. Hierna is, met behulp van de bestaande voorspellingen van het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), een zestal scenario's voor de rivierafvoer en een drietal scenarios voor de zeespiegel tot het jaar 2500 gemaakt. Deze scenario's zijn gecombineerd tot zeven scenario's met invoerwaarden voor een 1-dimensionaal computermodel, varind van geen klimaatverandering tot sterkere klimaatveranderingen.
Vervolgens zijn de Ruimte voor Rijntakken maatregelen geanalyseerd. Van de maatregelen zijn de uiterwaardverlaging, zomerbedverlaging en het verwijderen van 1 hydraulisch knelpunt geselecteerd om te simuleren met het 1-dimensionale model. Hiertoe zijn een referentiecase en 4 cases met maatregelen gemaakt: "Grootschalige uiterwaardverlaging, variant 1", "Grootschalige uiterwaardverlaging, variant 2", "Zomerbedverlaging" en "Verwijderen hydraulisch knelpunt Lexkesveer".
In het dimensionaal rekenprogramma SOBEK zijn deze cases vervolgens, met behulp van het model "SOBEK-Rijn versie 2000.3M9" van Rijkswaterstaat, geschematiseerd. Hiertoe is het originele model van Rijkswaterstaat op verschillende manieren aangepast. Vervolgens zijn de cases doorgerekend met de verschillende klimaatscenario's over een periode van 500 jaar, aannemend dat er verder niets verandert. Uit de resultaten van de berekeningen blijkt dat, ook zonder klimaatveranderingen en zonder maatregelen, het model nog niet helemaal in evenwicht is. De bodemligging in de verschillende takken verandert nog licht. Wanneer de verschillende scenario's worden toegepast blijken er enkele trends op te treden naarmate het klimaatscenario zwaarder wordt. De bodem van de Waal stijgt, de verhangen in de Nederrijn en de Lek nemen af en de verhangafname in de IJssel wordt iets afgeremd. Een groot deel van deze effecten wordt veroorzaakt door de verandering van de afvoer- en sedimentverdeling bij de Pannerdensche Kop. Bij de berekeningen met maatregelen valt op dat de verschillen ten opzichte van de veranderingen zonder maatregelen erg klein zijn.
Geconcludeerd wordt dat door klimaatverandering grootschalige morfologische veranderingen kunnen optreden in de riviertakken. De invloed van de hier onderzochte maatregelen op deze veranderingen is gering, maar is wel afhankelijk van de mate waarin klimaatverandering optreedt. De afvoer- en sedimentverdeling bij de Pannerdensche Kop heeft veel invloed op de veranderingen. Aanbevolen wordt meer onderzoek te verrichten naar de splitsingspuntrelaties bij veranderende randvoorwaarden, aangezien deze een grote invloed hebben op de lange termijn morfologie. Ook is het interessant het onderzoek uit te breiden met de overgebleven maatregelen uit het Ruimte voor Rijntakken project om een compleet overzicht te cren.
|
[PDF]
[Abstract]
|