Golfbrekerontwerp voor rustig golfklimaat ten behoeve van de havenuitbreiding van St. Eustatius, Nederlandse Antillen

Abstract

Nadat een orkaanwaarschuwing voor het Caribisch gebied, waarin gelegen het eiland St. Eustatius, is afgegeven, vertrekken plezierjachten, cruise-schepen en vissersbootjes naar veilige gebieden, waardoor de haven van St. Eustatius geen functie heeft tijdens het passeren van een orkaan. In deze haalbaarheidsstudie is onderzocht of het mogelijk is een golfdempende constructie te ontwerpen die functioneert tijdens normaal golfklimaat en rustige weersomstandigheden en die overleeft tijdens het passeren van een orkaan door het opheffen van de golfdempende functie. Hierdoor is naar een oplossing gezocht binnen een toepassing van verticale golfdempende schermen of drijvende golfbrekers. De golfdempende eigenschappen van de constructie worden bepaald door het ondiepwater golfklimaat aan de zeezijde van de constructie en het gewenste havenklimaat aan de havenzijde van de constructie. Met behulp van het computermodel SWAN, zijn de diepwatergolfdata, waarin aangebracht de invloeden van de omliggende eilanden en riffen, omgerekend naar een ondiepwatergolfklimaat op locatie in de Oranjebaai waar de waterdiepte ca. 7 m bedraagt. De gewenste golfdempende eigenschappen van de constructie zijn berekend met CREON, een computermodel wat de golfdoordringing in een haven simuleert. Aan de hand van het uitgevoerde literatuuronderzoek zijn 3 alternatieven voor het ontwerp opgesteld. De alternatieven 1 en 2 voldoen aan de gestelde uitgangspunten en randvoorwaarden en alternatief 3 is een permanente constructie, waarmee de alternatieven 1 en 2 zijn vergeleken. In het onderzoek zijn de volgende alternatieven uitgewerkt: • Alternatief 1, 'Draagconstructie met neerklapbare schotten' • Alternatief 2, 'Draagconstructie met "wegwerp" golfdempende elementen' • Alternatief 3, 'Permanente constructie die een orkaan kan weerstaan' De golfdempende constructie is opgebouwd uit een draagconstructie, waarin de waterkerende elementen worden bevestigd. De golfdempende eigenschappen van de constructie zijn bepaald aan de hand van het normale golfklimaat en rustige weersomstandigheden. Bij de alternatieven 1 en 2 wordt tijdens het optreden van een gekozen ontwerpgolfhoogte de golfdempende functie opgeheven. Op deze ontwerpgolfhoogte worden de waterkerende elementen gedimensioneerd. De draagconstructie van de alternatieven 1 en 2 is berekend op de maximale individuele golfhoogte bij gegeven waterdiepte van ca. 7 m. Voor alternatief 3 zijn zowel de draagconstructie als de waterkerende elementen gedimensioneerd op een maximale individuele golfhoogte bij gegeven waterdiepte van ca. 7 m. Na de constructieve evaluatie en de evaluatie met betrekking tot de praktijkuitvoering van de verschillende alternatieven is geconcludeerd dat alternatief 1 het meest geschikt is als golfdempende constructie voor de havenuitbreiding van St. Eustatius, binnen een toepassing van verticale golfdempende schermen of drijvende golfbrekers. Door middel van een globale berekening van de constructiekosten voor alternatief 1 en een stortstenen golfbreker is vastgesteld dat de constructiekosten voor alternatief 1 ca. 10% bedragen van de constructie kosten van een stortstenen golfbreker. Alhoewel de berekening zeer globaal is, geeft deze aan dat het toepassen van het ontwerp voor de golfdempende constructie winstgevend kan zijn. Hierbij wordt opgemerkt dat het gedrag van het afgezonken golfschot van alternatief 1 tijdens het optreden van een orkaan bepalend is voor het succesvol toepassen van het ontwerp. Aanbevolen wordt om door middel van modelonderzoek dit gedrag vast te stellen.