Golfrandvoorwaarden langs de Nederlandse kust op relatief diep water

Abstract

Als de aanstaande nieuwe "Wet op de waterkeringen" van kracht wordt, moet om de vijfjaar een toetsing van de primaire waterkeringen op veiligheid plaatsvinden. Deze toetsing dient op uniforme wijze te gebeuren, zowel wat betreft de ontwerpregels alsook de toepassing van randvoorwaarden, waaronder de hydraulische randvoorwaarden. Hiertoe worden door de TAW (Technische Adviescommissie voor de Waterkeringen) leidraden opgesteld. De hydraulische randvoorwaarden worden in het project HYDRA (HYDraulische RAndvoorwaarden) onderzocht en berekend. In de toekomst zal steeds meer probabilistisch ontworpen worden. Dit vereist een simultane statistiek van hydraulische parameters. Thans wordt echter nog de enkelvoudige statistiek van waterstanden (ontwerppeilen) met de daarbij behorende waarden voor golven toegepast. Voor waterstanden zijn deze beschikbaar ("De basispeilen langs de Nederlandse kust"), voor golven nog niet. Het doel van dit rapport is om te komen tot een uniforme bepaling van de enkelvoudige statistiek van significante golfhoogten langs de Nederlandse kust op relatief diep water (ongeveer op de NAP -20m lijn). Voor het verkrijgen van de golfrandvoorwaarde bij de waterkeringen zelf moet vervolgens nog een vertaalslag uitgevoerd worden van relatief diep water naar de kust met golfvoortplantingsmodellen, zoals HISWA. De enkelvoudige extreme-waardenstatistiek is vanwege het robuuste karakter uitgevoerd met de conditionele 2-parameter Weibull-verdeling en gefit met de maximum likelihood methode. De statistiek is toegepast op meetreeksen van ongeveer 15 jaar, in gewonnen op de lokaties SON, ELD, K13, YM6 en EUR (fig 1.1) en op dezelfde meetreeksen aangevuld met NESS-gegevens tot reeksen van ongeveer 30 jaar. Deze laatste zijn hindcastgegevens, uitgevoerd in het kader van de North European Storm Study. Omdat 30 jaar nog steeds een korte periode is voor de benodigde extrapolatie naar overschrijdingskans van gemiddeld 10'4 per jaar, is ook onderzocht in hoeverre klimaatcorrecties toegepast kunnen en moe-ten worden. Dit is gedaan met waterstandsgegevens vanwege het redelijke verband tussen golven en waterstanden onder extreme omstandigheden en omdat hiervan betrouwbare reeksen van circa 110 jaar beschikbaar zijn. Om meer inzicht te verkrijgen in de betrouwbaarheid van de extreme-waardenstatistiek zijn de verkregen resultaten vergeleken met die van fysisch numerieke modellen. Hierbij is gebruik gemaakt van verkregen verbanden tussen de maximale significante golfhoogten en de waterdiepten. Bij de uiteindelijke keuze tussen de verschillende varianten binnen de bovengenoemde toegepaste statistische aanpak heeft fysisch inzicht op basis van kennis en ervaring een belangrijke rol gespeeld. De belangrijkste resultaten zijn gepresenteerd in hoofdstuk 8. Deze zijn verkregen via toepassing van een voor het gehele gebied gelijke waarde van de krommingsparameter van de Weibull-verdeling op de meetreeksen uitgebreid met NESS gegevens, Vanwege de geringe verkregen betrouwbaarheid van de klimaatcorrecties zijn ze niet toegepast. Ze hebben in de ovengenoemde uiteindelijke keuze binnen de statistiek echter wel een rol gespeeld.