· · · Institutional Repository

In many coastal, engineering problems the sediment transport plays a part. A transport gradient causes accretion or erosion. Various models, such as that of Bijker, Engelund and Hansen (van de Graaff and van Overeem, 1979) and Nielsen (1985) are available to estimate the sediment transport rate if the hydraulic and environmental conditions (wave height, current velocity and direction, sediment size) are known. Since reliable data under field conditions are extremely scarce, the reliability of these models is not known, while also no understanding of the basic relations between the sediment transport, current velocity and wave height can be obtained. To extend the knowledge of the basic phenomena, a laboratory study was carried out. Fluid velocities and sediment concentrations have been measured in case of irregular non-breaking waves alone, and in combination with following or opposing currents.

Litertuurstudie en ontwerp van een keersluis bij Ramspol. Het betreft het ontwerp van een kering met hefdeuren.

Tijdens de ontwikkeling van plannen door Rijkswaterstaat om te komen tot een verbeterde Zuid-Willemsvaart, is op verscheidene momenten waterkrachtwinning ter sprake gekomen. Door toename van de vervallen, vanwege het verminderen van het aantal sluispanden, en door de toename van de debieten die noodzakelijk zijn voor de waterbeheersing in Noord Limburg en Oost-Brabant, wordt het als wenselijk beschouwd om de mogelijkheden voor waterkrachtwinning eens nader te onderzoeken. Een randvoorwaarde daarbij is, dat het op redelijke wijze in de bestaande plannen in te passen moet zijn. De energieopwekking door middel van waterkracht op de schaal zoals die in deze studie gepresenteerd zal worden, is voor Nederland betrekkelijk nieuw. Het wordt op deze kleine schaal nog nauwelijks toegepast. In de gehele Nederlandse energiebehoefte kan het slechts voor een zeer geringe bijdrage zorgen. De energiebedrijven beperken zich in hun beleid slechts tot grootschalige energieopwekking. Zij zien de kleinschalige alternatieve energiewinning als een welkome aanvulling, maar zullen zelf niet zo snel hiertoe over gaan. Zij laten dit terrein over aan het partikuliere initiatief. Binnen het energie- en milieubeleid dat door de overheid gevoerd wordt past de kleinschalige energieopwekking zeer goed. De overheid streeft in haar beleid namelijk naar een gediversificeerde en decentrale energieopwekking op een milieubewuste wijze. Het konkurrentiebeding mag hierbij echter niet uit het oog worden verloren. Dit betekent dat de prijs van de op welke wijze dan ook op te wekken elektriciteit rond de 8 cent per kWh moet liggen. Dit is als tweede randvoorwaarde binnen deze studie te hanteren. De te hanteren doelstelling welke binnen deze studie gehaald moet zien te worden luidt: "Het nader uitzoeken van de waterkrachtmogelijkheden in de Zuid-Willemsvaart en het geven van een technische uitwerking daarvan tegen een konkurrerende kWh prijs."

Het doel van dit afstudeerwerk was het ontwikkelen van een computerprogramma dat de waterbeweging en de verspreiding van stof in het Noordelijk Delta Bekken kan beschrijven. Dit programma dient op een gewone PC te draaien~ het moet binnen een kort tijdsbestek bruikbare resultaten opleveren en iemand met weinig verstand van computers moet er mee om kunnen gaan; met andere woorden~ het moet een alert reageren op een calamiteit mogelijk maken. Ais schematisatie van het Noordelijk Delta Bekken is in het ontwikkelde programma~ CALAM genaamd~ gekozen voor de schematisatie die de Rijkswaterstaat hanteert voor haar programma ZWENDL~ dat op minicomputers en mainframes draait. Voor elke run kan in principe dezelfde schematisatie worden gebruikt~ het enige dat verandert~ is het pakket randvoorwaarden~ dat met behulp van een apart programma wordt samengesteld. De rekenresultaten worden grafisch op een beeldscherm - en indien gewenst op een matrixprinter - weergegeven. Overigens kan het programma in principe voor elk willekeurig stelsel van waterlopen worden gebruikt~ mits er een geschikte schematisatie voorhanden is. De resultaten van de berekening van de waterbeweging zijn getoetst aan die van het programma ZWENDL en komen er goed mee overeen. De resultaten van de berekening van de stof verspreiding zijn nog niet geijkt~ onder andere vanwege het gebrek aan meetwaarden waaraan geijkt zou kunnen worden. Wel is er onderzoek gedaan naar het effect van de grootte van de longitudinale dispersie coëfficiënt. Het doorrekenen van de Sandoz-calamiteit (november 1986) levert resultaten op die zeer redelijk overeenkomen met de resultaten van gevestigde programma's als ZWENDL en DELWAQ (Waterloopkundig Laboratorium). De conclusie is dat CAL AM een programma is waar goed mee is te werken. In de vervolgstudie, die door andere studenten zal worden uitgevoerd~ wordt aandacht besteed aan het tweedimensionale karakter van de waterbeweging en de stof verspreiding in het Haring vliet ! Hollandsch Diep, de modellering van het spuiprogramma van de Haringvlietsluizen en het ijken van de stof verspreiding c.q. de dispersie coëfficiënt.

In dit deel wordt in het kader van een afstudeerdeelproject een variantenonderzoek van gesloten bouwkuipen gedaan. Om een vergelijkingsobject te hebben en om enigszins reële oplossingen te verkrijgen is hierbij uitgegaan van de technische uitgangspunten van een tunnelvak van de Willemsspoortunnel. Deze drie kilometer lange spoortunnel is momenteel in aanbouw in Rotterdam. De tunnel vervangt het oude viaduct en spoorbruggen over de rivier. Het doel is om een bepaalde tendens aan te geven voor wat betreft kostenaspecten en enkele andere criteria.

In dit rapport zijn theorie, experiment en enig pragmatisme samengevoegd om het inzicht in het hydraulisch functioneren van inlaatwerk Grebbesluis te vergroten. Dit heeft geleid tot een model waarmee het debiet door het inlaatwerk berekend kan worden. Het inlaatwerk Grebbesluis is daardoor boven het niveau van "black-box" uitgetild. Hiermee is invulling gegeven aan de opdracht die de provinciale waterstaat Utrecht mij gaf in het kader van een stage en mijn afstudeerwerk aan de Technische Universiteit Delft. Het tweede deel bestaat uit een computerhandleiding voor het debiet van het inlaatwerk Grebbesluis.

Sinds de ontwikkeling en beschrijving van het gewapende grond principe door de Franse architect Henri Vidal is er veel onderzoek gedaan naar het gedrag van gewapende grond konstrukties. Dit onderzoek betrof zowel laboratorium onderzoek als metingen aan gewapende grondkonstrukties op ware grootte en op speciale proefmuren.

Bij het berekenen van het gedrag van zandsuppleties wordt vaak gebruik gemaakt van de relatief eenvoudige 2-1 lijn theorie, opgesteld door Bakker en uitgebreid door Swart. In deze theorie wordt het gedrag van het zandtransport in de tijd geschematiseerd m.b.v. de constante sy. Deze constante wordt op dit moment bepaald m.b.v. een veelheid van empirische uitdrukkingen. In het afstudeeronderzoek is gepoogd deze constante sy een theoretische onderbouwing te geven. Hiervoor is de theorie gebruiKt van het model Crostran, opgesteld door Stive, Wind en de Vriend. In dit model wordt, uitgaande van de transportformule van Bailard, na berekening van het stroombeeld voor een kust, het tijdsgemiddeld dwarstransport van zand berekend. In het afstudeeronderzoek is allereerst een empirische vergelijking van beide modellen gemaaKt, door een modeltest van Swart na te rekenen met Crostran. Daarna is het evenwichtsprofiel berekend als functie van de golfsteilheid en een dimensieloze valsnelheid van het sediment. Het blijkt, dat de retourstroom langs de bodem, die veroorzaakt wordt door het breken van golven, een zeer belangrijke rol speelt. De golven op diep water brengen sediment naar de kust toe, de brekende golven veroorzaken een transport van de kust af. Bij de brandingsrug treedt er een evenwicht op van deze twee invloeden met het transport door de zwaartekracht. Het berekenen van het evenwichtsprofiel landwaarts van de top van de buitenste brandingsrug vergt nog nader onderzoek. Hierna is een formulering opgesteld, waaruit de tijdconstante TO berekend kan worden. In deze formulering wordt gebruik gemaakt van het transport, dat optreedt bij een kleine afwijKing van het evenwichtsprofiel. De grootte van dit transport geeft een indicatie van de tijd, die nodig is om het evenwichtsprofiel te vormen. Met deze formulering is een aanzet gegeven voor de bepaling van de constante sy m.b.v. een model lering van het golfbeeld.

In het Oosterscheldebekken zijn t.b.v. het Deltaproject twee compartimenteringsdammen voorzien: de Oesterdam en de Philipsdam. Op economische gronden is bij deze dammen gekozen voor een sluiting d.m.v. zand spuiten. Dit gebeurt zowel horizontaal, door zand over de kop van dam te spuiten, als vertikaal, door zand onder water vertiKaal vlak boven de bodem uit een persbuis te spuiten. Dit onderzoek richt zich op het vertikaal onder water spuiten.

Sedert enige tijd wordt een gemeenschappelijke studie verricht door de TU-Delft, Rijkswaterstaat, en Delta Marine Consultants te Gouda naar een nieuw type oeververbinding, de zwevende tunnel. Een zwevende tunnel (zwunnel) bestaat uit een tunnelbuis met een resulterend opdrijvend vermogen. De tunnelbuis wordt m.b.v. kabels en ankers op een diepte van ongeveer 20 m onder de waterspiegel gefixeerd. Een dergelijke oeververbinding is bij uitstek geschikt voor toepassing in brede en diepe waterlopen, zoals de Straat van Messina, de Straat van Gibraltar, of de Noorse fjorden. Het doel van het afstudeerwerk is de veiligheid van een zwunnel te relateren aan de veiligheden van reeds bestaande oeververbindingen. Hiertoe zijn drie oeververbindingen in het onderzoek betrokken, t.w. een hangbrug, een gezonken tunnel en de zwunnel. Allereerst zijn voor de drie ontwerpen foutenbomen opgesteld voor de gebruiksfase en de bouwfase, waarna een kwalitatieve vergelijking van de faalkansen is gemaakt. Vervolgens zijn voor de gebruiksfase de faalkansen nader gekwantificeerd. Dit is gebeurd op basis van probabilistische rekentechnieken. Uit deze berekeningen blijkt dat de zwunnel qua veiligheid een goed alternatief kan vormen t.o.v. de huidige toepasbare constructies. De resultaten voor de zwunnel hebben bovendien inzicht gegeven in de "zwakke" punten van het huidige ontwerp. Op dit moment wijzen de berekeningen uit dat vooral de horizontale stabiliteit van de zwunnel, de uitvoering van de voegen, en de gevoeligheid van de constructie voor aanvaringen, nog nader bestudeerd moeten worden.

Deelrapportage. De laatste decennia heeft een omwenteling plaatsgevonden in het ter beschikking komen van nieuwe materialen voor pijpleidingen, o.a. thermoplasten. In de baggertechniek echter worden op het stort nog steeds stalen pijpen gebruikt. Diverse proeven zijn genomen voor het bekleden van die leidingen. Behalve aan boord van schepen heeft deze trend zich niet doorgezet omdat de extra aanschafkosten niet worden goedgemaakt door een lagere slijtage. Bij deze vergelijkingen werd veelal alleen de slijtage in aanmerking genomen en werden de exploitatiekosten op het stort niet in ogenschouw genomen. Het is echter niet bekend of het toepassen van kunststof leidingen op kleine werken niet kostenbesparend zou kunnen zijn in verband met de hanteerbaarheid van lichtere kunststof. Ook valt te denken aan oprolbare leidingen.

Bij het verdedigen van een zandige kust tegen erosie, wordt in toenemende mate gebruik gemaakt van zandsuppleties. Een zandsuppletie is een aanvulling van een kust met elders gewonnen zand. Grote voordelen van een zandsuppletie ten opzichte van een verdediging met strandhoofden of een strandmuur zijn de relatief lage aanlegkosten en het feit dat het uiterlijk van de bestaande kust gehandhaafd blijft. Een nadeel is de korte levensduur van een suppletie, doordat de erosie ongehinderd voort kan gaan. Bij het ontwerpen van een zandsuppletie is de te verwachten levensduur van cruciaal belang. Van grote invloed op de levensduur van een suppletie zijn onder meer de grootte van langs- en dwarsstromingen, de vorm van de kust en de deeltjesgrootte van het gestorte zand. Om de betrouwbaarheid van voorspellingen omtrent het gedrag van een suppletie te vergroten, zijn in eerdere onderzoeken enkele reeds uitgevoerde suppleties geanalyseerd, onder meer voor Ameland en Sylt. In deze studie is een suppletie bij Zeebrugge beschouwd. Deze is rond het jaar 1978 aangebracht over een circa 10 kilometer lange kuststrook tussen de havenhoofden van Zeebrugge en de Nederlands-Belgische grens. Aangezien de belangrijkste veranderingen en zandverliezen te verwachten waren aan de oostelij ke rand van deze rechthoekige suppletie, heeft de studie zich toegespitst op dit gebied. Voor het randgebied van de suppletie is onderzocht welke fysische processen hebben bijgedragen tot de ligging van de kust zoals die aanwezig was vóór het aanbrengen van de suppletie. Hierbij kon gebruik worden gemaakt van meetresultaten van zowel Belgische als Nederlandse zijde. Uit beide metingen blijken over het algemeen dezelfde tendensen, hoewel sommige punten significante verschillen vertonen. Aan de vergelijking van beide metingen en aan mogelij ke oorzaken van verschillen is de nodige aandacht besteed. Het model dat is opgesteld voor het beschrijven van de ontwikkeling van de suppletie maakt gebruik van de zogenoemde twee-lijn theorie, waardoor het gedrag van het strand en de vooroever apart kan worden beschreven. Een computerprogramma is geschreven dat de ontwikkeling van de suppletie beschrijft, afhankelijk van verschillende kustconstante 's. Het computerprogramma bepaalt tevens de afwijkingen tussen de voorspelde en gemeten kustligging. Ook wordt de ligging van de berekende en gemeten kustlijnen duidelijk gemaakt aan de hand van door het computerprogramma gemaakte figuren. Het programma is interactief, hetgeen betekent dat constante's behalve numeriek ook visueel kunnen worden geoptimaliseerd. Het programma vertoont derhalve CAD- aspecten. De gevonden afwijkingen tussen metingen en berekeningen blijken, mede in vergelijking met stud ies naar andere suppleties, alleszins acceptabel te zijn.

Om in 1990 te voldoen aan de normen van delta-veilige waterkeringen is het nodig bij toekomstige renovaties van het sluizencomplex te IJmuiden de nieuwe constructies op het hiervoor benodigde veiligheidsniveau te ontwerpen. De deuren van de Noorder- en Middensluis zijn op korte termijn aan vervanging toe; de belasting op de nieuwe deuren is in dit rapport aan de hand van de fysische randvoorwaarden bepaald. Dit is gebeurd volgens de probabilistische methode, waarbij de relevante parameters als stochast in de beschouwing zijn betrokken. In hoofdstuk 3 worden de verschillende natuurrandvoorwaarden beschouwd, te weten: - De binnenwaterstand - De buitenwaterstand - Relatieve zeespiegelstijging - Korte zeegolven - Lange golven (buioscillaties) - Middellange golven - Lokaal opgewekte windgolven Aan de hand van deze randvoorwaarden wordt in hoofdstuk 4 de belasting bepaald. Deze belasting kan worden gesplitst in een verval-belasting door de stormvloedstand en de (opgeslingerde) lange zeegolven, en een belasting door golven. De belasting door golven is quasistatisch verondersteld. Bij de berekening van de druk is het deels reflecteren van de golven bij passage van de havendam en inlopen op de deur betrokken. Bovendien is ook het verdeeld zijn van de golfenergie over de verschillende frequenties verdisconteerd. Na omwerking van de significante golfkracht naar de extreme golfkracht wordt de totale kracht verkregen door superpositie van beide bijdragen. In hoofstuk 5 wordt vervolgens het model nader toegelicht de opzet, de beperkingen en de uiteindelijk gebruikte verdelingen. De resultaten worden gepresenteerd in hoofdstuk 6. De meest waarschijnlijke combinatie van de verschillende variabelen resulteert bij een kans op overschrijding van 1.0E-4 in een belasting van 672 kN/m' bij een deurhoogte van N.A.P. + 5.15 m. en een belasting van 696 kN/m' bij een deurhoogte van N.A.P. + 5.70 m. Het stilwaterniveau voor de sluisdeur bedraagt dan resp. N.A.P + 5.96 m. en N.A.P. + 5.90 m. Ook is voor beide deurhoogten de drukfiguur gegeven. Daar ook eerder de belasting op de deur is beschouwd zijn de resultaten vergeleken met deze beschouwingen, temeer daar deze eerdere beschouwingen geen gebruik hebben gemaakt van de probabilistische rekentechniek. Consequenties van eventuele mutaties in de buitenhaven zijn bekeken in hoofdstuk 7. Geconstateerd wordt gedeeltelijk wegbaggeren van het Forteiland geen nadelige invloed heeft op de belasting op de sluisdeur, geheel wegbaggeren daarentegen zal resulteren in een verhoging. Tenslotte wordt in hoofdstuk 8 geconcludeerd dat de berekening voldoende betrouwbaar is om een goede voorspelling te geven van de 1.0E-4 belasting. Verder onderzoek naar onzekere factoren is niet noodzakelijk in verband met de geringe invloed op de belasting. Tevens is de 1.0E-4 belasting gegeven als functie van de binnenwaterstand, om een optimalisatie van de verdeling van de krachten over de binnen- en buitendeur mogelijk te maken.

In hoofdstuk 1 is de afbakening van het probleem waar de onderzoekers zich in hebben verdiept weergegeven. Ook wordt hier nog enige inleidende informatie over zandsluitingen in het algemeen gegeven. Vervolgens is in hoofdstuk 2 een overzicht van de beschikbare theoretische en experimentele kennis op het gebied van taludopbouw gegeven, zoals die in een literatuurstudie is verzameld. In hoofdstuk 3 is de situatie van de sluiting van het Tholensche Gat gegeven en is de geplande uitvoering (in de ontwerpnota) vergeleken met de werkelijke uitvoering zoals die heeft plaatsgevonden. In hoofdstuk 4 worden de metingen kritisch beschouwd en wordt beschreven hoe de verzamelde gegevens en metingen bij elkaar zijn gevoegd en verwerkt. In hoofdstuk 5 wordt onderzocht welke verbanden er te ontdekken zijn in de diverse gemeten parameters en in hoeverre deze verbanden overeenkomen met de gevonden theoretische en experimentele relaties. Hieruit worden in hoofdstuk 6 conclusies getrokken. In hoofdstuk 7 worden aanbevelingen gedaan voor het uitvoeren van zandsluitingen in diepere stroomgeulen met een drempel, voor het meetprogramma zoals dat bij de sluiting van het Krammer zou kunnen worden uitgevoerd, en voor verder onderzoek.

Na het inleidende hoofdstuk 1 wordt in hoofdstuk 2 het probleem met betrekking tot de dijken langs de Afgedamde Maas en het Heusdensch Kanaal globaal aangegeven. Hoofdstuk 3 geeft een algemeen overzicht van de ontwikkelingen met betrekking tot de dijkverbeteringsproblematiek. Tevens worden de ontwikkelingen rond de dijkverbetering langs de Maas besproken en wordt een overzicht van de normen gegeven, die worden aangehouden bij de dijkverbetering. In hoofdstuk 4 worden de projectgrenzen aangegeven en wordt een historische schets van de wijzigingen in de Maasstroom gegeven. Daarnaast wordt de huidige toestand van het onderzoeksgebied en van de dijken langs de Afgedamde Maas en het Heusdensch Kanaal besproken. In hoofdstuk 5 wordt een globaal onderzoek naar het waterkerend vermogen van de huidige dijken langs de Afgedamde Maas en het Heusdensch Kanaal verricht. De huidige toestand van de dijken wordt gecontroleerd op de kruinhoogte, hydraulische grondbreuk, zandmeevoerende wellen, afschuiving binnentalud en afschuiving buitentalud. Op grond van het globale onderzoek wordt in hoofdstuk 6 het probleem met betrekking tot de dijken langs de Afgedamde Maas en het Heusdensch Kanaal aangegeven. Hoofdstuk 7 geeft, uitgaande van het probleem, de doelstelling aan. Tevens worden de uitgangspunten en de randvoorwaarden aangegeven die worden aangehouden bij het oplossen van het probleem. In hoofdstuk 8 komen de belangen in het onderzoeksgebied aan de orde die bij de keuze van een oplossing voor het probleem een rol zullen spelen. Hoofsdtuk 9 bespreekt de oplossingen voor de problematiek in het onderzoeksgebied. In hoofdstuk 10 worden twee alternatieven gekozen die nader worden uitgewerkt. Deze alternatieven kunnen als twee uitersten worden beschouwd. In hoofdstuk 11 wordt op grond van een aantal criteria een keuze gemaakt tussen de twee uitgewerkte alternatieven. Hoofdstuk 12 geeft tenslotte een overzicht van de conclusies en aanbevelingen die op grond van deze hoofdstudie zijn getrokken respectievelijk zijn opgesteld.

Het afstudeerwerk bestond uit drie min of meer afzonderlijke delen. Het resultaat van het hoofddeel, de algemene havenstudie, is weergegeven in het eerste rapport. Het tweede rapport behandelt de constructieve uitwerking van één van de alternatieven. Dit is niet de oplossing welke in het eerste deel is aanbevolen. Deze bleek te weinig constructieve mogelijheden te hebben voor een afstudeerontwerp. Het hierop volgende derde rapport bevat het civiel-bedrijfskundige deelontwerp.

In deze studie is onderzoek gedaan naar de dynamische belasting die een trilwals uitoefent op een zandpakket tijdens het verdichten van die zandpakketten. Het systeem trilwals-zandpakket is gemodelleerd tot een twee massa veer systeem. In deze studie is met name aandacht besteed aan de afleiding van de grondparameters (veerconstante, demperconstante en meetrillende grondmassa) in het model.

Allereerst wordt in deel A van dit rapport getracht het naar verwachting meest reele zandstrand-ontwerp" (d.w.z. de strandvorm met de bijbehorende kustwerken) voor de locatie Westerzeedijk te bepalen. Wordt nu dit strand daadwerkelijk (mogelijk gefaseerd) aangelegd, dan zal er waarschijnlijk slib op het strandzand worden afgezet, hetgeen dan de recreatiewaarde van het strand niet ten goede komt. In deel B van dit rapport wordt daarom deze slibproblematiek neder onderzocht met de hoop om zodoende enige maatregelen aan te kunnen geven die leiden tot een beperking van deze slibafzetting.

De vraag naar ligplaatsen in de jachthaven van Breskens, gelegen aan de Westerschelde, is de laatste jaren sterk toegenomen. De watersportvereniging die het beheet voert over de haven, onderzoekt of het rendabel is om de haven uit te breiden. Een van de posten die zwaar op de exploitatiekosten drukken zijn de jaarlijks terugkerende baggerkosten. In dit afstudeeronderzoek is voor drie mogelijke ontwerpen de hoeveelheid te baggeren materiaal bepaald. De drie alternatieven zijn: - uitbreiding waarbij de huidige ingang in gebruik blijft - uitbreiding waarbij de jachthaven een eigen ingang heeft - uitbreiding met twee ingangen ( de hudige en een nieuwe), zodat er een stroming door de haven ontstaat. In het eerste gedeelte van het onderzoek zijn het stroombeeld en de stroomsnelheid in de haven bepaald met DUCHESS. Dit is een door de Technische Universiteit Delft ontwikkeld programma voor twee dimensionale horizontale stroming. Met deze resultaten en verzamelde gegevens van het sedimenttransport in de Westerschelde is voor elk alternatief de hoeveelheid te baggeren materiaal bepaald. De conclusie is dat een haven met één haveningang beduidend minder baggerbezwaar geeft dan een haven met twee ingangen (minstens vier maal zoveel). De stroming door de haven is niet sterk genoeg om het zand en slib in suspensie te houden. De keuze tussen een nieuwe of de huidige ingang kan op verschillende gronden gebeuren. De voorkeur gaat uit naar het alternatief waarbij de huidige ingang gehandhaafd blijft, omdat er dan een sterkere vulstroom door de haveningang trekt. Hierdoor zal de toegangsgeul van de haven beter op diepte blijven.