Proeven met de bodemtransportmeter "Dordrecht" in de zandgoot van het waterloopkundig laboratorium "De Voorst" in maart 1988

Abstract

Met als uiteindelijk doel natuurgegevens te verzamelen met betrekking tot het zandtransport en in het bijzonder het bodemtransport in het benedenrivierengebied, wordt bij DBW/RIZA in samenwerking met de Meetdienst Noordelijk Deltabekken van de direktie Benedenrivieren gewerkt aan de ontwikkeling van een bodemtransportmeter. In de week van 29 februari t/m 4 maart 1988 zijn in de grote zandgoot van het Waterloopkundig Laboratorium "De Voorst" proeven gedaan met een prototype van deze bodemtransportmeter "Dordrecht" (BTMD). Het doel 'van de proeven was om een indruk te krijgen van de waarde van het meetsysteem als "point sampler" onder min of meer gekonditioneerde omstandigheden. Ten opzichte van een eerdere versie is de transportmeter op twee punten aangepast. Het bezinkvat is vóór de pomp geplaatst, waardoor pomp en flow-meter gevrijwaard blijven van verstopping c.q. slijtage door het zand, en het plaatje, waarop de aanzuigmond voor het bodemtransport is gemonteerd, is zodanig aan het meetframe .bevestigd dat dit zich binnen zekere grenzen kan aanpassen aan de bodemkonfiguratie. Op grond van de proeven kan ten aanzien van deze veranderingen het volgende worden gesteld. Het aanzuigsysteem (bezinkvat, pomp, flowmeter) werkt zonder problemen; de verandering is een aanzienlijke verbetering ten opzichte van de vroegere opstelling met het bezinkvat na de pomp. De bewegingsvrijheid die de onderste zuigmond nu heeft, zorgt ervoor dat het bodemplaat je in de meeste gevallen vrijwel vlak op de bodem terechtkomt. Daardoor is de kans dat een deel van het te meten bodemtransport onder het plaatje doorschiet aanzienlijk verkleind. De proeven zijn uitgevoerd bij een gootbreedte van 1,50 m, een gemiddelde waterdiepte van 0,38 m en een debiet van 0,386 m3/s. In de goot bevond zich zand met een d50 van 450 micrometer; qua samenstelling komt dit zand goed overeen met het zand op de Boven Merwede. Volgens metingen in de zandvang aan het einde van de goot bedroeg het gemiddelde totale zandtransport gedurende de meetweek 137 kg/uur.m (gewicht onder water gewogen). Het zwevende transport is, op grond van afzuigproeven op vier diepteniveaus, ingeschat op 34 kg/uur.m. Het bodemtransport in de goot moet volgens deze gegevens dus gemiddeld circa 103 kg/uur.m zijn geweest (= 75% van het totale transport). Met de BTMD zijn de resultaten van 33 proeven beschikbaar gekomen, waarbij zowel het bodemtransport als het zwevend transport is gemeten. Dit laatste met behulp van een ronde afzuig-opening op (een arbitrair gekozen waarde van) 11 cm boven de bodem. Een meting bestond uit het gedurende 10 minuten opzuigen van het zand/watermengsel op beide niveaus met een debiet van 15 l/min. De zandvangsten zijn gewogen en omgerekend tot een transport in kg/uur.m (gewicht onder water). De gemiddelde waarde van alle proeven is voor het totale transport 170 kg/uur.ml en voor het bodem- en zwevend transport respektievelijk 143 en 27 kg/uur.m. Deze waarden komen in orde van grootte redelijk goed overeen met de transporten zoals die uit de metingen in de zandvang aan het eind van de goot en de zwevend transportmeting zijn bepaald. Tussen de meetresultaten voor het bodemtransport bevindt zich een viertal dat opvallend hoger is dan de overige waarden. Indien deze waarden (overigens zonder te beargumenteren of dit is toegestaan) bij het berekenen van het gemiddelde worden weggelaten, bedraagt het totale transport 131 kg/uur.ml, waarvan 105 kg/uur.m bodemtransport en 26 kg/uur.m zwevend transport. Vooral het bodemtransport ligt dan opvallend goed in de buurt van het bodemtransport berekend uit de gegevens van de zandvang en het zwevend transport (103 kg/uur.m). Op grond van de verplaatsingssnelheid en de hoogte van de ribbels kan een schatting van het bodemtransport worden verkregen, indien wordt aangenomen dat de ribbelvormen driehoekig zijn. Bij een gemiddelde verplaatsingssnelheid van 2,2 m/uur en een gemiddelde ribbelhoogte van 0,10 m bedraagt deze schatting 109 kg/uur.m (gewicht onder water). Deze waarde komt goed overeen met de eerder berekende gemiddelde bodemtransporten. Resumerend kan op grond van de proevenserie het volgende worden gekonkludeerd. In de gegeven morfologische en hydraulische omstandigheden is met de BTMD een bodemtransport gemeten dat gemiddeld in de juiste orde van grootte ligt. Indien de meetresultaten worden geselekteerd, waarbij opvallend hoge waarden worden weggelaten, ligt het met de BTMD gemeten gemiddelde bodemtransport (105 kg/uur.m) zeer dicht bij het via de metingen in de zandvang bepaalde transport (103 kg/uur.m) en het via de verplaatsingssnelheid van de ribbels ingeschatte bodemtransport (109 kg/uur.m).