4.2.1 Algemeen 27 4.2.2 Beschrijving prototypemetingen 28 4.2.3 Resultaten van de model-prototype vergelijking 29 4.2%4 Vergelijking getij gemiddelde dispersiekoëfficiënten 32 4.2.5 Konklusie ten aanzien van de reproduktie 34 4.3 Invloed Coriolistollen op de koncentratieverdeling 34 4.3.1 Invloed Coriolistollen op de koncentratieverdeling in de
hui-dige situatie 34 4.3.2 Invloed Coriolistollen op de koncentratieverdeling in
eindsi-tuatie 36 4.3.3 Konklusies 36 4.4 Invloed Q . op de koncentratieverdeling 37 4.4.1 Invloed Q . op de koncentratieverdeling volgens natuurmetingen 37 4.4.2 Invloed Q , op de koncentratieverdeling volgens modelmetingen 38 4.4.3 Konklusies 39 4.5 Invloed getijdemping op de koncentratieverdeling 39 4.5.1 Resultaat voorgaand onderzoek 39 4.5.2 Invloed getijdemping op koncentratieverdeling in de kom van de
Oosterschelde 40 4.5.3 Vergelijking getij gemiddelde dispersiekoëfficiënten 41 4.5.4 Konklusies 41
5 Samenvatting en konklusies 43
APPENDIX I : Longitudinale dispersie tengevolge van het schuifspanningseffekt APPENDIX II: Berekening getij gemiddelde dispersiekoëfficiënten
REFERENTIES TABELLEN FIGUREN
Lijst van symbolen symbool
A
b
C
c CLW CHW Cl AC1Ac
D Xh
M
AL n, 1 QQ
R i v q t T T TiT
U
UTV
X XR yz
yA HW LW MES MVS SVKO omschrijving gemiddelde dwarsdoorsnede breedte Chëzykoëfficiënt koncentratiekoncentratie bij laagwater koncentratie bij hoogwater chloridegehalte
lokaal, maximaal verschil in chloridegehalte per verschil in koncentratie tussen vakgrenzen
longitudinale dispersiekoefficient gemiddelde waterdiepte
gemiddelde lengte v a n een v a k (fig. 111) getijweg , n . prototypemaat schaal van 1 £ -r-^x—-— modelmaat debiet zoetwatertoevoer
debiet per eenheid van breedte tijd
getijperiode
tijdschaal voor menging over dwarsdoorsnede inspeeltijd
verversingstijd snelheid
getij gemiddelde waarde van u[ getijvolume
langskoördinaat
verplaatsing per getijperiode in x-richting dwarskoördinaat
vertikale koördinaat doorstroomopening hoogwater
laagwater
tijdstip maximale ebstroom tijdstip maximale vloedstroom stormvloedkering in Oosterschelde dimensie 2 m
m
nrs kg m -3 kg m kg m —3 kg m-3 getij kg m kg m 2 -1 m s m ra m 3 -1 m s 3 -1 m s m ss
ss
s
s
ms ms 3 mm
m
m
m
2
m
1 Verspreidingsmechanisnien in Oosterschelde en in het getijmodel daarvan 2 Overzicht van de bij de interpretatie gebruikte metingen
3 Overzicht van interpretatie mogelijkheden
4 Gemeten getijvolumina in Oosterschelde-getijmodel tijdens hoofdgetij (huidige situatie)
5 Gemeten getijvolumina in Oosterschelde-getijmodel tijdens hoofdgetij (eindsituatie)
6 Invloed tollen op turbulente intensiteiten
7 Overzicht maximum en minimum koncentraties; T269A na 240 getijden 8 Overzicht maximum en minimum koncentraties; T269B na 160 getijden 9 Overzicht maximum en minimum koncentraties; T269B na 220 getijden 10 Overzicht maximum en minimum koncentraties; T270 na 236 getijden 11 Overzicht maximum en minimum koncentraties; T271 na 246 getijden
12 Overzicht maximum en minimum koncentraties; T271 na 246 getijden (extra-polatie)
Lijst van figuren
1 Overzicht meetraaien en raeetplaatsen
2.,.6 dwarsprofielen
7...13 debieten
14...19 snelheidsverdelingen
20...22 verplaatsing in hoofdgetijperiode X
Rals funktie van
breedte-ditnens ie
23...28 waterstanden
29.30 dwarsvervallen
31-32 turbulentiemetingen Oosterscheldemodel; energiespektra
33 Overzicht meetplaatsen; T269A
34...43 Verloop van de koncentratie als funktie van het aantal getijden
T269A
44.,.48 Verloop van de koncentratie gedurende het getij; T269A
49 Verloop van de koncentratie als funktie van de afstand tot de
lozing; T269A
50 Overzicht meetplaatsen; T269B
51...60 Verloop van de koncentratie als funktie van het aantal getijden;
T269B
61...65 Verloop van de koncentratie gedurende het getij; T269B
66 Verloop van de koncentratie als funktie van de afstand tot de
lozing; T269B
67 Overzicht meetplaatsen; T27O
68...77 Verloop van de koncentratie als funktie van het aantal getijden;
T270
78...81 Verloop van de koncentratie gedurende het getij; T27O
82 Verloop van de koncentratie als funktie van de afstand tot de
lozing; T270
83 Overzicht meetplaatsen; T271
84...93 Verloop van de koncentratie als funktie van het aantal getijden;
T271
94...97 Verloop van de koncentratie gedurende het getij; T271
98 Verloop van de koncentratie als funktie van de afstand tot de
lozing; T271
99 Overzicht meetpunten; prototypemeting augustus 1977
100 Waterstanden
101...108 Verloop van de koncentratte gedurende het getij;prototype 16-8-1977
en model T269A
109...110 Verloop van de koncentratie als funktie van de afstand tot lozing;
vergelijking model/prototype
111 Zoetwatertoevoer Oosterschelde 1978 en getijwegen op diverse
plaatsen
112 Vergelijking model/prototype van longitudinale
chloridegehaltever-deling
113 Verloop van de koncentratie als funktie van de afstand tot lozing;
vergelijking tollen aan/uit
114 Vergelijking koncentratieverdeling tollen aan/uit
115 Verloop van de koncentratie als funktie van de afstand tot lozing;
vergelijking prototypemetingen
116-120 Verloop van de koncentratie als funktie van het aantal getijden;
invloed Q_.
Riv
121 Verloop van de koncentratie als funktie van de afstand tot de
lozing; invloed Q ^ J
V122 Verloop van de koncentratie als funktie van de afstand tot de
lozing; invloed getijdemping.
1 Algemeen
1.1 Inleiding
De waterbeweging en de zoutverdeling in de Oosterschelde is voornamelijk afhan-kelijk van
- het op zee aanwez-ige vertikale getij
- de aanvoer van zoet water via sluizen (Volkerak en Kreekraksluis) en de Bra-bantse riviertjes en polderlozingen enz.
- de geometrie van het Oosterscheldebekken.
Het water in dit estuarium wordt gedurende een getijperiode over een grote af-stand heen en weer verplaatst (vloedweg in het midden van de Oosterschelde ~ 20 km). De aanvoer van zoet water Q , ia ten opzichte van de getijdebieten erg klein (Q_. T x ] /oo van totale getijvolume ter plaatse van
stormvloed-K1V
kering, T • getijperiode), zodat er een gemengde zouttoestand in het estuarium aanwezig is, Alleen in het Volkerak en de Krammer is er sprake van vertikale gelaagdheid.
Diverse verspreidingsmechanismen zijn in de Oosterschelde aanwezig, die gezamen-lijk de zoutverdeling bepalen bij gegeven randkondities en geometrie (zie ta-bel 1). Ommeer inzicht te krijgen in deze verspreidingsmechanismen staan er verschillende middelen ter beschikking; naast de onmisbare natuurmetingen in het estuarium zelf wordt voor onderzoek veelal gebruik gemaakt van fysische of wiskundige modellen. Een voordeel van het gebruik van deze hulpmiddelen is dat in de modellen de randkondities en de geometrie goed bekend zijn en de invloed van veranderingen in randkondities en geometrie (toekomstige toestand) onder-zocht kan worden.
Om de vele problemen rond de bouw van de stormvloedkering in de mond van de Oosterschelde (aanvankelijk was er sprake van een afsluitdam) op te lossen is een fysisch getijmodel van het Oosterscheldebekken en het aangrenzend zeege-deelte gebouwd. Dit model is een samengetrokken model met een horizontale schaal n, e 400 en een vertikale schaal n„ = 100 [7>9] , Dit betekent dat de weerstand
in het model vergroot moet worden» immers de schaal van de Chézykoëfficiënt n- • 2, door middel van extra ruwheidsraiddelen (blokken en drempels). In die gebieden waar verwacht mag worden dat de invloed van de Corioliskracht tenge-volge van de aardrotatie groter is dan een paar centimeter.(prototypemaat) -waterstandsverschil tussen de noordelijke en zuidelijke vloer van het estuarium
ronddraaien het Corioliseffekt [8j . Ze zijn in het model aanwezig ten westen van de Zeelandbrug. Omdat in het oorspronkelijke probleemgebied rond de storm-vloedkering (in het vervolg aan te duiden met SVKO) dichtheidseffekten een verwaarloosbare rol spelen ten aanzien van de waterbeweging is een homogeen model gebouwd (modelwater is zoet water). Bij gebruik van dit model als een waterkwaliteitsmodel is dit een mogelijke beperking vooral ten aanzien van het gebied Volkerak tot en met Keeten.
In tabel 1 is een overzicht gegeven van de belangrijkste verspreidingsmecha-nisnten, die in de Oosterschelde en in het getijmodel van de Oosterschelde werkzaam zijn. De belangrijkste mechanismen zijn:
- het schuifspanningseffekt, dat beschrijft hoe de verspreiding in de lengte-richting van een geul vergroot wordt door de aanwezige snelheidsgradiënten in vertikale en dwarsrichting Q4,5,I4J. In een estuarium, waarin dichtheids-effekten ontbreken en de reststroming (resulterende stroming over een ge-tijperiode) klein is ten opzichte van de getij stroming hangt de verspreiding in lengterichting sterk af van de verhouding van de getijperiode T tot de tijdschaal van menging over de dwarsdoorsnede. Als de menging over de dwars-doorsnede in het vertrokken model van de Oosterschelde niet op schaal wordt weergegeven dan zal in het algemeen ook de verspreiding in lengterichting niet op schaal in dit model worden weergegeven.
- het effekt van de restcirculaties in de geulen ("pumping", zie [s]). Ten gevolge van het Gorioliseffekt en de interaktie van de getijgolf met de geometrie van een geul (variatie diepte in dwarsrichting) ontstaan er in een geul grootschalige rest-circulatiestromen (met een vertikale as). Gemid-deld over de getijperiode domineert in het algemeen in de diepere delen van een dwarsdoorsnede de ebstroom, terwijl in de ondiepere delen de vloedstroom domineert. Alhoewel de restcirculaties naar verwachting goed weergegeven worden ia het Oosterscheldemodel kan de weergave van het effekt ervan op de versprei-ding afwijken afhankelijk van de mate waarin de dwarsmenging geproduceerd wordt. - het "hak"-effekt, ten gevolge van de aanwezigheid van eb- en vloedscharen.
Door de aanwezigheid van een netwerk van geulen wordt een waterpakket bij een knooppunt van geulen opgesplitst in twee of meer delen, die gescheiden verder stromen en na de kentering van de stroom in het algemeen niet meer samenkomen» omdat de resttroom in de diverse geulen verschillend is (eb/ vloedscharen). Omdat de debietverdeling over de geulen in het model redelijk weergegeven wordt, zal dit verspreidingsmechanisme in het model goed gere-produceerd worden; het effekt op de verspreiding is echter mede afhankelijk van de mate van reproduktie van de dwarsmenging.
3
-- de plaat/geuleffekten [l] . •
Globaal zijn. de dwarsdoorsneden in de Oosterschelde in twee delen te ver-delen; een diep deel, de geul, waarin de getij stroming in lengterichting plaatsvindt en een ondiep deel dat door het getij gevuld en geleegd wordt vanuit respektievelijk naar de geul. Uit de interaktie van deze twee delen volgt een verspreiding ten gevolge van
- de faseverschuiving tussen horizontaal en vertikaal getij - uitwisseling door grote wervels of dichtheidseffekten - menging op plaatgebieden zelf.
In het Oosterscheldebekken, waar dichtheidseffekten klein zijn zullen als de horizontale getijbeweging goed weergegeven wordt in het getijmodel ook deze effekten goed gereproduceerd worden.
- de fase-effekten bij een'knooppunt tussen twee geulen of bij oeveronregel-matigheden (strekdammen) of havens jjj] . Behalve de faseverschuiving tussen horizontaal en vertikaal getij kunnen op de Noordoostelijke tak van de Oosterschelde ook dichtheidseffekten een rol spelen. Daar de getijbeweging en de geometrie goed gereproduceerd worden in het homogene deel van de Oosterschelde zal dit effekt daar ook goed in model weergegeven worden.
De verspreiding tengevolge van turbulente diffusie en sekundaire stromen in geulbochten wordt in het algemeen in een samengetrokken model niet op.schaal weergegeven |_5j , doch deze verspreidingsmechanismen worden in een estuarium als de Oos.terschelde van sekundair belang geacht [5,14].
Het effekt van dichtheidsverschillen wordt in de Oosterschelde op grond van de aanwezige dichtheidsgradiënten slechts van belang geacht op de Noordooste-lijke tak van de Oosterschelde. De invloed hiervan is reeds in een voorgaand onderzoek Q2»13j nader aan de orde geweest waarbij aangetoond is dat op de Noordoostelijke tak de koncentratieverdeling niet juist weergegeven wordt in het model (zie tabel 1).
Zoals in tabel 1 getoond wordt, is er in het fysische getijmodel in vergelij-king met het prototype extra menging tengevolge van de extra ruwheidsmiddelen en van de al dan niet draaiende Coriolistollen. De invloed van het al dan niet draaien van de tollen op de waterbeweging en de koncentratieverdeling zal in dit rapport behandeld worden.
De in het prototype aanwezige invloed van de wind en de scheepvaart op de ver-spreiding van stof mag in het algemeen verwaarloosd worden ten opzichte van de invloed van de getij stromen. De invloed van de scheepvaart op de menging is wellicht alleen lokaal (b.v. Eendracht) niet verwaarloosbaar [Yj, terwijl
de windinvloed zeker verwaarloosbaar is als men slechts de over een langere tijd gemiddelde zouttoestand bekijkt,
1.2 Opdracht en doel van het onderzoek
In opdracht van de Hoofdafdeling Waterloopkunde van de Deltadienst van Rijks-waterstaat is onderzoek verricht naar de verspreidingsmechanismen en het
re-sultaat daarvan voor de koncentratieverdeling in de Oosterschelde. Dit onder-zoek is uitgevoerd in het getijmodel van de Oosterschelde. Dit modelonderonder-zoek is bekeken in samenhang met zoutmetingen in de natuur zelf en met in vooraf-gaand modelonderzoek [11,12,13] reeds uitgevoerde rhodaminemetingen. In tabel 2 is een overzicht van alle bij de interpretatie gebruikte metingen gegeven. Het uitgevoerde onderzoek is gesplitst in twee delen, die in aparte
deelversla-gen gerapporteerd worden. In dit deel (deel I) wordt het verdere onderzoek naar de verspreiding van schutwater na het kontinu lozen van rhodamine ter plaatse van een schutsluis gerapporteerd. Het doel van dit onderzoek is uit vergelijking van de diverse metingen, zoals in tabel 3 is aangegeven, konklu-sies te trekken ten aanzien van
- de mate van reproduktie in het model van de in de natuur waargenomen koncen-tratieverdeling. Omdat het, vooral ten aanzien van de vlekdiffusie na het momentaan lozen van merkstof in het getijmodel, belangrijk is te weten hoe
groot de invloed van het al dan niet draaien van de Coriolistollen op getij-beweging en koncentratieverdeling is, is deze invloed uitvoerig onderzocht. - de verandering van de koncentratieverdeling bij overgang van de huidige
situatie in de Oosterschelde naar de toekomstige (ook wel eind-)situatie met een beperkte doorstroomopening in de stormvloedkering (SVKO) en met komparti-menteringsdammen.
- de invloed van het schutwaterdebiet bij de Volkeraksluis op de koncentratie-verdeling bij de huidige Oosterscheldesituatie,
In deel II van dit verslag zal het onderzoek naar de verspreiding van een momen-taan geloosde hoeveelheid merkstof in het Oosterscheldemodel gerapporteerd wor-den.
In dit deel (deel I) van het verslag is in hoofdstuk 2 de invloed van de tollen op de getijbeweging, de snelheidsverdeling en de turbulentie aangegeven. In hoofdstuk 3 is het resultaat van de 4 nieuw uitgevoerde rhodaminemetingen
5
-metingen, geïnterpreteerd is. De samenvatting en de belangrijkste konklusies zijn te vinden in hoofdstuk 5.
Het in dit deel beschreven onderzoek in het getijmodel is rond de jaarwisse-ling 1978/1979 uitgevoerd en stond onder leiding van ing. G. Hartsuiker en ir. N.J. van Wijngaarden, die tevens een verslag van de metingen verzorgd hebben. De interpretatie van de meetresultaten en verslaggeving daarvan is uitgevoerd door drs. M. Karelse.
2 Onderzoek invloed Coriolis-tollen op de horizontale en vertikale getij-beweging
2,1 Beschrijving getijmodel en opzet metingen
Het onderzoek is uitgevoerd in het getijmodel van de Oosterschelde (zie figuur 1). Een beschrijving van dit model wordt gegeven in [9] .
Het getijmodel van de Oosterschelde heeft samengetrokken schalen (horizontale schaal n = 400, vertikale schaal n„ = 100). De bodem is vast en gebaseerd op de peilingen van 1967. Een gedeelte van de bodem is aangepast, namelijk het gebied Keeten-Mastgat-Zijpe-Krammer-Slaak volgens peilingen van 1973 en het gebied Vuilbaard-Schaar van Roggenplaat-Hammen-Roompot-Hompels volgens pei-lingen van 1975. In de direkte omgeving van de Philipsdam is de bodem aange-past volgens peilingen van 1977. Tevens zijn het Schelde-Rijnkanaal en de bijbehorende speciebergingen ingebouwd volgens bestektekeningen.
In het getijmodel is bij het onderzoek als instelgetij het slotgemiddelde ge-tij 1961.0 gebruikt. Dit gege-tij is cyclisch gemaakt over een periode van 25 uur (dat is 37 minuten en 30 seconden in het model).
De metingen voor het vastleggen van de horizontale en vertikale getijbeweging zijn uitgevoerd voor de huidige situatie en de eindsituatie in kombinatie met het al of niet in bedrijf zijn van de Coriolis-tollen. De huidige situatie komt overeen met de toestand van medio 1977. De tot op dat moment uitgevoerde werken bij de Philipsdam zijn in het model ingebouwd, De eindsituatie komt
overeen met de toestand van 1985, waarbij stormvloedkering en kompartimenterings-dammen zijn voltooid. De in het model ingebouwde stormvloedkering heeft een
2
effektief doorstroomprofiel van ca. 12.000 m . De kodering van de onderzochte toestanden is als volgt;
T267A •> huidige situatie; met tollen T267B = huidige situatie; zonder tollen T268A - eindsituatie; met tollen
T268B = eindsituatie; zonder tollen
De horizontale en vertikale getijbeweging bij deze toestanden is vastgelegd door enerzijds in een aantal raaien verspreid over het kombergingsgebied van de Oosterschelde stroomsnelheden en -richtingen te meten en anderzijds door in een aantal meetpunten het waterstandsverloop te meten. In figuur 1 wordt de ligging van de meetraaien en meetpunten gegeven.
De stroomsnelheden en -richtingen zijn gemeten tussen 6 en 19 uur (prototype). Aan de hand van deze metingen kan onder andere het debiet door de raaien
wor-•« 7 —'
den berekend. Aangezien het debiet slechts over een gedeelte van de hele cy-clus bekend is, kan voor de afzonderlijke raaien de aanwezigheid van rest-stromen niet worden vastgesteld. Het waterstandsverloop is wel gemeten gedu-rende de gehele cyclus van 25 uur. Met behulp van kombergingsberekeningen kunnen eventueel voor het ontbrekende gedeelte van de cyclus debieten worden bepaald. Deze debieten gelden dan echter voor een gehele dwarsdoorsnede (meest-al bestaand uit meerdere raaien) en er kan dus geen aanvullende informatie met betrekking tot reststromen uit worden bepaald.
2.2 Resultaten van het onderzoek
2.2.1 Horizontale getijbeweging
De figuren 2 tot en met 6 geven de dwarsprofielen van alle raaien waarin stroomsnelheden en -richtingen zijn gemeten (zie figuur I voor de ligging van de raaien).
De figuren 7 t/m 13 geven de debieten door de afzonderlijke raaien en tevens de totale debieten door een aantal raaien, welke één dwarsdoorsnede vormen. De debieten door de sluitgaten zijn bij de eindsituatie bepaald aan de hand van metingen in raaien ter weerszijde van de stormvloedkering (ca. 500 m oost en west). Hierbij zijn alleen de metingen gebruikt van de bovenstrooms gelegen raaien. Bij de eindsituatie zijn tevens in een aantal raaien geen metingen ver-richt in verband met de ligging achter de kompartimenteringsdanimen of de te kleine stroomsnelheden. Uit de figuren blijkt, dat over het algemeen de debieten door het uitschakelen van de CorioÜs-tollen iets toenemen. Deze tendens blijkt ook uit de grootte.van de getijvolumina die door integratie van de debieten over de vloed- of ebperiode van het hoofdgetij (6.00 - 18.30) uur verkregen wor-den (zie tabellen 4 en 5 ) .
In het gebied westelijk van het eiland Tholen, waar een dwarsdoorsnede meestal uit meerdere geulen bestaat, is er in een aantal gevallen een verschil in de-biettoename te zien voor de verschillende geulen (= raaien). Uit een verge-lijking van de toestand T267A met T267B en van de toestand T268A met T268B blijkt dat ter plaatse van het tracé van de stormvloedkering de debiettoenames
in raai 10 en raai 40 tijdens eb en tijdens vloed vrijwel gelijk zijn (raai 10: 1 a 2% en raai 40: ca. 3%). In raai 30 is de debiettoename tijdens eb duidelijk groter dan tijdens vloed, bij T267B is tijdens vloed zelfs sprake van debiet-afname (eb: 4 a 5% en vloed -2 a 0%). Uit de getijvolumina tijdens het hoofd-getij (6,00 - 18,30 uur) krijgt men de indruk dat de Schaar van de Roggeplaat
(Ron) wel eens een ebschaar zou kunnen zijn in de huidige Oosterscheldesituatie (zie tabel 4). Meting van de debieten gedurende een volledige getij cyclus zou hierover uitsluitsel hebben kunnen geven. ----^ In de omgeving van de Zeelandbrug is de debiettoename door het uitschakelen
van de tollen in de huidige situatie klein (zie tabel 4 en figuur 9) of is er zelfs sprake van een kleine afname (eb in R56). In de eindsituatie veranderen de getijvolumina in de zuidelijke geul weinig, doch worden de getijvolumina in de noordelijke geul duidelijk groter (6%), wat blijkt uit tabel 5 en figuur 9. De huidige situatie levert de tendens op dat de Noordelijke geul een eb-schaar is (in hoofdgetij periode), terwijl deze geul in een eindsituatie meer een vloedschaar lijkt. Uitsluitsel hierover kan verkregen worden door in een toekomstig waterkwaliteitsonderzoek gedurende een volledige getijcyclus van 25 uur de debieten te meten.
Ter plaatse van de lijn Kats-Stavenisse is de debiet- en getijvolutnetoename in de zuidelijke geul (R60) voor beide situaties orde 4 a 5% en in het Brabants vaarwater is deze toename ruim 1% in huidige situatie en ruim 5% in eindsitu-atie. In het Keeten (R61) neemt het getijvolume met 1% toe in de huidige si-tuatie en met ruim 5% in de eindsisi-tuatie.
In het Zijpe (R69) en in de Krammer (R76) is in de huidige situatie de toe-name van het debiet en het getijvolume door het uitschakelen van de
Coriolis-tollen ruim 5%. Ter plaatse van de lijn Gorishoek-Yerseke (R85) is de veran-dering tengevolge van het uitschakelen van de tollen nihil.
De figuren 14 t/m 19 geven voor alle raaien de snelheidsverdelingen tijdens maximum eb en maximum vloedstroom. Voor de raaien in het tracé van de storm-vloedkering is voor de toestanden T268A en T268B (-eindsituatie) de snelheids-verdeling gegeven van raaien welke 500 m bovenstrooms van de stormvloedkering
liggen. Dit betekent dat tijdens vloed de metingen aan de westzijde van de SVKO gebruikt worden en tijdens eb de metingen aan de oostzijde van de SVKO. Uit een vergelijking blijkt, dat er door het uitschakelen van de
Coriolis-tollen over het algemeen de tendens bestaat dat tijdens eb de stroomsnelheden in het zuidelijk deel van de raaien iets toenemen en in het noordelijk deel iets afnemen. Tijdens vloed daarentegen nemen de stroorasnelheden in het noorde-lijk deel van de raaien iets toe en in het zuidenoorde-lijk deel iets af. Per getij volgt hieruit een cirkulatiestroming linksom (tegen wijzers van de klok in *s--s draaiende rotatie) tengevolge van het inschakelen van de tollen.
De verschillen in de snelheidsverdelingen van raai 62 tussen de toestanden T268A en T268B zijn niet een gevolg van wel of geen Coriolisinvloed maar worden veroorzaakt door minder goed funktionerende snelheidsmeters (stroorasnelheden liggen dichtbij de aanloopsnelhèid).
9
-In de figuren 20 t/m 22 is de dwarsverdeling van de reststromen in elke dwars-doorsnede in het gebied waar tollen aanwezig zijn weergegeven door middel van de resulterende verplaatsing in de hoofdgetijperiode T (6.00 - 18.30 uur pro-totype) :
J
t+T2 -]
waarin q het debiet per eenheid van breedte (m s> ) is en h de getij gemiddelde waterdiepte.
Uit deze figuren volgt dat er bij inschakelen van de tollen een resulterende verplaatsing aan de noordzijde van de geulen is naar zee toe en aan de zuid-zijde een resulterende verplaatsing landwaarts. Dit betekent dat de tollen een cirkulatiestroming linksom opleveren,dat wil zeggen dat bovenstaand resultaat uit figuur 13 t/m 19 bevestigd wordt en het effekt wat tendens betreft in overeenstemming is met het Corioliseffekt.
2.2.2 Vertikale getijbeweging
De figuren 23 tot en met 28 geven voor de onderzochte toestanden het water-standsverloop gedurende het getij in een twaalftal meetplaatsen in het Ooster-scheldebekken (zie fig. 1 voor de ligging van de meetplaatsen). In de figuren is het waterstandsverloop gegeven van 6.00 u tot 19.00 u. Tijdens de LW-perioden
(beneden NAP -0,50 m) ontbreekt het waterstandsverloop voor de meetplaats Steenbergse Sas, omdat de meetplaats droog viel door een niet korrekte opstel-ling in het model. Uit de figuren blijkt, dat door het uitschakelen van de Coriolis-tollen de getij amplitude iets toeneemt. Dit wordt vooral veroorzaakt door een hoger HW; de waterstanden tijdens LW ondergaan geen noemenswaardige verandering. De getijamplitude neemt gemiddeld met ca. 2% toe.
In de figuren 29 en 30 worden de dwarsvervallen gedurende het getij gegeven tussen respektievelijk de meetplaatsen Damaanzet N~B en Damaanzet Schouwen en tussen de meetplaatsen Colijnsplaat en Zierikzee. Er moet op worden gewezen dat het dwarsverval tussen Damzaanzet N-B en Damaanzet Schouwen sterk wordt beïnvloed door de mate van vernauwing in de sluitgaten. Dit geldt uiteraard voor al bij de eindsituatie. Uit de figuren blijkt (vooral figuur 30), dat de waterstanden tijdens vloed (globaal van 9.00 u tot 15,00 u) in het zuiden hoger
zijn en tijdens eb in het noorden hoger. Het uitschakelen van de Coriolis-tollen heeft bij de huidige situatie (T267A en B) vrijwel geen invloed op het optre-dende dwarsverval. Bij de eindsituatie (T268A en B) blijkt dat tijdens vloed de dwarsvervallen verschuiven naar hogere waterstanden in het noorden en tijdens
eb naar hogere waterstanden in het zuiden, dat wil zeggen dat het dwarsverval tengevolge van uitschakelen van de tollen kleiner wordt.
2.2.3 Turbulentiernetingen
Om een indruk te krijgen in hoeverre het draaien van de Coriolistollen de menging in het Oosterscheldemodel kan beïnvloeden is op diverse plaatsen in het model (waar tollen geplaatst zijn) met een mikromolen het ongefilterde snelheidssignaal opgenomen voor een getijstroming met tollen aan als ook een stroming met tollen uit. Het energiedichtheidsspektrum van de snelheidsfluk-tuaties levert informatie over de verdeling van de energie over de frekwenties. De turbulente intensiteit geeft een maat voor de grootte van de fluktuaties. De eerste meting van de turbulente fluktuaties is gedaan in de eindsituatie in de punten A en D op de rand van het gebied, waar tollen geplaatst zijn. De dichtstbijzijnde tollen stonden op 1 km ten westen van punt A en op 3 a 4 km afstand ten westen van punt D (zie fig. 1).
Omdat vooral bij Zierikzee de snelheden erg klein waren is een tweede meting in de huidige Oosterscheldesituatie uitgevoerd met enkele meetpunten (B en C) midden in het gebied met tollen. De dichtstbijzijnde tollen voor punt B staan op 440 en 720 ra (prototypemaat) afstand en voor punt C op 520 m en 880 m (zie fig. 1).
Het met de mikromolens gemeten snelheidssignaal is op magneetband vastgelegd. Dit signaal is vervolgens uitgeschreven om met het oog te kunnen beoordelen welk gedeelte van de registratie zinvol verwerkt kon worden (snelheid >
aan-loopsnelheid van de molen).Wanneer zowel voor het geval met tollen aan als ook voor het geval met tollen uit vergelijkbare registraties aanwezig waren werden deze registraties verwerkt via een analoog filter door een analyse apparaat, dat onder andere het spektrutn en de turbulente intensiteit direkt kon leveren. Omdat de snelheid varieert met de tijd (T = 1110 s) en de interesse uitgaat naar de snelheidsfluktuatiea werd de getij snelheid er af gefilterd via het analoge filter. Om dit goed te doen is een zo lang mogelijke stuk registratie nodig.
De intensiteit van"de turbulentie hangt af van de grootte van de gemiddelde snelheid. Om relevante informatie te verkrijgen was het nodig alleen die stuk-ken van de registratie te verwerstuk-ken, waar de gemiddelde snelheid redelijk kon-stant was en duidelijk groter dan de aanloopsnelheid van de mikroraolen. Als kompromis is daarom gekozen voor registraties met een tijdsduur van 3 a 4 minuten (0.16 T 3. 0.22 T) rond de tijdstippen van maximale vloedstroom en maximale ebstroom (MES).
11
-In tabel 6 is voor.3 punten in het Oosterscheldemodel (zie fig, 1) in de hui-dige situatie de invloed van de tollen op de turbulentie intensiteit
weerge-geven. Als voorbeeld zijn enkele spektra van 0-4 Hz in de figuren 31 en 32 onderling vergeleken. Voor punt A, op de rand van het gebied waar tollen ston-den, zijn de spektra en de intensiteit weinig verschillend. Voor de punten B en C midden in het gebied met tollen is er wel een signifikant verschil in de spektra en de intensiteit waarneembaar, terwijl in punt B het verschil slechts in het frekwentiegebied < ] Hz aanwezig is, is in het punt C het spek-trum in het hele gebied < 4 Hz verschillend. De bijdrage van het frekwentie-gebied 4-15 Hz aan de turbulentie intensiteit blijkt slechts in orde van \% te liggen zodat bijdrage van de eigenfrekwentie van de molen (12,5 Hz) verwaar-loosbaar is.
Voor de eindsituatie van de Oostërschelde zijn in tabel 6 vier registraties met tollen aan dan wel uit onderling vergeleken. Als voorbeeld zijn twee spektra met tollen aan respektievelijk uit onderling vergeleken (fig. 32b).
Als konklusies uit het bovenstaande volgt: - in het algemeen dat
- de meeste energie aanwezig is in het gebied < 4 Hz (prototype-perioden >10s) - er geen duidelijke toppen in spektrum te ontdekken zijn
- de turbulente intensiteit in de orde van 10% ligt. - wat de invloed van de tollen betreft dat
- de turbulente intensiteit afneemt als de tollen uitgeschakeld worden, waar™ bij het effekt afhankelijk is van de plaats in het gebied met tollen en wellicht ook van de gemiddelde snelheid. Voor punten midden in het gebied met tollen neemt de turbulente intensiteit' met 10 a 15% af. Dit betekent dat de menging door het draaien van de tollen lokaal merkbaar vergroot wordt.
- het effekt van de tollen (met uitzondering van punt C, zie fig. 32d) voor-al in het frekwentiegebied < 1 Hz te vinden ia.
2.3 Interpretatie van de resultaten
2.3.1 Het Corioliseffékt in de Oostërschelde
Het dwarsverhang tengevolge van het Corioliseffékt kan worden beschreven door onderstaande formule:
w = hoeksnêlheid van de aarde (rad/s) § = breedtegraad
2 g = versnelling van de zwaartekracht (m/s )
v
stroomsnelheid (m/s)Toepassing van deze formule voor het Oosterscheldebekken levert voor maximum eb en maximum vloed de volgende dwarsvervallen op;
huidige situatie (stroomsnelheid ca. 1,20 m/s)
datnaanzet N-B - damaanzet Sch. : Ah = 0,11 m Colijnsplaat - Zierikzee : Ah = 0,06 m eindsituatie (stroomsnelheid ca. 0,60 m/s)
damaanzet N-B - damaanzet Sch. : Ah = 0,06 m Colijnsplaat - Zierikzee : Ah = 0,03 m
Er moet op worden gewezen dat de berekende waarde van het dwarsverval ter plaatse van het tracé van de stormvloedkering aan de hoge kant is, omdat er ia gerekend met de totale breedte in de mond van de Oosterschelde. Door de aanwezigheid van de damvakken zijn er echter grote delen van de dwarsdoorsnede waar nauwelijks stroming aanwezig is. Indien alleen rekening wordt gehouden met de breedte van de geulen dan moet het dwarsverval ter plaatse van het tracé ongeveer worden gehalveerd. Het vermelde dwarsverval tengevolge van het Corioliseffekt is zo-danig gericht, dat tijdens vloed de waterstanden in het zuiden hoger worden en tijdens eb in het noorden hoger.
2.3.2 Verwachte invloed van Coriolis-tollen in Oosterscheldemond
Het effekt wordt in het getijmodel opgewekt door de zogenaamde Coriolis-tollen. De Coriolis-tollen zijn geplaatst in het gebied ten westen van de Zee-landbrug en alleen op plaatsen waar de waterdiepte groter is dan ca. 10,0 m. In het tracë-gebied van de stormvloedkering zijn in verband met de aanwezigheid van een groot aantal meetraaien ca. 4 rijen Coriolis-tollen verwijderd, ten einde de metingen in deze meetraaien niet te verstoren.
Uit een systematisch onderzoek naar de werking van de Coriolis-tollen [8J is ge-bleken,dat in dwarsrichting gezien het dwarsverval per tol trapsgewijs wordt opgebouwd. In langsrichting is na het passeren van de eerste tollenrij het dwarsverval vrijwel volledig aanwezig, terwijl na het passeren van de laatste
13
-tollenrij het dwarsverval weer snel afwezig is. De Coriolis-tollen leveren bovendien een bijdrage in de stroomweerstand van het model. Bij ingeschakelde
tollen is de bijdrage in de stroomweerstand groter dan bij uitgeschakelde tollen. De Chézywaarde van de geulen in het model bedraagt met ingeschakelde tollen ca, 25 nr/s, terwijl deze bij uitgeschakelde tollen ca. 29 r/s be-draagt .
Het uitschakelen van de Coriolis-tollen in het model zal theoretisch op de vol-gende punten veranderingen moeten opleveren:
a Horizontale getijbeweging
Door het verdwijnen van het Coriolis-effekt zullen de stroomsnelheden aan de noordzijde van een geul iets moeten toenemen tijdens vloed en iets afnemen tijdens eb; aan de zuidzijde van een geul zal respektievelijk een geringe af-name en toeaf-name plaatsvinden. Getij gemiddeld resulteert dit in een
reststroom linksom tengevolge van het gesimuleerde Corioliseffekt. Het ver-minderen van de stroomweerstand zal een gelijkmatige snelheidstoename geven. De beschreven veranderingen zijn naar verwachting ook van toepassing op de debieten in twee of meer geulen van een dwarsdoorsnede. Door het verdwijnen van het Coriolis-effekt zal de debietverdeling over de zuidelijke en noorde-lijke geulen wijzigen en wel zodanig dat tijdens vloed de debieten in de noordelijke geulen iets toenemen en tijdens eb iets afnemen (in kombinatie met respektievelijk afname en toename in de zuidelijke geulen). Het ver-minderen van de stroomweerstand zal in alle geulen een geringe debiettoename opleveren.
b Vertikale getijbeweging
Door het verdwijnen van het aandeel van het Coriolis-effekt in het dwars-verval zullen tijdens vloed de waterstanden in het noorden hoger worden en
tijdens eb in het zuiden hoger. In het dwarsverval zal dientengevolge tijdens vloed een verschuiving moeten optreden naar hogere waterstanden in het noor-den en tijnoor-dens eb hogere waterstannoor-den in het zuinoor-den. Door het verminderen van de stroomweerstand zal de getij amplitude groter worden, terwijl de getij-beweging iets in fase zal verschuiven (vroeger),
2.3.3 Nauwkeurigheid metingen
Omdat er verder wordt ingegaan op de resultaten van de proeven zal eerst de "waarde" van de metingen worden toegelicht. Hierbij zijn een aantal aspekten van belangj zoals: nauwkeurigheid in de reproduktie van een getij en nauwkeurig-heid in de metingen van de horizontale en vertikale getijbeweging.
manier van de getijopwekking. In het getijmodel van de Oosterschelde vindt de getijopwekking plaats door middel van een regeling op waterstand. Hierbij worden voor elke klep geprogrammeerde waterstanden vergeleken met bij de klep optredende waterstanden. De nauwkeurigheid in het meten van de optredende waterstand bedraagt ca. 2 cm (prototype). Aangezien de klepreakties op
gekon-stateerde verschillen tussen geprogrammeerde en optredende waterstanden vol-ledig reproduceerbaar is, bedraagt dientengevolge de nauwkeurigheid in de re-produktie van een getij ook ca. 2 cm.
De nauwkeurigheid in de metingen van de horizontale getijbeweging valt uiteen in twee aspekten, namelijk stroomsnelheid en stroomrichting. De stroomsnelheid kan worden gemeten met een nauwkeurigheid van ca. 5 cm/s (prototype), terwijl de nauwkeurigheid in het meten van de richtingen ca. 5 bedraagt. De nauwkeu-righeid in de debieten wordt bepaald door de kombinatie van stroomsnelheid en -richting, aangezien hierbij de ontbondene van de stroomsnelheid loodrecht op de meetraai van belang is. Bij vrijwel alle meetraaien wijkt de aanstroomrich-ting minder dan 20 af van de loodrechte aanstroming en dientengevolge bedraagt het aandeel van de stroomrichting in de nauwkeurigheid van de debieten maximaal 2 a 31, Door de gekombineerde invloed bedraagt de nauwkeurigheid van de de-bieten bij maximum stroomomstandigheden 4 a 6% bij de huidige situatie en 8 a \0% bij de eindsituatie.
De nauwkeurigheid in het meten van de vertikale getijbeweging bedraagt zoals eerder beschreven ca. 2 cm. Bij het bepalen van het dwarsverval wordt gebruik gemaakt van metingen met twee afzonderlijke meetinstrumenten en daardoor kunnen de mogelijke afwijkingen in het dwarsverval maximaal ca. 4 cm bedragen.
Door het middelen van de resultaten van meerdere,metingen zal de nauwkeurigheid in de dwarsvervallen waarschijnlijk beter zijn dan de vermelde waarde.
2.3.4 Waargenomen invloed van de Coriolis-tollen
Een nadere beschouwing van de resultaten toont aan dat de verschillen tussen de proeven met en zonder Coriolis-tollen gering zijn, mede gelet op de in para-graaf 2.3.3 omschreven nauwkeurigheden. Er zijn echter toch een aantal tendenzen aan te geven, namelijk:
- De verandering van de snelheidsverdeling in een geul is over het algemeen in overeenstemming met de verwachting (t.g.v. draaien tollen cirkulatiestroming linksom)
- De verandering van de debietverdeling in het stelsel van geulen is wat de meetraaien 10, 30, 40 (=mond Oosterschelde) en de raaien 55, 56 (=
Colijns 15 Colijns
-plaat-Zierikzee)"betreft alleen tijdens vloed, enigszins in overeenstemming met de theoretische verwachting; tijdens eb zijn vooral in de raaien 30 en 40 de veranderingen tegengesteld aan de verwachting.
- De dwarsvervallen ondergaan alleen bij de eindsituatie een verandering, welke vrij goed overeenkomt met het aandeel van het Coriolis-effekt; bij de hui-dige situatie is er geen signifikant verschil tussen proeven met en zonder-tollen. Gelet op de werking van de Coriolis-tollen (snelle opbouw van dwars-verval) kan worden gesteld, dat de keuze van de meetplaatsen voor het bepalen van het dwarsverval niet optimaal is geweest. Ter plaatse van de raeetplaatsen Damaanzet N-Beveland en Damaanzet Schouwen ontbreken namelijk een aantal
rijen Coriolis-tóllen, terwijl de meetplaats Zierikzee zich aan de rand van het tollenpatroon bevindt. Voor het bepalen van het effekt van de
Coriolis-tollen op het dwarsverval was het beter geweest meetplaatsen te kiezen, welke zich ter plaatse van een ongestoord tollenpatroon bevinden.
- De veranderingen tengevolge van een verminderde stroomweerstand, zoals ver-groting getij amplitude en debiettoename, zijn in de meeste raaien en in alle waterstandsstations duidelijk zichtbaar.
2.4 Konklusies en aanbevelingen
Aan de hand van het onderzoek naar de invloed van de Coriolis-tollen op de ho-rizontale en vertikale getijbeweging kunnen de volgende konklusies worden ge-trokken:
a In het Oosterscheldegetijmodel met zijn onregelmatige geometrie (plaat geul gebieden, netwerk van geulen) levert het draaien van de tollen geen eenduidig resultaat op wat het dwarsverhang over de volle breedte van de Oosterschelde en wat de debietverdeling over het geulenstelsel betreft. Per geul is echter wel éénduidig het effekt van de tollen waarneembaar in de dwarssnelheidsverdeling (getijgemiddeld een cirkulatiestroom linksom). b Bij het niet opwekken van tiet Coriolis-effekt zal in het model geen
duide-lijk afwijkende horizontale en vertikale getijbeweging ontstaan, zodat het effekt van de belangrijkste verspreidings,mechanismen (hak effekt, fase effekten en schuifspanningseffekt, zie tabel 1) in het Oosterscheldemodel nagenoeg hetzelfde zal blijven. Omdat de tendens aanwezig is dat het hori-zontale getij iets groter wordt bij het uitschakelen van de tollen zal de vlekdiffusie in het model na het momentaan lozen van merkstof iets groter zijn.
sporen is het noodzakelijk dat in een toekomstig waterkwaliteitsonderzoek in het getijmodel er debietraetingen gedurende een volledige getijcyclus van 25 uur verricht worden. De metingen uit dit onderzoek gedurende alleen het hoofdgetij leveren alleen de reststroraen voor het hoofdgetij op, die eventueel door de reststroraen in het bijgetij gekorapenseerd kunnen worden. d Uit turbulentiemetingen met behulp van mikromolens volgt dat de tollen
lokaal de turbulentiegraad in het water met ruim 10% vergroten. Dit geldt alleen voor het gebied waarin tollen opgesteld staan, lokaal zal de ver-spreiding van stof sneller gaan als de tollen ingeschakeld zijn. Bij het momentaan lozen van merkstof in het getijmodel zal naar verwachting alleen in de beginfase na de lozing de menging door de draaiende tollen merkbaar van invloed zijn. De verspreiding zal echter sterk gedomineerd worden door de eerder genoemde verspreidirigsmechanistnen, die afhankelijk zijn van de getijbeweging en de geometrie (punt a ) .
17
-3 Onderzoek kontinulozingen van kleurstof
3.1 Opzet metingen
Bij het onderzoek zijn voor 4 toestanden kontinulozingen van kleurstof verricht. De kodering van deze toestanden is als volgt:
T269A a lozing bij Volkerakdam bij huidige situatie met tollen; lozing 50 m /s
T269B = lozing bij Volkerakdam bij huidige situatie zonder tollen; lozing 50 m3/s
3 T270 = lozing bij Philipsdam bij eindsituatie zonder tollen; lozing 25 m /s T271 • lozing bij Oesterdam bij eindsituatie met tollen; lozing 16 m /s
(de omschrijving van de huidige situatie en de eindsituatie is gegeven in par. 2.1).
Het onderzoek voor een bepaalde toestand is zonder onderbreking uitgevoerd en gestopt na ca. 240 getijden. De toestanden T269A en T269B zijn in verband met problemen tijdens de uitvoering van de proeven in een later stadium herhaald. De lozing is gerealiseerd met behulp van een lozingsinstallatie, welke bestond
3
uit een reservoir van ca. 10 m inhoud, een druktorentje met overstort en een pomp. De lozingsvloeistof werd met de pomp uit het reservoir in het druktorentje gepompt. De uitstroomopening van het druktorentje was met behulp van een af-sluiter op het juiste debiet ingesteld, terwijl de overstort voor een konstante drukhoogte van ca. l m zorgde.
Tijdens de proeven zijn in tnengvaten nieuwe voorraden lozingsvloeistof gemaakt, omdat de inhoud van het reservoir niet toereikend was voor de totale duur van de proef. De toegepaste koncentratie van de kleurstof (rhodamine-WT) in de lozingsvloeistof was ca. 5000 x 10 gram rho/ml.
Het verspreidingspatroon van de kleurstof is vastgelegd door in een groot aan-tal meetpunten koncentraties te meten. Er moet hierbij onderscheid worden gemaakt in kontinu-registratie en monstername.
De kontinu-registratie van de koncentratie vond plaats met fluorometers met door-stroomdeur (vanuit het model wordt door middel van een slangenpompje water op-gepompt en door het meetinstrument gevoerd). Door steeds na 4 getijden van het ene meetpunt over te schakelen naar een ander nabijgelegen meetpunt is het mo-gelijk per f luorometer in 2 meetpunten het verloop van de koncentratie te be-palen. De gegevens van de kontinu-registratie geven informatie over het verloop van de maximum en rainintumkoncentratie in de tijd (kontrole op het bereiken van een evenwichtssituatie in het model) en over het verloop van de koncentratie gedurende het getij. Voor 10 meetpunten is de kontinu-registratie toegepast.
De raonstername vond plaats met kuvetjes, welke in een fluorometer met kuvet-deur zijn geanalyseerd. Voor de monstername-meetpunten is rond het 80e, 160e en 240e getij het verloop van de koncentratie gedurende het getij bepaald
(van 6 tot 18 uur met tijdsintervallen van 2 uur). Voor maximaal 42 meetpunten is monstername toegepast.
Tijdens de uitvoering van de proeven zijn op de ÏÏW- en LW-kenteringen van een groot aantal getijden monsters genomen bij de kleppenrand. Bovendien 21jn tijdens de uitvoering de volgende grootheden gemeten;
- lozingsdebiet
- koncentratie van de lozingsvloeistof - temperatuur van de lozingsvloeistof - temperatuur van het modelwater - temperatuur in de hal.
Er moet nog worden opgemerkt dat, ondanks de nodige kontrole, de beschreven kontinulozingen niet zonder problemen zijn verlopen (evenals eerder uitge-voerde kontinulozingen in het kader van bijvoorbeeld M 1450, De problemen, welke tijdens de uitvoering zijn opgetreden, waren de volgende:
- het meten met de fluorometers
- het uitvallen of niet stabiel zijn van het lozingsdebiet - het uitvallen van de getij-installatie.
Door de problemen met de fluorometers is het in bepaalde gevallen erg moeilijk gebleken om de juiste waarde van de koncentratie vast te stellen. De andere problemen hadden in het ergste geval tot gevolg, dat een proef voortijdig moest worden gestaakt.
3.2 Resultaten van het onderzoek
3.2.1 Lozing Volkerakdam bij huidige situatie met tollen (T269A)
Figuur 33 geeft een overzicht van de ligging van de meetpunten en de lozing. De figuren 34 tot en met 43 geven het verloop van de maximum en minimum koncen-tratie als funktie van het aantal getijden. Het verloop hiervan is vastgesteld in de meetpunten met kontinuregistratie. Uit de figuren blijkt, dat alleen in de meetpunten 5, 8, 11 en 18 (= trajekt Volkerakdam-Stavenisse) de koncentratie een evenwichtswaarde heeft bereikt. In de overige meetpunten vertoont het
ver-loop van de koncentraties nog een duidelijke tendens tot stijging.
De figuren 44 tot en met 48 geven voor een aantal meetpunten het verloop van de koncentratie gedurende het getij van 240 getijden (dat is de beste
19
-benadering van de evenwichtssituatie). De gepresenteerde koncentraties zijn bepaald door middel van monstername in de meetpunten. Er zijn alleen meet-punten gegeven waar de koncentratie groter is dan ca. 3% van de lozing. Figuur 49 geeft het verloop van de maximum en minimum koncentratie als funk-tie van de afstand tot de lozing (trajekt Volkerakdam-Stavenisse). Het blijkt dat de maximum koncentratie in meetpunt 6 (en in mindere mate die in meetpunt 5) orde 5% groter is dan op grond van via interpolatie uit de overige meet-punten in dit meetpunt 6 gevonden zou worden. Een zelfde verschil wordt ook op een eerder tijdstip (160 T) en in proef T269B (zie par. 3.2.2) waargenomen. De oorzaak van dit verschil is dat in een dwarsdoorsnede de koncentratie
varieert en dat in één meetpunt van de dwarsdoorsnede de gemeten koncentratie 5% van de gemiddelde waarde kan afwijken (zie [jf|)«
In tabel 7 wordt voor alle meetpunten (kontinu-registratie en monstername) een overzicht gegeven van de maximum en minimum koncentratie na 240 getijden. Hieruit blijkt ook dat er over het algemeen een redelijk goede overeenkomst bestaat tussen de beide methoden van koncentratie bepalen (uitgezonderd ter plaatse van meetpunt 5).
3.2.2 Lozing Volkerakdam bij huidige situatie zonder tollen (T269B)
In verband met problemen met de getij-installatie is de proef na ca, 220
getijden gestopt. Hierdoor ia de monstername rond het 240e getij komen te ver-vallen. De kontinu-registratie is tot het einde van de proef voortgezet.
Figuur 50 geeft een overzicht van de ligging van de meetpunten en de lozing. De figuren 51 tot en met 60 geven voor de meetpunten met kontinu-registratie het verloop van de maximum en minimum koncentratie als funktie van het aantal
getijden. De kontinu-registratie voor de meetpunten 11 en 18 (dezelfde fluoro- . meter) is na 150 getijden afgebroken in verband met een defekt van de fluoro-raeter. Uit de figuren blijkt, dat alleen in de meetpunten, 5, 8 en 20 (trajekt Volkerak-Zeelandbrug noord) de koncentratie vrijwel een evenwichtswaarde heeft bereikt. In de overige meetpunten vertoont het verloop van de koncentratie nog een duidelijke tendens tot stijging. Voor het teruglopen van de koncentratie in meetpunt 5 tussen het 80e en 160e getij is geen verklaring gevonden.
De figuren 61 tot en met 65 geven voor de meetpunten 1 tot en met 20 het verloop van de koncentratie gedurende het getij na 160 getijden. De koncentraties zijn bepaald door middel van monstername. De overige meetpunten zijn niet gegeven; de koncentratie in deze meetpunten is lager dan ca. 3% van de lozing.
ge-tijden als funktie van de afstand tot de lozing. Evenals bij proef T269A is de maximum koncentratie in meetpunt 6 hoog in vergelijking met de omliggende meetpunten. Zoals in de voorgaande paragraaf reeds aangegeven is wijkt lokaal
(in meetpunt 6) de koncentratie orde 5% af van de over de dwarsdoorsnede ge-middelde waarde.
In tabel 8 wordt voor alle meetpunten een overzicht van de maximum en minimum koncentratie gegeven na 160 getijden. Hieruit blijkt, dat er over het algemeen een redelijk goede overeenkomst bestaat tussen de beide methoden van koncen-tratie bepalen. In tabel 9 wordt voor de meetpunten met kontinu-regiskoncen-tratie de maximum en minimum koncentratie na 220 getijden gegeven.
3.2.3 Lozing Philipsdam bij eindsituatie (T270)
Figuur 67 geeft een overzicht van de ligging van de meetpunten en de lozing. De figuren 68 tot en met 77 geven het verloop van de maximum en minimum
koncen-tratie als funktie van het aantal getijden. Het verloop is vastgesteld in de meetpunten met kontinu-registratie. Uit de figuren blijkt, dat in geen enkel meetpunt een evenwichtskoncentratie is bereikt. Het verloop vertoont nog een duidelijke tendens tot stijging. Tevens blijkt uit de figuren van de meetpunten
1!, 14, 18 en 20 dat er een onregelmatige opbouw in de koncentratie heeft plaats-gevonden, omdat tussen het 80e en 130e getij het lozingsdebiet enigszins is af-genomen. In meetpunt 11 is het effekt hiervan vrijwel direkt zichtbaar, ter-wijl in de overige meetpunten het effekt vertraagd zichtbaar wordt.
De figuren 78 tot en met 81 geven voor een aantal meetpunten het verloop van de koncentratie gedurende het getij na 236 getijden. De koncentraties zijn be-paald door middel van monstername, In de overige meetpunten zijn de koncentraties lager dan ca. 2% van de lozing.
Figuur 82 geeft de maximum en minimum koncentratie na 236 getijden als funktie van de afstand tot de lozing. Het blijkt dat de minimum koncentratie in meet-punt 12 hoog is, gezien het verloop van de koncentratie. Opvallend is tevens de duidelijke daling in de maximum koncentratie voor de meetpunten buiten het Keeten (vanaf meetpunt 18).
In tabel 10 wordt voor alle meetpunten een overzicht gegeven van de maximum en minimum koncentratie na 236 getijden. Er bestaat over het algemeen een re-delijk goede overeenkomst tussen de beide methoden van koncentratie bepalen.
3.2.4 Lozing Oesterdam bij eindsituatie (T271)
21
-na ca. 220 getijden gestopt en ca. 10 getijden later weer gestart. De monster-name rond het 240e getij is verschoven naar het 246e getij om meer tijd te krijgen tussen het moment van monster nemen en de herstart van het getij. Figuur 83 geeft een overzicht van de ligging van de meetpunten en de lozing. De figuren 84 tot en met 93 geven voor de meetpunten met kontinu-registratie het verloop van de maximum en minimum koncentratie als funktie van het aantal getijden. Uit de figuren blijkt, dat over het algemeen in de meetpunten nog een duidelijke tendens tot stijging aanwezig is. Tevens blijkt uit de figuren, dat in de meetpunten dichtbij de lozing (meetpunten 26, 27 en 34 = trajekt Oesterdam-Gorishoek) het verloop van de koncentratie geen invloed van de sto-ring vertoont. In de overige meetpunten is de koncentratie vanaf het 230e ge-tij lager dan de koncentratie die volgt uit een extrapolatie van het vooraf-gaande verloop.
De figuren 94 tot en met 97 geven voor een aantal meetpunten het verloop van de koncentratie gedurende het getij na 246 getijden. De koncentraties zijn bepaald door middel van monstername. In de overige meetpunten zijn de
koncen-traties lager dan ca. 2,5% van de lozing. Er moet op worden gewezen dat de in figuren 94 tot en met 97 gepresenteerde koncentraties de gemeten waarden ge-ven na 246 T en hierbij treden afwijkingen op door de storing tijdens de uit-voering van de proef. De vorm van de kurve c(t), die het verloop van de kon-centratie over de getijperiode aangeeft, is juist (gekontroleerd met metingen na 160 T ) , doch het getij gemiddeld niveau van de kurve is in het algemeen te laag. Uit de figuren 84 tot en met 93 volgt in hoeverre dit gemiddeld niveau van c(t) verhoogd moet worden tot het evenwichtsniveau. In de figuren 94 tot en met 97 is bij de lijnidentifikatie een schatting van de korrektie van het gemiddeld niveau gegeven.
Figuur 98 geeft de maximum en minimum koncentratie na 246 getijden als futik-tie van de afstand tot de lozing. Het blijkt dat de koncentrafutik-ties in het
Brabants Vaarwater lager zijn dan vergelijkbare meetpunten in de Oosterschelde (gelet op de afstand tot de lozing).
In tabel 11 wordt voor alle meetpunten een overzicht gegeven van de maximum en minimum koncentratie na 246 getijden. Er bestaat over het algemeen een redelijk goede overeenkomst tussen de beide methoden van koncentratie bepalen. Voor de meetpunten met kontinu-registratie is de gemeten waarde gegeven. In
tabel 12 wordt voor de meetpunten met kontinu-registratie de maximum en mini-mum koncentratie gegeven, welke volgt uit een extrapolatie van het voorafgaan-de verloop.
4 Interpretatie van de koncentratiemetingen
In paragraaf 1.2 en in tabel 3 is reeds aangegeven hoe uit vergelijking van de rhodaminemetingen onderling of met eerder uitgevoerde rhodatnineme tingen in het model of met prototypeinetingen er konklusies te trekken zijn.
Alvorens tot deze vergelijkingen over te gaan zal in paragraaf 4.1 het in-spelen van de koncentratieverdeling in het getijmodel nader beschouwd wor-den. Tevens zal in deze paragraaf de invloed van het verlies van stof
(rhodamine) door absorptie aan het modelmateriaal en door onttrekking door de fluorometers ter sprake komen.
4.1 Inspeelgedrag
4.1.1 Algemeen
Naar schatting is de inhoud van de huidige Qosterschelde op ïtAP peil; 9 3
2.9 10 m .
Het oppervlak van de Oosterschelde achter de stormvloedkering (in 't vervolg (SVKO) is 3,80 10 m . Dit betekent dat uitgaande van een getijverschil van
A ao = 3 m en een getijvolurae door de stroomgaten van de (SVKO) gaat van 1,15 10 ïït (40% van de inhoud). Dit getijvolume komt overeen met het in tabel 4
gegeven getijvolume van raaien R10, R30 en R40 tezamen. Uitgaande van een zoetwatertoevoer van Q , = 50 m /s komt er per getij periode 2,23 10 m zoet water in de Oosterschelde. Om de gehele Oosterschelde, uitgaande van een begintoestand zonder zoet water met zoet water te vullen zou, indien
3
Q . = 50 m /s, duren xriv
^fB^
a 1300 T= 2 jaar
In de evenwichtssituatie van de Oosterschelde is - 6% van de inhoud zoet water [il (dat wil zeggen als Cl » 17,5 kg/m is het gemiddelde
chloor-L J zee Q
gehalte voor Oosterschelde 16,45 kg/m ) . Om uitgaande van de begintoestand zonder zoet water, deze evenwichtstoestand te berekenen is minimaal nodig
T . volume zoet water = H l3QQ T , 8 0 T = 6 w e k e n, Qriv
3 Deze zogenaamde verversingstijd T van de Oosterschelde bij Q . „ = 50 m /s is minimaal nodig om de evenwichtskoncentratieverdeling te bereiken vanuit
23
-een begintoestand zonder zoet water. In werkelijkheid is -een veel langere tijd nodig om de evenwichtskoncentratieverdeling te bereiken, immers door de rand van het beschouwde gebied verlaat zoet water dat gebied. De inspeel-tijd T., dit is de inspeel-tijd nodig om de evenwichtskoncentratieverde1ing te bereiken, zal gezien de verhouding van Q . tot de getijdebieten een faktor groter zijn dan de verversingstijd. T. hangt af van:
- begintoestand - rivierafvoer Q .
- grootte van het beschouwde gebied - getijbeweging
4.1.2 Resultaten
Bij het bepalen van voor het prototype maatgevende inspeeltijden met behulp van metingen in het model zijn korrekties nodig vanwege:
- verlies van stof door absorptie van rhodamine aan modelmateriaal. Naar verwachting zal dit slechts een geringe vergroting van T. kunnen geven - onttrekking van modelwater met een zeker rhodaminegehalte aan het model
door de fluorometers, die kontinu de koncentratie meten door op de meet-plaats water op te pompen. Door de 5 fluorometers, die kontinu meten werd het in onderstaande tabel gegeven percentage a van de per sekonde geloosde hoeveelheid rhodamine weer opgezogen:
Proef T 269 A/B T 270 T 271 ^riv 50 25 16 m3/s m3/s tn /s a(na
2
7
5
240 ,2%,4%
,1% T)In plaats van het opgegeven debiet Q . met een rhodaminekoncentratie die gelijk aan 100% gesteld wordt, wordt er in feite met een iets lager debiet gestroomd. De afgezogen hoeveelheid water is dermate klein dat ze de
waterbeweging niet merkbaar beïnvloedt
verlies van rhodatnine ter plaatse van de zeerand. Bij de zeerand stroomt modelwater met een zekere koncentratie naar het reservoir en dit wordt vervangen door reservoirwater met een veel lagere rhodamine koncentratie
3 3 (inhoud model 340 m , inhoud waterreservoir + drukleidingen 6000 m ) .
het gebied binnen de SVKO:
- voor het gebied nabij de SVKO zal T. groter worden
- voor het gebied in de kom van de Oosterschelde of op de Noordoostelijke tak zal T, nauwelijks beïnvloed worden.
Uit proef T 269 A (lozing Volkerakdam in huidige situatie) blijkt duidelijk dat na 200 T op de Noordoostelijke tak van de Oosterschelde de
evenwichts-toestand nagenoeg bereikt is, terwijl de koncentratieverdeling nabij de SVKO nog niet ingespeeld is. Bij een Volkeraklozing geldt duai
Ti (N0 tak) < T\ (OS bekken)
Indien men als maat voor T. dat tijdvak na het begin van lozing kiest, waarop geldt dat de toename van de koncentratie over een periode van 40 T kleiner dan 5% van de koncentratie ter plaatse is dan geldt bij benadering:
plaats Keeten Zeelandbrug N 1 Kom-Oosterschelde Zeelandbrug Z Schaar v. Roggeplaat meetpunt (zie fig. 33)
!8
20 34 40 43T.
- ZOO T * 250 T * 250 T = 300 T * 300 T zie fig.nr.37
38 40 41 42Uit proef T 187 A [l2J blijkt dat ondanks het feit dat Q . gehalveerd is ten opzichte van T 269 A de inspeeltijd ongeveer hetzelfde is voor de Noordoostelijke tak.
Ti = 200 T
Terwijl de verversingstijd T omgekeerd evenredig is met Q . is op de Noordoostelijke tak de invloed van Q . op de inspeeltijd T. klein.
25
-T, heeft. Hoe groter de getijbeweging is, des te sneller gaat de verspreiding van de geloosde stof en des te sneller zal de evenwichtskoncentratieverdeling bereikt worden. In jj>] is aangegeven dat in een estuarium met een simpele geo-metrie (geen hakeffekten en plaat/geuleffekten) voor de longitudinale disper-sie D zou kunnen gelden:
(4.D
waarin U de getij gemiddelde getij snelheid is (UT * ^ A ^ T UI"e ' w a a r b iJ A: gemiddelde doorsnede). Neemt men aan dat de inspeeltijd evenredig is met de tijdschaal voor menging in de lengterichting dan geldt
T
1:: I
2/ D
X:: u~
2(4.2)
(1 - karakteristieke lengtemaat)
Bij vergelijking van de inspeeltijd van de koncentratieverdeling in de kom van de Oosterschelde bij lozing van rhodamine in deze kom in de huidige
(M 1405-onderzoek, [il]) en in de toekomstige situatie (proef T 271) is de grote invloed van het getij zichtbaar. In het M 1405-onderzoek is rhodamine geloosd ter plaatse van de Kreekraksluis waar nog een zeker horizontaal getij aanwezig was: T. « 60 T,
In de vergelijkbare proef in de toekomstige situatie T 271 is geloosd nabij de Oesterdam, waar het horizontale getij gering was. Uit vergelijking van de getijvolumina door de raai Gorishoek-Yerseke:
M 1405 3.8 108 m3 T 271 2.1 108 m3
volgt dat voor de kom van de Oosterschelde de gemiddelde getijsnelheid een
faktor 2 kleiner wordt in de toekomstige situatie in vergelijking met de huidige situatie. Dit betekent dat de inspeeltijd een faktor 4 groter wordt. In proef T 271 is na 240 T de koncentratieverdeling in de kom van de Oosterschelde nog steeds niet ingespeeld zodat er minstens faktor 4 in T\ aanwezig is. In j_12,I3] zijn de kontinu-registraties voor 2 proeven in de eindsituatie ge-geven met lozing in de Philipsdam waarbij alleen de doorstroomopening in de SVKO verschilde (zie ook tabel 2). Uit deze kontinu-registraties is voor een drietal punten de inspeeltijd T\ geschat, waarbij als norm de eerder vermel-de 5% toename in 40 T gehanteerd is. Het resultaat hiervan is:
Plaats Zijpe Mond Keeten Zierikzee T. Proef (yA -(1) T187B 11.500 m2) 150 250 300 T
i
Proef(UA =
(2) T187C 20.000 m2) )25 175 200 Verhouding(0/(2)
1.2 1.4-1.5 1.5In [9j is tevens het getijvolume in de mond van het Keeten gegeven: In T187C is dit faktor 1.25 groter dan in T187B, zodat volgens vergelijking
(3.2) de inspeeltijd in proef T. een faktor 1.5 groter zou moeten zijn op de Noordoostelijke tak, wat redelijk overeenstemt met de in bovenstaande tabel gegeven schatting.
4.1.3 Konklusies ten aanzien van, inspeelgedrag
De inspeeltijd nodig onj een evenwichtskoncentratieverdeling te bereiken is veel groter dan de verversingstijd (Tv = volume zoet water/QR. ;) van de Oos-terschelde. De grootte van de inspeeltijd wordt hoofdzakelijk bepaald door de grootte van de horizontale getijbeweging. De grootte van de zoetwatertoevoer
3 is duidelijk van minder belang bij variatie van Q . van 25 naar 50 m /s. De inspeeltijd is afhankelijk van de plaats van lozing voor de verschillende delen van het Oosterschelde model. Bij lozing nabij de Volkerakdam is de Noordoostelijke tak het snelst ingespeeld, terwijl bij lozing in de kom van de Oosterschelde deze kom het snelst ingespeeld is.
De inspeeltijd is in de eindsituatie duidelijk groter dan in de huidige si-tuatie. Bij lozing nabij de Kreekraksluis is in de eindsituatie de inspeel-tijd een faktqr 4, groter dan in de huidige situatie.
Bij lozing bij de Philipsdamsluis neemt de inspeeltijd toe met afnemende doorstroomopening in de SVKO (afnemend getij).
Kwalitatief is de grootte van de inspeeltijd omgekeerd evenredig met de lon-gitudinale dispersiekoëfficiënt en omgekeerd evenredig met het kwadraat van een maatgevende getij snelheid. Toename van de inspeeltijd betekent dat er een kleinere dispersiekoefficiënt optreedt.
27
-4.2 Reproduktie van, koncentratieyerdeling in het getijmodel
4.2.1 Algemeen
Bij gebruik van het samengetrokken Oosterschelde-getijmodel als een waterkwa-liteitsmodel is het belangrijk te weten in hoeverre dit model de diverse ver-spreidingsmechanismen die in de Oosterschelde belangrijk zijn, goed weergeeft. In tabel 1 is een opsomming gegeven van deze verspreidingsmechanismen, waar-bij tevens is aangegeven in hoeverre deze mechanismen in het getijtnodel naar verwachting goed gereproduceerd worden, aannemende dat de horizontale snel-heidsverdeling als funktie van plaats en tijd op schaal weergegeven wordt. Zoals in de inleiding en in tabel 1 reeds aangegeven is worden belangrijke verspreidingsmechanismen als het hakeffekt, het effekt van restcirculaties in de geulen, plaat/geuleffekten en.de fase-effekten naar verwachting goed weer-gegeven in het samengetrokken Oosterscheldemodel (als de concentratieverdeling in dwarsrichting nagenoeg homogeen ie). Echter in het homogene getijmodel zijn geen dichtheidseffekten aanwezig, terwijl daarnaast in het algemeen het schuif-spanningseffekt niet op schaal weergegeven wordt. Uit de literatuur [5,14] is bekend dat in een getij stroming de aanwezigheid van een grote longitudinale dichtheidsgradient de dispersie in langsrichting vergroot. Voor de Noordooste-lijke tak van de Oosterschelde geldt dan dat in het getijmodel ten gevolge van de afwezigheid van de grote longitudinale gradiënt een te kleine langsdispersie zal optreden.
Zoals in de inleiding reeds aangegeven is hangt in een getijrivier met een geringe reststroming (resulterend debiet over getijperiode) de grootte van de langsdispersie tengevolge van het schuifspanningseffekt sterk af van de verhouding van de getijperiode T tot de tijdschaal voor menging over de dwars-doorsnede, zie ook [ 5 , H 3 . In een stroming met een grote breedte/dieptever-houding wordt de maatgevende grootte van de turbulente wervels bepaald door de waterdiepte. In een samengetrokken model wordt deze maatgevende grootte te groot weergegeven, waardoor de menging over de dwarsdoorsnede niet op schaal weergegeven wordt. De tijdschaal van menging over de dwarsdoorsnede is dan ook niet op schaal. Het resultaat is dat de longitudinale dispersie in het model groter is dan volgens de schaalregels zou moeten (zie appendix I ) , In paragraaf 4.2.4 is een vergelijking tussen dispersiekoëfficiënten in pro-totype en model gemaakt.
De koncentratieverdeling, die zich in de Oosterschelde instelt, is te beschou-wen als het gevolg van het geïntegreerde effekt van de diverse genoemde
ver-spreidingsmechanismen. Aan de hand van de in het prototype (zoutkoncentratie, par. 4.2.2) en in het getijmodel (rhodaminekoncentratie) gemeten koncentratie-verdelingen is in het hiernavolgende nagegaan in hoeverre er sprake is van
reproduktie. Uit de mate van reproduktie van de koncentratieverdeling volgt het relatieve belang van dichtheidseffekten en het schuifspanningseffekt. In een wat geometrie betreft vergelijkbaar estuarium als het Brouwershavense Gat (Ap-effekt ook in prototype afwezig) is in het verleden reeds een studie naar de reproduktie van de koncentratieverdeling verricht [lO]. Vergelijking van de koncentratieverdeling na een momentane kleurstoflozing in het estua-rium zelf, in een hydraulisch model met samentrekking 3 en in een hydraulisch model met samentrekking 37.5 leverde als konklusie op dat in de samengetrok-ken modellen de koncentratieverdeling op schaal werd weergegeven. Dit bete-kent dat het schuifspanningseffekt gedomineerd wordt door de andere belang-rijke verspreidingsmechanismen.
4.2.2 Beschrijving prototypemetingen
Als gevolg van het feit, dat in het getijmodel geen dichtheidsverschillen worden gesimuleerd, wordt de verspreiding van "zoet" water in dit model niet
goed weergegeven, vooral in het gebied dicht bij de lozing. De mate van af-wijking tussen het model en het prototype kan worden afgeleid uit een
ver-gelijking van (zie tabel 3 ) :
- prototypemeting van 2 juli 1974 met de modelmeting T187A uit het M 1450 onderzoek [12,13]
- prototypemeting van 16 en 17 augustus 1977 [2] met de modelmeting T269A uit huidige onderzoek (par. 3.1)
- prototypemeting (jaargemiddelde 1978) [2] met de modelmeting T269A uit hui-dige onderzoek (par. 3.1).
Tijdens de natuurmeting van 2 juli 1974 is op het trajekt Volkerak-Zijpe in diverse raaien het chloorgehalte bepaald. In figuur Al uit [l 2] zijn deze bootmetingen aangevuld met oevermetingen, die in vergelijking met me-tingen in de as van een geul wel het getij gemiddelde chloorgehalte goed
weergeven, doch een te kleine variatie van het chloorgehalte per getijperiode. Uit deze figuur uit [) 3] fliag dan ook niet de konklusie getrokken worden dat in het gebied Zijpe-Keeten de variatie van het chloorgehalte per getijperio-de in het prototype signifikant kleiner is dan in het mogetijperio-del (metingen in getijperio-de as van de geul.
Bij de prototypemetingen van augustus 1977 zijn op het trajekt Volkerakdam-Zijpe-Stavenisse op uitgebreide schaal zoutmetingen verricht in kombinatie met metingen van de horizontale en vertikale getijbeweging. Tijdens de twee
29
-meetdagen zijn in 66 meetpunten verdeeld over 15 raaien gedurende circa 13 uur zoutkoncentraties bepaald (zie figuur 99 voor de ligging van de meet-punten) . Het getij op de bewuste meetdagen kan worden gekarakteriseerd als een springtij. De getijkoëfficiënten van bet getij op 16 augustus 1977 zijn voor eb 1,11 en voor vloed 1,08; voor het getij op 17 augustus zijn deze waarden respektievelijk 1,13 en 1,13. In de maanden voorafgaand aan de me-tingen zijn de lozingen van zoet water via de Dintel en de Volkeraksluizen gemiddeld circa 50 m /s geweest,
4.2.3 Resultaten van de model-prototype vergelijking
In het kader van het M 1450 projekt [12,13] is reeds een vergelijking gemaakt tussen de in het model gemeten rhodamine verdeling na 240T en de in de na-tuur gemeten chloorgehalteverdeling op de Noordoostelijke tak van de Ooster-schelde op 2 juli 1974. De belangrijkste konklusies uit dit onderzoek ten aanzien van de reproduktie van de koncentratieverdeling (geen
zoetwateraf-3
voer van 25 m /s) zijn:
- de koncentratieverdeling op het Volkerak en de Krammer wordt, doordat de dichtheidseffekten in het getijmodel afwezig zijn, niet goed in het mo-del weergegeven; de in het momo-del uit gemeten rhodaminekoncentraties bere-kende chloorgehalten zijn te klein
- de simulatie met rhodamine in het getijmodel van de chloorgehalteverdeling in de Oosterschelde lijkt redelijk op het Oosterscheldebekken en in een deel van de Noordoostelijke tak van de Oosterschelde, Als norm geldt dat
3
voor getij gemiddelde chloorgehalten > 15 kgCl/m er een redelijke overeen-stemming aanwezig lijkt tussen model en prototype. Op het Oosterschelde-bekken is een tendens waarneembaar die er op duidt dat in het model de
longitudinale koncentratiegradiënt kleiner is dan in het prototype. Dit zou er op duiden dat in het model de dispersie groter is dan in prototype. Voor de prototypemeting van 16/17 augustus 1977 is in figuur 99 een overzicht van de ligging van de meetpunten gegeven. Tevens is in deze figuur een
over-zicht van de modelmeetpunten van proef T269A gegeven. De vergelijking tussen prototype en model is uitgevoerd voor de prototypemetingen op 16 augustus
1977 en de modelmetingen bij de toestand T269A. Om een goede vergelijking mogelijk te maken zijn de prototype waarnemingen circa 2 uur verschoven. Aangezien het getij in het model duidelijk zwakker is dan het prototype getij
(namelijk getijkoëfficiënt bij eb 1,00 en bij vloed 0,97), kunnen mogelijk in de onderlinge vergelijking verschillen voorkomen, welke niet een gevolg
zijn van het niet simuleren van dichtheidsverschillen. Er is daarom boven-dien een vergelijking gemaakt tussen de modelmeting bij T269A en een jaar-gemiddelde van de maximum en minimum koncentraties in het prototype gedu-rende 1978.
In figuur 100 worden door de meetplaatsen Stavenisse en Rak Zuid het water-standsverloop gegeven voor prototype en model. De prototype kromme ia circa 2 uur verschoven. Uit de figuur blijkt duidelijk de afwijkende getijbewe-ging van prototype en model. De figuren 101 tot en met 108 geven een verge-lijking van het verloop van de koncentratie gedurende het getij voor een aantal overeenkomstige meetpunten. De modelkoncentraties zijn omgewerkt uit-gaande van de volgende relatie: 0% zoet = 100% zout = 17.500 g Cl"/m3. Dit korrespondeert met het zoutgehalte (gemiddeld over 1978) ten westen van de SVKO. De modelresultaten hebben betrekking op tnonstername aan het wateropper-vlak. De prototypekoncentraties zijn gemiddelde waarden over de vertikaal. Het blijkt, dat dichtbij de lozing (tot en met meetpunt 6; uitgezonderd meetpunt I) in het model grotere variaties optreden in de koncentraties ge-durende het getij, terwijl de zoutkoncentraties relatief laag zijn. In de meetpunten 7 en 9 is de variatie in de koncentratie en het niveau van de
kon-centratie ongeveer gelijk. Vanaf meetpunt 10 is de variatie in de koncentra-tie in het model kleiner terwijl het gemiddelde niveau van de koncentrakoncentra-tie voor model en prototype vrijwel gelijk zijn.
Figuur 109 geeft een vergelijking van de maximum en minimum koncentratie als funktie van de afstand tot de lozing, waarbij voor het prototype de
me-ting van 16-8-'77 gebruikt is. In de figuur zijn de eerder beschreven ver-schillen en overeenkomsten in variatie en niveau van de koncentratie duide-lijk zichtbaar.
In figuur 110 wordt de vergelijking gegeven van de maximum en minimum koncen-tratie als funktie van de afstand tot de lozing, waarbij voor het prototype de gemiddelde waarden van 1978 zijn gebruikt. De normering is hetzelfde als
_ o
hiervoor vermeld: 0% zoet = 17.500 Cl /ra . Het blijkt dat dicht bij de lo-zing de zoutkoncentraties in het model lager zijn' dan in het prototype. Na
_ Q
10 km vanaf de lozing (bij een koncentratie van circa 13.000 g Cl /m ) hebben de -maximum zoutkoncentratie van model en prototype hetzelfde verloop. De mini-mum waarde van de zoutkoncentraties is in het model na 14 km vanaf de lozing konsekwetit hoger dan in het prototype. Met andere woorden: de variatie in de koncentratie is in het model kleiner dan in het prototype.
