Verdeling van overslaand water over een golfbreker

Abstract

Wanneer een golfbreker wordt aangevallen door golven, zal een deel van deze golven over de golfbreker heen slaan en mogelijk op het achtertalud terechtkomen. Het doel van dit onderzoek is om dit proces met behulp van een schaalmodel van een golfbreker nader te onderzoeken. Belangrijk hierbij is het in kaart brengen van de mate waarin water in de kruin zakt tijdens het overslaan van golven. Het in de kruin zakken van water tijdens het overslaan van water betekent dat de hoeveelheid water die op het achtertalud terechtkomt verminderd wordt. Dit reducerende effect kan het benodigde steengewicht op het achtertalud verlagen hetgeen een kostenbesparing bij de bouw van de golfbreker op kan leveren. Daarentegen kan het ingezakte water het voor en achtertalud van binnenuit belasten wat een groter benodigd steengewicht tot gevolg heeft. Daarnaast kan er erosie optreden in de golfbreker door het uittreden van het geiltreerde water. De tegenstelling in het effect van in de kruin zakkend water op het benodigde steengewicht op het achtertalud tijdens golfoverslag en het optreden van interne erosie, zijn redenen om meer kennis op te doen van de verdeling van overslaand water over een golfbreker tijdens golfoverslag Tijdens de proefnemingen is er gewerkt met regelmatige golven met een vaste steilheid van 5 procent. Er zijn 34 deelproeven uitgevoerd, waarbij per proef slechts parameter is veranderd. De gevarieerde parameters zijn de golfhoogte, de kruinbreedte en de waterstand. De constructiehoogte van het model is constant. Het vrijboord in combinatie met de golfhoogte is een belangrijke parameter die de golfoverslag beloedt. Door het veranderen van de waterstand bij een vaste constructiehoogte kan het vrijboord worden aangepast. In dit verslag wordt een formule voorgesteld om de verdeling van overslaand water, in een deel dat in de kruin zakt en een deel dat geheel over de kruin heen slaat te beschrijven. De voorgestelde formule gebruikt het overslagdebiet van de overslaande golf en de kruinbreedte van de golfbreker als variabelen. De formule werkt in combinatie met bestaande golfoverslagformules zodat het overslagdebiet van de overslaande golf met een voor de desbetreffende situatie geschikte golfoverslagformule bepaald kan worden. Er is structureel gewerkt met steengrootte. Om de invloed van de steengrootte op de verdeling van water over de golfbreker in te schatten zijn enkele proeven gedaan met een kleinere steengrootte. Hierbij is gebleken dat de steenafmetingen van de wapeningslaag op de kruin van de golfbreker de verdeling van overslaand water beloeden. In het schaalmodel zijn regelmatige golven toegepast. In de praktijk wordt een golfbreker echter belast door onregelmatige golven. Om de bruikbaarheid van de gevonden resultaten in de praktijk te vergroten is er een theoretische methode gepresenteerd om de voorgestelde formule toe te passen op een situatie met onregelmatige golven. De methode maakt gebruik van het gemiddelde overslagdebiet van onregelmatige golven. Dit debiet kan rechtstreeks in de voorgestelde formule ingevuld worden. De op deze manier verkregen resultaten moeten dan nog gecorrigeerd worden met een uit een grafiek af te lezen theoretische correctiefactor. Uit de proefnemingen is gebleken dat het inzakken van water een significante invloed heeft op de hoeveelheid water die het achtertalud bereikt. De bestaande golfoverslagformules houden geen rekening met de invloed van de kruinbreedte of het wegzakken van water in de kruin. Wanneer zon formule gebruikt wordt om de hoeveelheid water te bepalen die op het achtertalud terechtkomt is er sprake van een overschatting.