· · · Institutional Repository

In dit afstudeerverslag wordt een onderzoek naar de risico's en de faalkansen van jetgroutlagen uiteengezet. Eerst worden de voordelen van een jetgroutlaag ten opzichte van andere waterremmende lagen opgesomd waarna de verschillende soorten jetgroutlagen worden besproken. Na het onderzoeken van de optredende onnauwkeurigheden en afwijkingenis een risico-analyse model voor jetgroutlagen voor 2 rastertypen opgesteld. Om indicatiewaarden van veilige ontwerparameters te krijgen is vervolgens de relatie tussen enkele parameters onderzocht aan de hand waarvan een aantal simulaties voor jetgroutlagen is gedaan. De resultaten hiervan zijn in Hoofdtuk 4 en in de bijlagen terug te vinden. Jetgrouting is een techniek waarbij onder hoge druk grond los wordt gesneden en grotendeels vervangen door een water/cement-mengsel. Door dit proces trekkend en roterend tegelijk uit te voeren worden ronde groutkolommen verkregen. Door dit volgens een van te voren bepaald stramien uit te voeren wordt als het ware een ondergrondse vloer gerealiseerd, een zogenaamde jetgroutlaag. Jetgroutlagen kunnen worden toegepast bij de aanleg van verdiepte constructies. Het doel van een jetgroutlaag is te zorgen dat tijdens en na bemaling en afgraving van een bouwput geen grondwater zal toetreden. Tevens kan de jetgroutlaag dienen als stempeling na afgraving van de kuip.

Stability of rock on horizontal bottoms and steep slopes subjected to wave attack has been a subject of investigation in the past. But the stability of rock on gentle slopes has not been investigated systematically. The objective of this research is to investigate the relations between the different variables involved. A possible application is the protection of outfall structures. Due to the lack of information on this subject, relations derived for stability of rock on horizontal bottoms subjected to wave attack were applied. Application of these theories imply a destabilization of the rock by orbital velocities causing shear stresses at the bottom. Orbital velocities were calculated along the profile of the structure with the linear wave theory and substituted in the stability relations for horizontal bottoms according to the theories of Ranee & Warren and Jonsson / Sleath, respectively. The results of the calculations were expressed in the stability variable H/ADn 5 0 versus the relative waterdepth, h/H. This was done for regular as well as for irregular waves. The calculations showed an increase in the stability for increasing values of the wave steepness. Also, the deeper the water the higher the stability values. Experiments were conducted in the large wave flume of the Laboratory of Fluid Mechanics at the Delft University of Technology. The model consisted of an impermeable 1:25 slope, on which several materials were tested. Regular and irregular waves were applied and for various conditions the wave heights and bottom velocities along the test slope were measured. The experimental results were compared with the calculations. For regular waves it appeared that for h/H values larger than one the calculations describe the stability of the rock quite well. For h/H values smaller than one the calculations are not adequate to describe the stability of the rock. The location of maximum attack was around h/H = 1. For irregular waves the location of attack was not that clear. The damage was not as concentrated and more spread out. The location of maximum attack was around h/Hs = 1. For both regular as irregular waves the general tendency could be described by the calculations but the 'plunging' effect o f the more curl-shaped waves with lower values of the wave steepness resulted into a more severe attack on the structure. For irregular waves more experiments have to be conducted for the slope section where waves are not yet broken. This to confirm or reject the theories derived applied to horizontal bottoms for the stability of rock on gentle slopes attacked by irregular waves. To investigate whether the computer simulation ODIFLOCS, can be used to simulate wave motion on gentle slopes, a comparison was made with the measurements in the experimental model. ODIFLOCS proved not to be suitable for simulation of wave motion on gentle slopes, mainly due to short comings of the numerical scheme used by ODIFLOCS which was developed for 'short' steep slopes.

Recent research has shown that also Tetrapods can be applied in single layer application under certain conditions (D'ANGREMOND, ET AL [1999], VANDENBOSCH, ET AL [2002]). However, the placing density of the Tetrapods has to be larger than in a normal single layer application. The recently developed Xbloc? is applied in a single layer. Both in case of the single layer Tetrapods, as well as the single layer Xbloc (see also KLABBERS ET AL [2003]) the porosity of the top layer is more than in case of a normal riprap structure. The porosity of the Xbloc is about 50%, and the porosity of the normal riprap structure is about 40%. For Xbloc, the roughness, porosity as well as the geometry of the pores differs from a standard riprap slope. In the model tests of the Xbloc, the visual impression of the slope seemed smoother than in case of a Tetrapods layer. It is expected that the overtopping quantities over single layer Tetrapods or over Xbloc armour may deviate from well known overtopping formulae. Van Der Meer makes a distinction between breaking and non-breaking wave conditions. The model tests showed that the overtopping volume increases with the increase of wave height, decrease of freeboard. The overtopping also showed an increase with the decrease of the wave steepness. Klabbers ET AL [2003] found that wave overtopping in case of Xbloc increases with both wave height and wave length. The wave steepness could therefore not be considered as governing parameter for wave overtopping. It was however found that, the asymmetry of the incoming waves; quantified in shallow water by the Ursell parameter had a significant effect on the wave overtopping. Therefore, a new type of overtopping formula has been developed which includes the Ursell parameter. The performed overtopping tests in this work confirmed the use of this equation for the Xbloc unit. After comparing the test results with the Van Der Meer formula and the Xbloc formula, it seemed that the Xbloc formula showed a better fit with the test results, as can be seen in the following figures. Thus for single layer Tetrapod units and Xbloc units, the Xbloc overtopping formula is more suitable to use than the Van Der Meer formula.

Designing breakwaters on steep foreshores faces some problems. At present, it is not known what the influence of the steepness of the bottom slope is. Design formulae for armour layers don't take the bottom steepness into account in a direct manner. In theory, in irregular waves, wave average heights in shallow water become higher as the bottom becomes steeper, but clear formulae don't exist. In this report, an attempt has been made to investigate the influence of the slope of the sea bottom on the stability of an armour layer. The two main questions were: is there an influence of the foreshore slope at all? if yes, how large is this influence? In a literature study, no answer could be found to these questions, so a model investigation has been done in order to measure the influence of the foreshore steepness. In the investigation, two foreshore steepnesses have been compared (1:30 and 1:8) and four different wave periods have been used. In most experiments, the armour existed of stone. Two comparisons have been made: one was with the same wave conditions at the wave board, the other was with similar wave conditions close to the toe of the breakwater. The experiments showed a clear influence of the steepness of the foreshore: with equal offshore wave conditions, the damage is significantly higher at a steep foreshore. if the wave conditions near the breakwater are known, even then the damage on the steep foreshore is higher than on the mild foreshore. interlocking units showed more rocking. As, for the last case, the wave heights and the wave spectra were equal at the toe, these cannot explain the differences. Therefore, another explanation has been tried to be found. It appeared that the wave shape, or more precise: the steepness of the wave front, changes. On the steep foreshores, the wave fronts are steeper. This may explain the larger damage levels at the steep foreshore. At present, there are no wave theories that can calculate such a steepness of the wave front. Therefore, an empirical correction factor has been derived, which can take several values, depending on the situation. Until more research has been done on this topic, it is recommended to pay special attention to areas with steep foreshores if model tests are performed in the breakwater design process.

Voor het realiseren van een relatief korte oeververbinding gaat de voorkeur in Nederland uit naar het toepassen van een afgezonken tunnel. Dit heeft te maken met de enorme ervaring die er in Nederland is opgedaan met dit type tunnel en de functionele geschiktheid ervan. De methode kent echter ook een aantal nadelen, zoals het grote ruimtebeslag van het bouwdok en het beslag op de riviercapaciteit tijdens het OTAO-proces. Ook de rivierkarakteristiek kan ongeschikt zijn voor het vervoer van elementen. Het belangrijkste alternatief voor de afgezonken tunnel is in deze gevallen de boortunnel. Als er echter wordt gekozen voor een boortunnel wordt niet alleen gekozen voor een andere uitvoeringsmethode, maar ook voor een ander tracandere risicos en andere veiligheidsmaatregelen. Hierdoor zijn de kosten voor een geboorde oeververbinding vaak hoger dan de kosten voor een afgezonken tunnel. De boortunnel bezit hierdoor als alternatief voor een afgezonken tunnel niet de ideale eigenschappen voor een korte oeververbinding. Als basis voor dit onderzoek wordt dan ook gesteld dat er economisch verlies geleden wordt omdat de huidige tunnelboormethodes niet specifiek ontwikkeld zijn om aan de eisen van een korte oeververbinding te voldoen. Uit dit onderzoek blijkt dat het economische rendement van een tunnelbouwmethode niet per definitie evenredig is met de mate waarin de oplossing geschikt is om te voldoen aan bepaalde randvoorwaarden. Dit komt door de zeer grote investeringen en daarmee ook risicos die samengaan met het ontwikkelen van een nieuwe tunnelbouwtechniek. Hierbij is de altijd onzekere economische ontwikkeling bovendien een zeer belangrijke invloedsfactor. Dit onderzoek bevestigt de aanname dat de boortunnel niet over de ideale eigenschappen voor een korte oeververbinding beschikt. Dit wordt voornamelijk veroorzaakt door de hoge vaste kosten van de boortunnel, tegenover de korte lengte. Bovendien kent de boortunnel een relatief grote minimale diepteligging, waardoor er dure toeritten gebruikt moet worden om de tunnel te ontsluiten. Bij de ontwikkeling van een gemechaniseerde tunnelbouwmethode als alternatief voor de boortunnel, voor de aanleg van korte oeververbindingen, moeten een aantal bezwaren onderkend worden. De constructieve eigenschappen die aan de bodem ontleend kunnen worden met betrekking tot de tunnellining vormen een essenti schakel in het gemechaniseerde bouwproces van de boortunnel. Deze interactie verdwijnt gedeeltelijk wanneer een tunnel wordt aangelegd in, of net onder de rivierbodem. Het ondieper toepassen van een gemechaniseerd tunnelbouwproces wordt met andere woorden ontmoedigd doordat er gebruik gemaakt moet worden van een constructieve lining. Daarnaast zal er zich bij het ondieper aanleggen van een tunnel minder ballast bevinden boven de tunnel, waardoor verticaal evenwicht van de tunnel op andere wijze gewaarborgd moeten worden. Ondanks deze ontmoedigende argumenten is met de Insluiter een principeoplossing gegeven die mogelijk zou kunnen voldoen aan de doelstelling van dit onderzoek: Het vinden van een economisch verbeterd alternatief voor de conventionele geboorde tunnel bij een korte oeververbinding. Dit alternatief kan mogelijk voldoen aan de doelstelling om de volgende redenen: De Insluiter kan een korte oeververbinding realiseren met een minimaal alignement; De Insluiter kan gebruikt worden tot een relatief grote ondiepte vergeleken met de boortunnel, waardoor slechts relatief korte toeritten noodzakelijk zijn; De Insluiter voldoet aan de primaire eisen met betrekking tot stabiliteit; Het ontwerp van de Insluiter combineert bestaande technieken en lijkt om die reden technisch uitvoerbaar. Een verdergaande ontwerpstudie met daaraan gekoppelde kostenanalyse is noodzakelijk om definitieve uitspraken te doen over de economische haalbaarheid van de Insluiter. Daarnaast zal moeten worden onderzocht of de potenti afzetmarkt en het economische klimaat de juiste voorwaarden cren om de methode te kunnen ontwikkelen tot een re uitvoeringsmethode.

Humans have been using ships to transport goods and people around the globe for hundreds and thousands of years. In all cases harbours have been critical for the exchange of goods and have played a significant role in the development of countries. Initially, harbours were located in sheltered natural bays; later breakwaters were used to provide shelter. An interesting next step would be the development of floating harbours at strategic locations. This would eliminate the need for capital dredging and can reduce the number of required harbour calls. A floating breakwater is an essential element in the design of a floating harbour to provide safe shelter for large scale floating structures. The missing link in designing an effective floating breakwater is a design-tool to make quick preliminary designs which can be developed further. A 2-dimensional linear spring model, the ReFBreak2D-model, has been developed to assess the performance of various floating breakwater designs. The hydrodynamic behaviour, as calculated by the model, has been validated with DELFRAC, a three dimensional potential model to determine reliability of the calculations. The results of the ReFBreak2D-model correspond well to the output of the DELFRAC simulation. The most important outcomes from the ReFBReak2D-model are: - The performance of the floating breakwater is primarily determined by the beam/draught ratio (Yw/T1-ratio) and the location of the centre of gravity (COG). - A rectangular floating breakwater with an Yw/T1-ratio of 5.0 and a high COG is the most optimal design. - A system of two floating breakwaters fulfils the requirements. These outcomes have been used to develop a preliminary design of the largest element. The length of the element is 500 metres, the beam is 100 metres and draught is 20 metres. This leads to a displacement of 1,000,000 tonnes, of which 270,000 tonnes are ballast. The element is moored using a turret mooring system; this makes it possible to weathervane during storm conditions.

This paper evaluates the behaviour and the usefulness of a 3D morphological pilot-experiment. It reports the set up and execution of a 3D wave-current physical model in more detail. Furthermore, a selection of the collected data will be compared with computational output from a 3D morphological model. The bathymetries are mainly determined by a new waterline detection method. The application of this model will be evaluated. The morphological pilot-experiment showed that despite the limited equipment it is feasible to carry out such test. However, the calibration of the upstream sand supply requires much attention. Comparing the measurements of the pilot-experiment with the computational results gives a qualitative agreement. Simultaneous observation of the process parameters such as longshore current and concentration shows significantly lower values than the computer predicted values. Analysing the images ofthe video with the new waterline detection technique appears to be working, but is not very accurate because ofthe sensitivity to the spurious reflections. The morphological impact around structures would be more accurately determined with advanced measurement instruments, operated from a moveable carriage. For longer experimental programmes, an efficient sediment supply system and a more sophisticated sandtrapping and pumping system are necessary in order to keep the model running smoothly.

In het vooronderzoek zijn de randvoorwaarden bepaald, welke van belang waren voor een mogelijke sluisuitbreiding te Maasbracht. Tevens is een aantal alternatieven naar voren gebracht en getoetst aan de randvoorwaarden. De drielingsluis te Maasbracht vormt een onderdeel van het Julianakanaal, een lateraal kanaal langs de Maas in Limburg. Deze vaarweg vormt een belangrijke verbinding met de vaarwegenstelsels in Belgie en Frankrijk. Het kanaal wordt in de toekomst aangepast aan de duwvaart met twee bakken in gestrekte vaart. Hiertoe dient het sluizencomplex te worden voorzien van een duwvaartsluis. In het vooronderzoek is getracht te komen tot een verantwoordde keuze uit twee mogelijke oplossingen, nl. het verlengen van een bestaande sluis danwel het bouwen van een vierde sluis. De sluisverlenging blijkt de voorkeur te verdienen boven een nieuwe sluis, "mits de gekozen uitvoeringswijze toelaat dat met de te verlengen sluis in beperkte mate voorgeschut kan worden. Uitgaande van dit capaciteitsgegeven is een methode ontwikkeld, waarbij de sluisverlenging in delen elders wordt geprefabriceerd. De sluisdelen kunnen na afbouw in een bouwdok naar de sluis worden versleept en daar worden afgezonken.

Compare the 1D spectrum computed in SWAN (Svasek, 2007) with it measured by buoy OS4 in the Oosterschelde Estuary, serious underestimation of wave energy can be found on low-frequency band. Investigation has been performed to find the possible reasons for the missing energy on low frequency part. In this study, diffraction is hypothesized as the reason owing to 1) the model constructed by Svasek has no diffraction; 2) diffraction does re-distribute the wave energy from areas with rapid spatial variation in amplitude to areas with low amplitudes. Before the diffraction is added to the Oosterschelde Estuary in the SWAN model, two sub-tests have been studied beforehand. 1. A ray tracing model (REFRAC model) is applied to the Oosterschelde Estuary for two purposes: 1) to find the existence of diffraction in the Oosterschelde Estuary; 2) to validate the refraction effects in the SWAN model. A parallel case called Canyon case is applied to the REFRAC model first to provide a reference. The results show that areas with rapid variations in amplitudes exist in the Oosterschelde Estuary. It is necessary to take diffraction into consideration. The effects of refraction in the SWAN model work well. 2. Three academic cases have been performed in advance to validate the diffraction implementation in the SWAN model. They are the Semi-infinite Breakwater Case, the Gap in Infinite Breakwater Case and the Ridge Case, respectively. The results show that diffraction has apparent effects in the SWAN model. The underestimation of wave energy in the lee of the breakwaters has been improved. Diffraction in SWAN compensates the refraction over irregular bottom albeit it is not accurate enough. Model in SWAN with diffraction, under certain spatial resolution and with smaller number of smoothing steps is suggested. By performing the Oosterschelde Estuary in the SWAN model with diffraction, the results show that diffraction has apparent effects when the incoming waves at the boundaries are unidirectional. However, when the incoming waves have broader directional spreading, diffraction cannot solve the underestimation which can be resulted from the fact that diffraction effects of the wave components may cancel each other. Therefore, further investigations with respect to local wind sea and the ambient currents are suggested as future work since these two processes induce the wave energy on low-frequency band flow. In addition, the effects of the directional spreading of the incoming waves at the boundaries are suggested to be further studied since the value of the directional spreading is critical to the diffraction implementation in the SWAN model.

In the Netherlands 6,8% of the total electricity production came from renewable energy sources. Electricity was 17 % of the total energy consumption in that year. In total 1,2% of the energy consumption was therefore renewable. The objective of the cabinet to get 20% of the energy from renewable energy sources will therefore be a major challenge. All available means should therefore be employed to reach this objective. Tidal energy did not seem feasible for the Netherlands, as the tidal difference is relatively small. After research done for a tidal power plant at the Brouwersdam it turned out that production of tidal energy could become attractive when combined with other social interests, such as improving the ecology of the area. On the 11th of March 2005 the Netherlands signed an agreement about the Western Schelt. This agreement said that Hertogin Hedwigepolder should be given back to the estuary. This had to be done to compensate nature loss due to deepening of the Western Scheldt as a result of shipping requirements. By combining the desire of the cabinet for more energy production from renewable energy sources with the plans to compensate for nature loss in the Western Scheldt the idea came to gain tidal energy from polders. Because of this new function of the polder it is called the energy polder. The aim of this study is to research the economical and technical feasibility of a tidal power plant along the Western Scheldt. The attention in this study lays on the design of the structures needed for the tidal power plant. With this design a good insight in the costs is obtained. A design, a hydraulic model and an economic model were made to obtain insight in the cost benefit ratio. It turned out that the energy price needed for this plan is equal to that of offshore wind energy.

Een onderzoek naar de morfologische veranderingen in het Friesche Zeegat. Na de afsluiting van de Lauwerszee is het bekken continu in verandering. Dit heeft gevolgen voor de bevaarbaarheid van de vaarroute naar Schiermonnikoog. In dit onderzoek wordt een voorspelling gedaan naar de ontwikkelingen voor het komend decennium en de gevolgen van deze ontwikkelingen voor de bevaarbaarheid. Daarnaast wordt gekeken of er een simpele effectieve wijze is die de bevaarbaarheid van het laatste deel van de vaarroute onder Schiermonnikoog kan garanderen. Dit deel heeft het meest te lijden onder de veranderingen. Tot slot wordt de mogelijkheid onderzocht om een nieuwe geul te baggeren naar een nieuwe aankomstlocatie op Schiermonnikoog. Deze locatie moet dan dichter bij het dorp liggen. Aan de hand van de historie, de theorie, eerdere onderzoeken en peildata van Rijkswaterstaat zijn er analyses en voorspellingen gemaakt van het bekken. Dit is gedaan met een semi-empirische benadering en een model in Delft3D. Uit beide benaderingen blijkt dat de geulen in het bekken smaller en dieper zijn geworden en dit ook in de toekomst zullen blijven doen. Daarnaast is de hoogte van de platen afgenomen ten opzichte van het verleden. Maatregelen om de bevaarbaarheid van de geulen te blijven garanderen zijn van toepassing op het laatste stuk van de vaarroute, het stuk onder Schiermonnikoog. Het blijkt dat met het uitdiepen van de geulen, het anders kiezen van een dumplocatie voor het gebaggerde materiaal en het verlengen van de geul de bevaarbaarheid niet verder achteruit gaat. Daarnaast is er een mogelijkheid om een nieuwe geul te baggeren. Echter deze geul vergt gedetailleerder onderzoek. De bevaarbaarheid van de vaarroute komt in het geding bij het uitblijven van effectieve maatregelen en het is te overwegen om een nieuwe geul te baggeren naar de huidige jachthaven om daar ook de veerboot aan te laten komen.

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.

Measurements of flow velocities due to wave action on top of shallow toe structures in front of a rubble mound breakwater. Laboratory tests in the Fluid Mechanics lab, TU Delft.

Het Haringvliet is een zeegat dat deel uitmaakt van het Deltagebied. Vanaf 1950 zijn er een aantal grote ingrepen gedaan in de monding van het Haringvliet, zoals de aanleg van de Maasvlakte en de Slufterdam en de bouw van de Haringvlietdam met spuisluizen. Door deze ingrepen is de hydrodynamische situatie en daarmee de morfologie ingrijpend gewijzigd. Op dit moment worden er al weer nieuwe ingrepen gepland met invloed op de monding. Namelijk de aanleg van een tweede Maasvlakte en het (gedeeltelijk) openzetten van de sluizen. Hierdoor zal de morfologie opnieuw grote veranderingen kunnen ondergaan. Om te kunnen voorspellen wat de gevolgen van die ingrepen zullen zijn is het nodig om te weten wat er na de vorige ingrepen precies gebeurd is met de morfologie in de monding. Door de afsluiting van het Haringvliet kon het getij niet langer hierin doordringen, maar werd de getijinvloed beperkt tot de monding. Hierdoor zijn de stroomsnelheden in de monding afgenomen en is de golfinvloed relatieftoegenomen. Door de afname van de stroomsnelheden is er aanzanding opgetreden. Dit zand werd vermoedelijk aangevoerd door het langstransport langs de kust en vanaf de voordelta door middel van dwarstransport. Tijdens laagwater wordt er gespuid door de sluizen in het Haringvliet. Het spuidebiet wordt voomamelijk afgevoerd door het Slijkgat, de meest zuidelijk gelegen geul in de monding. Op deze manier wordt geprobeerd de geul op diepte te houden voor de scheepvaart. Toch moet er jaarlijks gebaggerd worden. In dit onderzoek is de verandering van de morfologie van de Haringvlietmonding op verschillende manieren bestudeerd. Er is gekeken naar de grootschalige ontwikkeling van het zandvolume in de monding vanaf 1970. Op kleinere schaal is er gekeken naar de beweging van de geulen en platen en de zandvolumes van een aantal deelgebieden. Als laatste is er onderzoek gedaan naar de evenwichtsdiepte van verschillende geulen in de monding en hoever deze geulen nog van die evenwichtsdiepte zijn verwijderd. De grootschalige ontwikkeling van het zandvolume in de monding is berekend met behulp van bodemkaarten. In dit onderzoek zijn bodemkaarten gebruikt van de jaren 1970, 1972, 1980, 1986 en 1990 tot en met 1999. Met behulp van deze kaarten is het zandvolume boven NAP -1 Om in de monding berekend ten opzichte van 1970. De ligging van deze dieptelijn is de afgelopen 30 jaar nauwelijks veranderd. In deze toename van het zandvolume is een sprong te ontdekken tussen 1986 en 1990, die veroorzaakt is door de aanleg van de Slufterdam. In het gebied waarin de Slufterdam zich bevindt zijn nog veranderingen opgetreden, door kunstmatige ingrepen, sinds de afsluiting van het Haringvliet. Wanneer dit gebied buiten beschouwing wordt gelaten en dezelfde berekening over een kleiner oppervlak wordt gedaan blijkt dat de toename van het zandvolume goed met een exponentieel verloop kan worden benaderd. Dat wil zeggen dat het zandvolume in de eerste jaren na afsluiting snel toenam en dat de aanpassingssnelheid daama langzaam afneemt. De aanpassingstijdsschaal van de exponentiele functie waarmee de toename van het zandvolume kan worden beschreven heeft een orde grootte van 10 jaar. In deze 10 jaar heeft 63% van de aanpassing plaats gevonden. Dit de functie bleek tevens dat in het jaar 2000 93% van de aanpassing heeft plaatsgevonden. In 2020 zal 99% van het evenwichtsvolume bereikt zijn. De toename is thans nog zeer gering, het zandvolume in de monding is dus vrijwel in evenwicht. Op kleinere schaal is er gekeken naar de ligging van de geulen en platen. Hieruit konden aan aantal conclusies getrokken worden. Het Hindergat beweegt zich nog in de richting van de Slufterdam en zal dit vermoedelijk blijven doen. De Hinderplaat verplaatst nog steeds landinwaarts. Het Brielse Gat is vrijwel in evenwicht, dit is gebleken uit zandvolumeberekeningen voor dit gebied. Deze berekeningen zijn ook uitgevoerd voor de Gamalenplaat, hier zal het zandvolume de komende jaren nog toe kunnen nemen. Het Slijkgat zal waarschijnlijk niet verder richting de Garnalenplaat verplaatsen en de Kwade Hoek zal waarschijnlijk niet veel verder meer uitbreiden. Er is tevens onderzoek gedaan naar de veranderende diepten van verschillende doorsneden van geulen. Voor vier doorsneden in drie geulen, namelijk het Rak van Scheelhoek, het Slijkgat en het Hindergat, is geprobeerd de evenwichtsdiepte te bepalen. Hiervoor is de methode van Gerritsen gebruikt (1999). Dit is een analytische methode gebaseerd op evenwichtsrelaties. Bij deze methode kan de invloed van golven worden meegenomen. De ontwikkeling van de diepte in deze doorsneden vanaf 1970 is vergeleken met de berekende evenwichtsdiepte. Hieruit is gebleken dat twee profielen achter in de monding, in het Slijkgat en het Rak van Scheelhoek bijna hun evenwichtsdiepte hebben bereikt. De evenwichtsdiepte van de meer zeewaartse raai door het Slijkgat is moeilijk te bepalen, omdat daar jaarlijks gebaggerd wordt. De evenwichtsdiepte bleek voor de doorsnede door het Hindergat niet goed te berekenen. De berekende evenwichtsdiepte is daar veel groter dan de diepte waar de ontwikkeling vanaf 1970 naar toe lijkt te kunnen gaan. Waarschijnlijk kan deze raai niet met de Gerritsen methode beschreven worden door de dynamiek van dit gebied. De berekening van Gerritsen is afhankelijk van een groot aantal parameters, voornamelijk van het getijprisma. Door de vele aannamen, die voor de waarden van de verschillende parameters gedaan moeten worden, kunnen gemakkelijk verschillen tussen berekening en werkelijkheid voorkomen. Het is gebleken dat voor de berekening van een evenwichtsdiepte van de geulen in dit gebied de golfinvloed niet verwaarloosd kon worden. De golfinvloed zorgt voor een verdieping van de evenwichtsdiepte van 25% ten opzichte van de berekende evenwichtsdiepte zonder golven. Geconcludeerd kan worden dat de morfologie van de monding vrijwel in evenwicht is. Wanneer weer nieuwe ingrepen gedaan worden zal dit evenwicht weer worden verstoord.

Voor de voorbereiding van toekomstige projecten is het gewenst dat er een ontwerphandboek voor start- en ontvangstschachten is. Dit vormt het onderwerp van dit rapport. In het handboek zijn de eisen opgenomen waaraan een grote diameter boortunnel in West-Nederlandse omstandigheden, slappe bodem en hoge grondwaterstand, dient te voldoen. Er wordt daar waar nodig onderscheid gemaakt tussen twee verschillende boormethoden. Dit zijn de gronddrukbalansmethode (EPB) en de hydroschild-methode. Hiernaast zijn ook beschrijvingen van details van de brilring, de mantelring, het afzetframe, het schildzadel, het drukdeksel, de afdichtingsprofielen en alle daarbij horende procedures in de uitvoering opgenomen. Voorts zijn aspecten als de aanlegdiepte en de hiermee samenhangende locatie van schachten, het type overgangsconstructie en het horizontaal evenwicht onderzocht. Tenslotte is ook een beschrijving van veel voorkomende praktijkprablemen en de aanpak hiervan in dit rapport opgenomen. Om enig begrip te krijgen van het bouwproces van een boortunnel is dit eerst beschreven. Vervolgens is een functieanalyse gemaakt van de start- en de ontvangstschacht. De belangrijkste variabele voor het ontwerp ervan is de aanlegdiepte, die samenhangt met de locatie in het tunnelalignement. Bij grotere aanlegdiepte wordt het geboorde tunneldeel korter en het aansluitende deel langer en dieper. Per saldo zou dat minder economisch zijn. Een voorwaarde is dat er bij het begin van de boortunnel voldoende gronddekking zal zijn op de kruin van de tunnel. Er zijn in principe drie varianten voor een start- en ontvangstschacht met betrekking tot de aanlegdiepte. Bij de eerste variant wordt de aanlegdiepte van de schacht zo gekozen dat er zonder ophogingen op het maaiveld aan te brengen voldoende gronddekking boven de tunnelbuis aanwezig is. Bij de tweede variant wordt de aanlegdiepte beperkt door wel een ophoging op het maaiveld aan te brengen. Bij de derde (theoretische) variant zou de benodigde tegendruk geleverd kunnen worden door het aanbrengen van een verankerde plaatconstructie op het maaiveld. Deze variant zou gecombineerd kunnen worden met zowel variant 1 als 2. Welke variant toegepast kan worden hangt af van de locatie waar de schacht moet komen. Voor de schachtlocatie zijn er twee mogelijkheden. De eerste is een vooraf vastgestelde plek, bijvoorbeeld door beperkingen in een stedelijk gebied. Indien dit niet zo is zou de ideale plaats langs het trace bepaald kunnen worden. Uitgangspunt is dan dat de aanlegdiepte van de schacht wordt geminimaliseerd. Voorts wordt de locatie van de schacht meestal bepaald door de benodigde ruimte op het maaiveld. Behalve de aanlegdiepte worden ook de benodigde breedte en lengte van de schacht afgeleid. De inrichting van de start- en ontvangstschacht en het werkterrein op het maaiveld is belangrijk voor het soepellaten verlopen van het boorproces. Op het maaiveld is de beschikbare ruimte vaak de bepalende factor voor de inrichting van het werkterrein. De onderdelen die in ieder geval direct naast de startschacht geplaatst dienen te worden zijn: de segmentenbewerkingsloods (tevens opslag), buffer segmentenopslag, opslag van leidingen en rails, opstelplaats kraan voor (de)montage van de TBM en toevoerwegen. De groutinstallatie, bentonietinstallatie (aanmaak en eventueel scheiding), koelwatersysteem, compressoren en overige installaties kunnen op enkele tientallen meters afstand geplaatst worden. De inrichting van het werkterrein bij de ontvangstschacht is minder kritisch. Wel dient bij het ontwerp van zowel de start- als ontvangstschacht de montage en demontage van de TBM meegenomen te worden. Een belangrijk onderdeel hiervan is de opname van de grote belasting van de kraan die de TBM-onderdelen in de schacht moet plaatsen. Het is gunstig om de pompkelder in de schacht op te nemen, omdat hier tevens een verdieping nodig is voor het opstellen en ontvangen van de TBM Om te voorkomen dat er tijdens de start- of de ontvangst van de TBM grond- en/of water de schacht instroomt wordt een overgangconstructie toegepast. In dit rapport worden drie basisoplossingen voor een overgangsconstructie beschreven. Dit zijn: de polder, het dichtblok en de brede wand. De polder kan alleen toegepast worden bij de start. Bovendien is de polder economisch alleen interessant indien er een van nature waterremmende laag in de ondergrond aanwezig is welke bovendien op de juiste diepte zit. Het dichtblok kan gevormd worden door een monoliet dichtblok (Lage Sterkte Mortel), een lamellenwand of een in de grond gevormd dichtblok (vriezen of jetgrauten). Het LSM dichtblok verdient in Nederland de voorkeur uit economisch oogpunt, maar tevens omdat hiermee een goede waterafdichting mogelijk is. Een in de grond gevormd dichtblok wordt alleen toegepast als er geen andere mogelijkheid is. Een mogelijke toepassing is het maken van een dichtblok op grote diepte. De brede wand is alleen toepasbaar indien niet in het grondwater gestart of ontvangen wordt. Er wordt ingegaan op twee zaken die tot nu toe prablemen opleverden bij de overgangsconstructies, namelijk het verwijderen van damwand uit drage grond (bij toepassing van een polder) en het optreden van lekkage van het dichtblok na ontvangst. Door de boordruk en door de bouwfasering aan de inritzijde van de startschacht moet aan het langsevenwicht van de bouwkuip bijgedragen worden door de overdracht van langswrijving op de grand via de langswanden. Om die reden zijn bij de startschacht van de Botlekspoortunnel de combiwanden door monolithische voorzetwanden in het langsvlak verstijfd. Uit constructief oogpunt zijn deze monolithische voorzetwanden niet noodzakelijk. Wel dient de bouwkuip aan de bovenzijde voorzien te zijn van continue stijve gordingen en dient de bouwkuip aan de onderkant aan te sluiten op de onderwaterbetonvloer. Voorwaarde is wel dat de sloten de schuifkracht over kunnen brengen. Dit kan met lichte kettinglassen opgelost worden.

After the disastrous floods in Bangladesh in 1987 the Flood Action Plan (FAP) was initiated. The FAP was a co-ordinated action to study the flood problems of Bangladesh. The Meghna Estuary Study (MES) was drawn up as a component of the FAP. The overall goal of MES is to ensure the physical safety and social security of the people living in the coastal areas and on the islands of the Meghna Estuary. This goal is to be realised by retaining and increasing knowledge of the hydraulic and morphological processes and by developing appropriate techniques for efficient land reclamation as well as effective river bank protection. In particular during the monsoon season erosion of the river banks occurs throughout the Meghna Estuary. The erosion causes direct land loss (including loss of livelihood and impoverishment) and, where embankments are eroded, results in flooding of homesteads and agricultural land. Looking at the planform development of the Lower Meghna it is expected that in future years the eastern river bank of the Lower Meghna river starting south of Chandpur up to Haimchar is going to be subject to severe erosion. The river banks are highly erosive due to the non-cohesiveness of the sediments, the small particle size and the high flow velocities. Previous studies carried out have shown that protection of the river bank using conventional river bank protection methods is not generally economically viable at the current level of economic development in Bangladesh. It is expected that at the current level of economic development in Bangladesh alternative Iow cost bank protection measures are the only viable option to protect the river banks against erosion on a large scale. Nevertheless it must be stated that the circumstances are severe and the possibilities and necessary know-how have to be assessed by further research and execution of experiments. Under MES several pilot projects have been executed to study alternative ways of river bank protection. In part I of this study the author has studied the application of flexible bottom screens in combination with permeable spurs. In part II the application of bottom screens to create a roughness field is subject of discussion. Both studies are conducted under the responsibility of the Technical University Delft. One of the pilot projects executed by MES is the Hanar Char erosion control pilot scheme in which flexible bottom screens and permeable spurs are applied as an alternative way of river bank protection. This pilot scheme was executed from March to July 1999 and is part of the proposed Haimchar erosion control pilot project, which covers the complete eastern river bank from Chandpur up to Haimchar. However, up till August 2000 only a part of the Haimchar erosion control pilot project has been executed. The objective of this study is to determine whether flexible bottom screens and permeable spurs are an effective way of river bank protection in the river dominated part of the Meghna Estuary. This is done by studying the available literature and the influence of the structures on the flow pattern and morphology. Flexible bottom screens Flexible bottom screens show great analogy with so called bottom vanes which are placed at a certain angle of attack with the flow. The vanes cause the passing flow to attain a circular motion downstream from it. The sediment-rich bottom flow is directed to the river bank and the erosive upper current is directed towards the centre of the river. In the available literature on bottom vanes the distinction is made between vanes placed at a small angle of attack with the flow and vanes placed at a high angle of attack with the flow.

Although a lot is known nowadays about the run-up on smooth and impermeable slopes as well as the run-up on slopes covered with a rock armour layer, the physical properties of the armour layer of a rubble mound breakwater are not incorporated in the relations describing the run-up on a breakwater’s slope. The roughness of a slope and its permeability, which can be described by a characteristic diameter of the armour unit and the porosity of the layer, are not used in the description of the run-up. This report is an attempt to get insight into the influence that the roughness and the permeability of a slope have on the run-up on this slope. In order to achieve this goal, non-dimensional parameters are derived describing the roughness of a slope and its permeability. Firstly, the framework of the design of a breakwater is given in order to place the run-up on a rough, permeable slope. The run-up itself is dealt with separately. Experiments were performed in order to obtain data that can be used to quantify the influence of the roughness of the slope and its permeability. The experiments were performed leaving the permeability of the whole structure out of consideration. To achieve a difference in porosity of the armour layer, rock armour units were used as well as tetrapod armour units. Two approaches of data analysis are applied on the data obtained from these experiments. This first approach describes the run-up on a rough, permeable slope by a combination of a roughness parameter, a permeability parameter and the breaker parameter. The roughness parameter and the permeability parameter are derived by forming non-dimensional parameters that describe roughness and permeability. The run-up, usually made non-dimensional using the wave height (H) is made non-dimensional here using the nominal diameter. This gave better results in combination with the derived parameters describing the roughness and the permeability of a slope. The second approach describes the run-up on a rough, permeable slope by using the relative run-up Ru/H and a newly derived non-dimensional parameter resembling the Iribarren parameter, but incorporating the influence of the permeability of the armour layer. When the relative run-up is put against the Iribarren parameter and is put against the newly derived non-dimensional parameter, the appearing scatter is less in the latter case. In both approaches, two relations describing the run-up on a rough permeable slope are derived. One for breaking waves and one for non-breaking waves. For the second approach, the found relations have a significant resemblance with the known formulae for run-up on a slope covered with rock armour units, derived by van der Meer and Stam. When the relations derived following the both approaches are compared, the relations derived by the second approach are the relations that give the best feeling with the physical processes as they occur. The relation for non-breaking waves, derived using the first approach, is applied on data obtained from physical model tests on a breakwater covered with tetrapod armour units. The calculated nondimensional run-up is compared with the measured non-dimensional run-up. The results show that the permeability of the whole structure can not be neglected, especially in the case of non-breaking waves.