Afsluitingen van waterlopen

luitgave

jan '86

762272

Technische Hogeschool Delft Afdeling der Civiele Techniek

INHOUD college file - Voorwoord

- Inleiding -Delta's

- Waterstanden en snelheden in af te sluiten bekkens - Waterbeweging in sluitgat

- kombergingsberekening

- stroomverdeling (benadering) - volkomen/onvolkomen overlaat - afvoercoëfficiëht

- voorbeeld tijdstip ca~sson plaatsing - Afsluitingen, historie - Sluitingsstrategieën - geleidelijke sluiting - plotselinge sluiting - meerdere dijkdoorbraken - Sluitingsmetboden

basisprincipe voor generatie van alternatieven - methoden op basis vergroten "sterkte"

- zandsluiting

- stabiliteit stortsteen sluitkade -Case studies, varieërt per collegejaar; bijv.:

- Walcheren 1945 - Feni River - Kruiningen - Bangladesh

- Bijlagen: -1 strategie voor herstel meerdere dijkdoorbraken -2 getijvoorspellingen

-3 zandsluiting Noord Pampus

-4 stabiliteit stortsteen sluitkade -5 sluiting van Feni River, Bangladesh

blad 3 5 7 I I 16 25 28 37

Voorwoord

Het voor u liggende diktaat is een verzameling aantekeningen die gebruikt worden bij de mondelinge presentatie van de collegestof.

Het ~s op uitdrukkelijk verzoek van de studenten nu uitgebracht, nog voor dat er de gelegenheid is geweest een meer samenhangende samen te stellen. Deze verzameling heeft dus niet de pretentie een afgerond verhaal te zijn over afsluitingen van zee-armen en dijkherstel.

In het boek "The Glosure of Ticlal Basins" (te verkrijgen bij de diktaten-verkoop Civiele Techniek) is van een dergelijk verhaal wel kennis te nemen. Naast het hier gepresenteerde materiaal dient ten behoeve van het mondelinge tentamen f11c nog kennis genomen te worden van de hierna genoemde stof.

Ter lezing d.w.z. het is niet nodig alle feiten (getalswaarden, formules e.d.) te reproduceren op het tentamen, wel moet blijken dat de kandidaat kennis gemaakt heeft met de problematiek en mogelijke oplossingswijzen.

1. Serie Driemaandelijks Bericht Deltawerken (te leen in bibliotheken, recente nummers via het Waterbouwdispuut verkrijgbaar).

2~ The Glosure of Ticlal Basins (te koop bij diktatenverkoop Civiele (!40,-) en in boekhandel (!78,-)).

Hoofdstukken 2. 1, 2.2.1 en 2, 2.5, en 4.

3~xHet Totaal Overziende, te koop bij diktatenverkoop Civiele Techniek. Ter nadere bestudering:

The Glosure of Ticlal Basins.

Hoofdstukken 2.4.7, 2.4.8, 2.4.9, 2.4. 12, 2.14.16, 3 geheel.

xDit boek bevat ook paragrafen die bestudeerd dienen te worden voor college f 13a

xxDit boek is een inleiding op alle Waterbouw colleges.

ir. J. Stuip

Inleiding I. Functie afsluitingen - Landaanwinning - Kustlijnverkorting - Zoetwaterreservoirs ~ Getijde energie - Getijde havens

- Bouwput, specieberging, zoutpannen - Wegverbindingen

- etc.

- dijkherstel

2. Er zijn steeds neveneffecten van afsluitingen náást het beoogde doel:

- getij geheel of gedeeltelijk verdwenen

~ droog land (flora, fauna, landschap) morfologie

land/water gebruik

·· waterkwaliteit, zoet/zout, stratificatie, accumulatie gif, sedimentatie grondwater, drainage, irrigatie

visvangst scheepvaart

~ voor ~n achter afsluiting verandering rivier regime maatschappelijke aspecten

·· recreatie

verandering (regulatie) van (hoog)water (rivierafvoer) - etc.

5

3. Voorbeelden

• Land reclamation.

- Zuiderzee closing (Neth. 1932) - Kojima Bay (1950) Japan

• Protecting against floods from the sea.

- Primary dams of the Delta Project (Neth. 1961-1985) - Eider (Germany 1970)

- Keta Lagoon (Ghana 1969)

- Easter part of Finnish Gulf to proteet the city of Leningrad (U.S.S.R. 1990) - Thames Barrier (London, England 1982)

- Metong Delta (60'th)

- Bangladesh (60'th- present) • Creating of fresh water reservoirs.

- Zuiderzee closing (Neth. 1932) - Haringvlietdam (Neth. 1970)

- Philips- and Oysterdam (Neth. 1985) - Plover Cove (Rong Kong)

- Metong Delta (60'th) - Senegal (70'th- 80'th) -Gambia ('86)

• Conservancy dams (1700 - ,present). - Guyana, Suriname

• Production of ticlal energy. -Rance (France 60'th)

- Severn estuary (Wales/Eng. 1995?) - Lievense (Yssellake, North Sea) • Closed sea harbours (behind locks)

- Asan Bay (Rep. of Korea 1990?)

• Creating a construction pit for locks, sluices etc. (closure of the ring embankement) or water su-ply basins.

- Haringvliet (Neth. 1957) - Philipsdam (Neth. 1978) • Dike repair

-0

AfSL~..tiï""~tJ6EtJ BEKKEIJS

ltfwm/t1&«:1?</////(<f/t1'm& ~~ zov..-r/ <=>e.Me....ruD C:.E-r<j

~

I ~~

4'71'

V

w

SE A-C ATC.+{ME.IVT"

-1

RiVE.~ Sy~E.M 'bti...TA -A:::AUA SE:A -lt..lt i.U'FA-LL T€MPIE:i<!.A'Tu.J:!.E. Af{EA MOlA.IJTAiiJS/PLMJVS ToPOû~A:PKY PER.< iVIE.T€R R.E:LiE-F MA 1(. 1..€./V ÓT+l CYC.LD).>ÏC.i.Ty

iVI.f.AIJ AIV/ULI.AL J)"iSC.HA!auE: t-J\EAIJ A-l'Jl\l\.I.P.L SE'l:>iM:ENT 'ft-é.Li)

LE.IVC:,Tt-{ Sl-o?E:. LEJU~Tt-1 J.llA:)C.. wit:>-rt-~ AR..EP. S'ÏDE 'ToPoC.,~Pr<y ToPoC;,~P.l"!-1."

:t> iSTR,.; B l.l.TA.ay S ysT E.fJl l-'te:At-~ A/JNL<.AI-R-At~ÇALL­

AJV/I.lkAL Al/e.RAC~E Tt;:Y\PE~ A;Tu.R.€ VE(Jf?;'T"P....-: Ct-! LAc;,ooiJS, MA-~S+<.t:S, LMc::€.<;; lil> :ES 'WI>rVES Û)/UT~"-'€:J..r"rAL S~IE.t.;=­ SJ\ Li Jv<1"'f ic.E. d ro ,__.. rt PJ en

Example of a

combination of a map and graphs (distrlbutlón of heavy metals coming from the rivers Rh/ne and Meuse In the Delta of the SW Netherlands, Rhlne-contents are 100%) (after Anon, 1982 [9]). A B cl l D E MEUSSE 15 16 SAMPLING- STATION A NIEUWE WATERWEG B HARINGVLIET c LAKE GREVELINGEN D EASTERN SCHELDT E WESTERN SCHELDT NATURAL BACKGROUND CHROMIUM LEAO CADMIUM

f_TIDAL ( M2l

f}>,l RANGE (CM)

"'

T!Df.I,L HANGE BEFORE AND AFTER CLOSING

CURRENT VELOCITY RATIO BETWEEN

SITUATIONS AFTER AND BEFORE CLOSING

THE

iNFLuËNëEof·:-TH-Ë?:-ûïDERzd:E~

---.---J

----~]

CLOSURE(1932l ON THE liDAL

-., ;;; z }'! "' 40 :5 ~ UJ

..

..

9 w ~ "'

..

GO '· :~~I; A 1959/SGO _nD/G\0~ ~ "(.;~ .. 2-5o '<t-~-. ~· G 195q/79-s~ _{1933/13~':) ~ 'J t>:}

r

' .. -

I

0 ioo TOELICHT( tJ(J:

x. SY!I\1-1\ E.TRl SGH~ a.euL.·

o .AS'yMI-'lE..'fRÏSC.I-\G: GtE.l.A.L.

\o

I x I , .-~.:~--· -·~·~:-1--... ;.·:·.:.•. ~·· zo·o 2000

---1---

1 3oo

Waterstanden en snelheden in af te sluiten bekkens

Á~\"\L>~

w.l..<"T~NO

~

\2

Á~SL.U\'Tï~

a

O<'

')( ::: b_

~

1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 He H1 0. 5 0.4 U) 0. 3 I f\

1\r\ \

o;~\

\

~

_\

~

~ ~

'\1\ ~

~~-~\\

\ \ \ \

1\1\f\

Wave height attenuation along a channel due to friction.

!\

f\

I.Otr---...----~---,.---.--~ FRICTION - NO REFLECTION z (ort) L1• TYqd 0.9

L~-i

·~ c:::::::::: cl - _U9max - u _L 1max /) ) / •' / , / ; ; ./ / ~ ? .· ...

J

0.5 _0.08 0.4 _0.07

(~~)-.

t f 0.3 _0.06 .1:.. L C.05

Tidal current attenuation along a channel due to friction, and phase difference of maximum velocity and high water.

_I' IJJ

a

0

2

u

_I 0.. ~ 0:

0

0

>

~

__) LJJ

J:

u

(/) ~

w

1-(/)

0

0

~ ct

~

_(J

1-~

ly

11

I

i

15

[:)~:'[] POI-YSTy~EE"'-18AI::I::U .. t

PEÏLIJAAL1>Et-l

Waterbeweging in sluitgat

KOM r!>E RC:dfJC:2~ &ERE

l<€.'1JitJC:a

·.

zee-

J,ekk..e.n..-ê>G ah.

~H.'I·' 'Os ==- b 'Ot

~§.~...:..'

_os

oh.. 0::0

-

-1 ()(;l G?l~l A \Js e.t(...

~A

ot;

-

cz.

Az..je.. + ~A-R

1'

t

1'

t~h.tid.. wrj\l'i~ wi:n.rJ...

L

11

/CLE.if.J" 8E.I<iëE.tv (:D.W.?.); < o.oG M~T À-= 1.-E.f.JC.Tf. qf.i;jQol..'fJ

oQ ah

at l<t..€,'JJ , cQ k:L..E.îiJ • GE.~...., Wifol'l::> : î>AJ-J ûs

=

o

~ h{é):; Cohst'M.-t. (~~h. \(~~

"ft'

~el; be.\c.k_e,._)

jd~;- ~;

Jb.cts V=::

-J2..~(h1,-

h:z) 1

of-

V .::'V'/.'}(h'l.-hbJ 1 en..

q,.

-::-r(tA+

h;~:.

J.bs.VvtChz-

hb)'

I

1

I

Vmax

Vh

4 I -.!~---3 -~---- -1 2 -~ ---I

I

0

~~a

.,~---10:---~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~·~h

. ---r-2

-l---·'"·

I 3 ~--t --- --l 4 +-+----~---

E BB

+ -5 I I

For d closed inf!nlte de:ep rectangular basin in which Bk ·,s constant over the time.

_L ---- - -- I

BK= tldal storage area (constan-Ü-În m2 a = leval of sill to mean watqr JeV<2l in m b

=

width of closing gap .Jn m

·LEGEND

amplitude of vertical tide in m

T period of V<Zrtical tide in sec.

~~~ç,..\\1-( ~ M ~V

' 9.

=

<:..

~

'3{t.

:r:.''l.

' h'5"/3 I''L

Q • -

..L

t)• "-- '-

.

" ""' c.. ~ PüS C..~ pwA-€ S ~6-t A"ll1

.:::;,~"\> ~A.R~M ~~~

Q- .

~ S.<:!4-\ A 1\'e't-(. <::o:t: M ~V Mc:::.C>tl. C;) 'H '0 ç-.e ~ ~c

(OOK '-'

(~\c:..A "{ ~ tH.~· "t-

? )

. ~t:C.('CC..e-\"\'ct..~ t>~

~ C~ ~U~ ~ \CJ:S"E.l"t= s:TV\CJU:::N \ H St.U\"'"t" C..A'J

.. · ~ k:"rr:::E

't\

t "H ~ ~ D \{ O(i; ~OE;\ U..) t_ Tl? ""J..E?"PA.<...e...t

. ..) . VI: J

~ ~

\)~ ~

S\\!

"L-f::N""'-c>€-e IN

c;

r

~jA-

t, .

·.~""Ç::!,.~~~ c.~~.es.~~

l)

~

J> " "

~C)~ ~

Q \t!

"-?

L ::;\

IS

~

(Jl 111

0

::u

C N

:f ()

\

I

I

I I I

I

!

~ ?. ~ ~ 2,0

V,

I

I

I

I

I I J I l I ti )> ~ ''1 \"

~

r=l

~

8

\.\

I

I

~

:u Z ::.0 \: \ I I I

I

~

5

::U '\} met dorpels (6)

~

~

1 ' 8 .

t\1 I I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I ' .

. '

i~

ïl

~

' '

~~ ~

\i\

tI I I I I I . I I I

I I I

I

~' ~

I

r

1.6

1~\ ~ ~·r:

Oe> . . . : : : '

.

I

i

~

.)

<><

~

r\;\

.h"'

u ·

Pj~r

rl . J

I

I

a< '-

~~

- V 'ft' ".:7 LJJ < 11.

~

)>

à

1,4 '· /

~

' ' -

l -

. '

. . -

T

T

- I

h

i

ë3

!

~

.:

~~'

\' /

'

J(

t~

\., •,

.

~

ll-

~

-r. ,_-

/~+-=±=ti

p

~

: c

::u ! I

o

I

l

.

~~-

. .

"-\ ,

-

""'~- "'·~

.

-

-

..~v-

~

h

i

7 ï iTl

I

·.

~

l

' . '

I

~

-=F

1: -""- I ' i 2

-~

. ""

I~

R'

-~ 0 ~ . ' ~ ·Q· ~ "'-· I .

1.,:·

V

-a.

I

I

['ij I

~,\~c·

---,

met Or'empel (5) ,{ . I I

~

:::u

I

~

"

,~~4)__ "·~ ~ ~.1-1

.

l 1

i ,

(fl

~

••

r:x:-~~~_K:-...

..

·

~-

_ ·

;----Zonder piJiers(i )(b. zander

i

I

I

I

I

@

1

I

I

! w fTi ~ 1 0 I \"\ " ' 0,- ~-;",.;. I ~- \ ~ ' I • I cireh+>d)

~l

'•

-l

'

~"'-

J~/////J

.. =".

·r-... .

I

--...~_.

I .

I

I ·-

I

I ij ..,.,

I

~~ 1!-,f--· ~-· . . ~ --- ,

I

:

(3)' _ _;

~

~z'M<t·:-777-H.. .~-

-•>

<

r:c~.:··:;·

___ ;-,:__ 1

I

.t- I

r--=--~-"

-"

"'

I

'/~~~~L;~V!!I/fi

1

j'

I

! CD 1

l

-~

"r---..

~alleen pijler'$-~~-)

··..:.:..:..:..:.r-

!

~

u' .

o,s

...

~

I

,

" --. !

~

I. i ; , ,

~-~

' . g ~ ~~ ·r~ ----.::

--"k:,_

'

I

~

I

I

T

I

I

--.,r-r-..

T :

~~

I

I

1

_p...

l

0'6

o

4

e

12 i6 20 . 24

---·2s--

.32 36 40

~

i

~

~

'-

diepte hp '1n m (

h

=

h-à.)

J !i

i

s

'

f

.

L9

'

Roompot

.

t

"

--- t

'.

"t

0

~---~---T~~~----~---­

---...-b

Q~-~\c ~i;

A A(.S \, 1., := \... St'\4 ~ t

4>A.H

ê>\..1t .::::

~

c.J CÓSQt 'è:>t: ~nH\le k:E=Wlê"~'"'<:;

:

(

.AVv~ ;.4\l~o.)V...,c

!>,.let-{ ~~'"'" OOUVt: ~ T

QJ

Ci.tTUA~lf:

-:1.

SUll't"C4A't->

>

S. r"l"\J A "l-1 €" ~ >'>t"l\J""l"\t

3

hlw

<

~f.4w'

(h\..-\,~)t.w

>

(~-.:.- ~'oJl-lw

\, ~ ::::-\.. "l.

l \.,

\..lt..w ..

'{>LA.~"

~ j-.J

\DiEP SLIA;-rGAT)

f

s VL-OS1> Ct= .)4 (a.+ hJ,,). hs

:V2.'tl(

h~:,...,.-

hh• ). Qé

Y-t-

=

(a.+ k~i).bs

-r

_.~ ~ _h~

_t

_ ~w.L. __ --,- ______ ~ Qt

w.s.

.s.w.L-.. ///////////.1 :fkbw K.Ej.JIE,e.itJ~ ~~T ' 0/13t>i EP Sl..L&.'ilóA'T"

l

ES 0

F

hse

_{--···--···}

~ YOI...ICOM.~fJ OVER.LAAT AL.~

hs_,

= ;} hl,~ (+-1) VLOE.b v.o. ( E8 < VL.o E"J>

J

H (

ovu-cl.N.v(.h.. ~ê.Sch~s.e.e.rtA..)

}z~ ~"]~

-~'L~--

.

~

:

-:--:...

_{- V}

/'"'~:;.

h

f '

mmJ.;,.

i

>>r-

v::::~:~

-1 .

~~:"'':"'~~"""':'"'~':>":/ ~""11:~:"'1~"''1~?11""1>'"'1?1""1 l"")f,.,..,(/~1((

go..o..-t ho.e;t.

e;..e.r;ce.ve.rl<..-e.s

geto~cL

Vs~-=

.J

2~

(Hz -hs_{6 )} 1 (

/3erha~A-ll.;.

owr ve.rs

~~r~el. ~'ed.

)

Q~"'

Vs

₈ *(hs₃+a.)-TF.bs =

"/~(kz-hs,tff(As

9

+a.)

*

hs

1-lz --. hz. ~ dQ. .... .)-«.~

hs!J

~ hb ~~>-IM" k-h ,JA-b

.qe-e.J-..

wrèjlrt"'j ~t..tUJ" do..h "J-<-wr

9u.r..

k.c~>t:f:rqj;+,-e fh.(}..a.r dllA .)Al:

ZcS7:lAT:

G<s~

=

Pz *v'-11.

*

.)--wr *"P-Ic

* {

hb+ a.)-*'

b.s

*'

Yta

{hz-

h1:j'

C?s

3

=.."A· (

h6+ P.). bs

.1/~(l,z

-l,i)

+~r

N ...s::-\ KOMBÏk...s::-\ATit:.]

~

'\\\.\\'\\\\\~ ---~~~==--,~\

' \ -

" .

~\(ii<H<i\

S.W.L. I::S VLo€..1> l>R..E.MPEL. 6AT: bi

··.";

~

_.

_...

VEs < VvL..o~-n v~s

>

Vv1.oE1l 1<.€-tJT~R.itJûa l<.o~-r -... ...

TuDSTiP C.A iSSo~ PLAA"ISLJ...)C':x

bt3 ,:--.. ~ biz. ... ···...L . ... i!:··-- ... __ '···-... 7TR'/t"i:;:-I?WJ(:;;YIE7lt:

-r

VLOEJ)

-

...

__

_______ \1€.1<./..oOI"' W-'3. _bi.1 G) PLA.4'T:5<1JG LW 3\-<.iTE:~ I

® f'l..AATS(JUC, LW Su.i.-rE.N + Tu.u.~

@ PLAAT.S'JJG LW SL<.~-rf'-1-l + 2 U.l.LR. • bi3 AFvoEr<. MA.AîV~t..:D

__ j__

i3

iz.~~

.. , -

\t

f,T!il77J7'>

<~

bL

~ 2.

'

:à

bL

1

~

:::J

ME'TE~

itJ f'R.oToTyPE

!

~~~~\~_)Y

AFSLUITINGEN - HISTORIE

steeds afhankeli.ik van de mogelijkheden: w.b.t.

kennis -

grond

- water

materialen

(gedrag + beschikb.)

materieel

I6e eeuw: dijkdoorbraak onmiddelijk

"bevloeren"

met

"waesen"

i.h.a. tot L.W. zinkstukken + uitbouw vanaf gat oever (Andries Vierlingh, eerste beschrijving)

1530 - Reymerswaal, land van snel ingrijpen sluiting bij Bergen op Zoom: met schip maar ontgronding bij kop en kont

Caland (1833)

,•'

. :

·.

... .

·'

i .. ...

·

(

I

klei

I I I I I

.·.·

....

; .. :. . ...

~

sluitkade van baardwerk

~ rijspakwerk Fzinkstukken

max. gat 300 x 6m (t.o.v. LW)

aanbevelingen: I. snel (provisorisch (stabiliseren

\

.. • •~ i •, I I ••

_...

2. geÏnundeerde gebied in gedeelte terug w~nnen

3. voorbereiding, risico analyse

Sloe (1870) .

.

.

. .

.. . . ~· . ··•

·.

'•

.·

~.

GHW

GLW

-. :~"' , , . ' 'o •: • ' , .~ ' • 'o : ,. o •,' • ' : ~ = dekstukken ~ = zinkstukken '~=pakwerk

I

- spoor - klepschouw - stoombaggermolen

ontwikkeling van materieel • zandzuigers • spoor/grondverzet ZUJDERZEE ontwerp 1924 ' • schepen/bakken • kabelbaan

---·

sluiting 1932 op zinken zinkstukken betoncaissons doorlaa.t c. stapelbakken keileem ÉÉN DAM (+kraan 100.000 m3/week (zandprod. 300.000 m3/week 1945 Dijkherstel Walcheren - ca~ssons

1953 Dijkherstel Ramp - caissons/bakken - zand (los + zakken) - steen - brugsluiting 6 - werken Zandkreek 1960 Veerse gat 1961 Grevelingen 1965 Volkerak 1970 Haringvliet 1971 Brouwersdam 1972 oorspr.Oosterschelde 1980 Markiezaatdam 1983 Philipsdam 1986 Oesterdam 1986 caisson doorlaat ca1.ssons

caisson + kabelbaan (na elkaar) doorlaat caissons

sluizen + kabelbaan

caisson + kabelbaan (simultaan) kabelbaan nu: SVK

zand

brug?, zand?, caisson? zand

ontwikkeling vloedvolume dat men de baas kon:

16e eeuw

___________

19 (Call and) """

__

,.

20e eeuw

20

1945 Walcheren 2

10

45

1953 Kruiningen

125

Schelphoek

300

1971 Haringvliet

400

1972 Brouwersdam

1100

1986 Oostersehelde

Sluitingsstrategie~n . !. C:IELEi'DELijl<:~ CSI..l-1.1'1"";1-.>u

---UiTBOlAW OPSOI.I.W

t

.

. .. .

~

1I' P LoTS1:. I.. i 1-J~E. SI.V.ili IJ

l:t

---~

.

.

. ..

{

\f E ;e.,., AS.

ratû~ _{SoVe:t-J WA1"E'~}

Hole,. AS

it.l

WA-rt:~

OP 'DE So'l>t:M

t

....

/ . /

____ _

./\tb

/

Otfo

28

loo%

__...

':booR'STie.oof-1\P~:ofie:L.-(a.)

(b)

(c}

(cL)

(Jt)

e

~ ~ 7 :ll ll. ct 0 ~ 6

~

6 z

t:

4

g•;

.J w 3 ~> t~ ~ ~ ₂

"

::> u

i

0 h :s

%,

tl Q ~~ m. ~1?., SEAOED PROTEGTION

THE FREE OVERFLOW SITUATION

OPSDLlW

-

l..dT5ouw--·M----t++H ₁

10 20 40

VERTICAL CLOSURE ( FIG. 6A.) /C..eAllt_.A\. S!L.L.lAI" /î(<AI'JSV~~Se JlUMPit-.~G

HORIZONTAL CLOSURE( FIG. 69 ) / ~(J.A!Jv.At. A1>VAh.lLEl>h:NJ>~TÎf' "J>UMPiNG

COMBINED CLOSURE ( F1 G~ 6C(t>}

SUDDEN CLOSURE (FIG. 9/tO) /.ABFl.Uf'T

FREE OVERfLO\Y VERTICAL CLOSURE

--70 00

so

IOOo/o

CLOSURE GAP IN o/o OF ORIGINAL CROSS SECTION

CURRENT VELOCITIES AS FUNCTION

OF CROSS SECTION AND CLOSURE METI-iOD

CURRENT VELOCITIES AS A

A, VERTICAL CLOSURE·

PROTECTION

B. HORIZONTAL CLOSURE

_____

_.

, ' _ .

C. COMOINED VERT. AND HOR. CLOSURE

---

---0. COMSINED VERT. AND HOR. CLOSURE ( LARGE ELE~•lt:Ni. C.~ISSONS) .

1----·<·.:-..:.~:

':·

---4 m/••c

~'

IEllJll Di _{J,l]_} ~ I.-BINNEN ~ ~··. '• STROOMSNELHEID

lt

.. ...

1\\

...

... ...

_{, /} !/ I :

..

\ '

_lZ

: ' : \ ' ...

J

\ ' J

\

WATERSCHAP KRUININGEN ~

lJ

2 m/stc Om/sec 2 m/••c 2m lm N.AP lm ~

lL

...

: 2m 11 13 IS 17 19 urtn

GETIJL•JNEN ENSTROOMSNELHEIDSKROMME OP I MEI 1953

SCHAAL 0 20 40 60m LENG TE PROFIEL LANDHOOFDCAISSON IIX7Sm 7M~I SLUITCAISSON LANDHOOFDCAISSON 66XIIm 9M_EI_ _11 )( 7,5m 8 ME; I

,KAP VAN ZANDZAKKEN -0.80 Op 34 G.H.W NAP. G_,_L.W._ -~-- +3.30 --- -- + 3 4 o / -

«-SJ_i;_NEN DREMPEL i ' BOOM SE- lS_l,._I;!DAM____:;/ ZINKSTUKKEN

J

- - - ---

-DWARSPROFIEL

WATERSCHAP KRUININGEN KAf' __ \1-"N_ZANDZAK~E_]'I

+2.50 0 10 20 30m SLIK

--WE STERSCHELDE

::4:~;:::::::;:>::::::z:_:p::ç:\t~~~Jt~::J):Jf±:::::::·:-~·~~-:,.·.

I ... DWARSPROFIEL 2 LANDHOOFDCAISSON 11 X ?,Sm HOQG _Al_2_rJ ____ - -

·1

I ~----,~----~

DWARSPROFIEL DEFINITIEF HERSTEL

______ ]lNJS.?l~Jill'!J 40.oom ~stt'fJER:.DREMPEL ____ 21_QQ _ _ _ _ _ _ _ ..., 0 SCHAAL· WESTERSCHELDE I

\\'aterschap Kruiningen, blokkering \'an het westgat en herstel \'an de hoofdwaterkering in 1953

1E FASE: NA MEREN EN ZINKEN VAN NL:-PONTONS LANG 22m VLOEDAANSLAGPALEN 2m H.O.H. - - - ---~- -- ~---) NA.M~R~N. NA ~lltK~I'j - W8KRUINING.EN

2EFASE: NA INHEIEN VAN PALEN LANGS N.L-PONTONS

3E FASE: VOLTOOIDE N.L7PONTON-DAM - W P KRUININGEN WPWAARDE-KLEI OF ZANDZAKKEN PULERDEPOT ZANDZAKKEN 6500 STUKS SCHAAL 0 ~!!:Yi:=~2~ Ml!sTAHLGI':WI'Jll',

~~~Ldhv~~~~crnrrr·~O~.s~o~~~~~~~~~~i!~JJ~::~~

•Q.~~ -~--- - - · - - - ____ ___N.~-L---___ ! _ ____ 3.40 --~- ___ __b!!Q __;J,QQ - - -~Q _;_ __ b_4Q__ __ .!J,QQ_ 0 I 2 3m

DOORSNEDE OVER SLUITKADE VAN ZANDZAKKEN MET LOOPSTEIGER lilll!!i!;:;:;:::;:::,:ÎiiiiiiiiiÎ

SCHAAL

RVSBE~MET Z~AAKEN

fQ.,- ___

!},i!Q_- - , ü.SOm KLEI I tA.Soi _Q,4Qf!l.IS!,f,L

.YffiJI'AA.Iill~

.!'!.AP __ -_ :· ••

···0lli'(ii

!~Q;;'); ::,~

DWARSPROFIEL HERSTELDE GEDEELTE KAD~K DWARSPROFIEL NIEUWE GE DEEL TE KAD~K

CA-B) TOELICHTING: OUDE TOESTAND NIEUW WERK CB-E) BESTAANDE DVK li8B - - - -_rj_.~ DWARSPROFIEL VERZWAARDE GEDEELTE LAVENDELD'JK

SCHAAL

C E-F) o 2 4 6m

Het clicht,en Yan lwt noordelijke stroomgat in de hoofdwatcrl<ering \'an de \\'illempol<ler op Sint l'hilips-l;llld door middt>l van <'Cil kistdam nwt zand- of kll'izakkl'nvulling. Op dl' achtergrond het zuillelijke

I.Qà_TING_j>ANELS FRONT VIEW tOOm Rvbblt_§O 300k CROSS SECTION

. r--',a.90_m_.---f

o !5 10 1!5 20m '=- -...L:: 4 CROSS SECTION A- A NORTHSEA GREVELINGEN Atphotr Aspholt CQncrolo Futuro rood

CROSS SECTION CLOSURE DAM

8ROU\.VERSHAVENSE GAT

SLU!CE CAISSON

BEETLE PHOENIX ii "

!i

:i ., ii --- .. _____

---·~---·::··--- ~

VEEASE GAT

--,T

.

_---.

-

-~

k---~- 1...:.-l:c=--=-.;...;.·

·2Q00---:14

l

;:::::_::::~~~Ai~

\I()U(EIW(

lri I hrrnl

[ ]

'

1~

' '

J

" - - - -

4~1!1

L.t.vWERSZEE

j1 IJ

I

I

rJ

~~~---l

EJ

1

t:l

l

~---

3!1.08

:r.,-rc-n.:_t_FFE:.T~

.,:_

~

!+ti

~--···=:-i'ff1xl.

. -; 11 Ö n jl

·~

BROUWERSHA\IENs.E GAT

_~J~t!7ï~~r

.1

n

JL

..l. .. --- __ - . J..--'~00

---l

-·' 11 11 ,, L !I

-~~---·

-T

I ,_ - - -1 ~ - - -, I I ' Jl :I I I IJ o I I I I J 0 I I I I I I . <» 11 IJ I ~ I I IJ I I I I 11 ,' I I ..._ -~2800

er- WE.ST-KA-P~L-L..€.

l

WAL.C-HER€10 '4-Ç

I

l

\

't-VL,SS<IJbe:N

OVE.~S"T~OOMD : ~ LA-ClE.IE! DA~ IV.i\.f'.

c:::J

Hoó~ llA~ !V.A. f'.

1.c9?""»t.

-"""

1.6.:;-WL . ...,..._ '\ 1.400t. -~"

\ \.,>

ve:e.R~

/

'.'- -::d /

_{\ '·-. f}

_~ _.",

- V!..--t- WK koG-E:R ~r-J E.E.JeDE:.!e moe:. vMJ Y€:€R.E

(

)

~.A.P.

- Vl..OE.!> L.coPT 1Vl€:T K~kl'O€.~ IV€ERS1"A,I.l"o ~ï.t.Jt.JE.f.J J>Aw ~6 E:rti.-Ü'I

WEST

KA-P~I...L..E-

---'

\

\ \

.

\ \ /A.. : /

"

~/

"

/ / i ' / ./·.

'

_ .. / ·

\_

-,_

··,

~~-~.?~.!-~ ~ _2.o10 VLC~D T , 1o .1ém3 I 0 - - - - VL-ot.l>6Je€1VS ---·---·- E..S.~R.E.t>JS 11 i2. 13

"'"

1S" fb MAART -f~~'lö ' CE NOLLE: VEERE

----·

~~ I ----'·---L .. --4 WESTKAPELLE:

~ ,L. 10

E~--r---t-1

. DE NOLLE. WE?TKAPELLE

.2o L I ~-.-_:--t VEERE ~ eb 1e S'LU.("Iit.Jó .:D€ 1-JOLLf : WK '> /V'7 Vt:.. _> << 1e ~L(...<-r<JJc,., WE9r ICAPE: LL€. : l>"-J '> "'> ( C::tE:Je,l-)1:, VE.12.MOC7EIV) VE. I V _< ie '5Lu..~-rlwe:. VE.é.R,E: : l>"-1 N<

_>

WK ....,< '>

Sluitingsmethoden I. II. III.

belasting

AFSLUITINGEN METHODISCHE AANPAK sterkte vergroten belasting verlagen schade herstellen

sterkte

statisch ---~ dynamisch evenwicht

I. Sterkte loskorrelige afsluitelementen: 6D

Vergroten van de sterkte: - grotere 6D

u

u

-- onderlinge samenhang vergroten cohesie (<jl, c)

~ ~ " ... .

-··

kooien (zandzakken, gabions, worsten) stabiel opleggen op naburige elementen verankeren (van grote) elementen

oplegelementen

verankering

steeds fijner roosterwerk

Hydrau/ie Resistance of Material Tipped into Streams

2

3

Figure 3.2 Origina/ designs of /t1bricated unit: (/) 'e:lw' 1)11e; (2) 'yakorya' type;

(3) meta/tetrahedron

4 4a

Figure 3.3 Fabricated units made of precast reinforeed concrete

Figure 3.4 Precast asyn1111etrica/ reil!forced concrete }i1bricated unit used in the Gorkov project

2. Beperking snelheden

basis: Q

oh

I. ot verkleinen door weerstand van sluitgat groot te maken, dus ondiep sluitgat.

Volkomen overlaat nastreven waardoor debieten beperkt worden.

-H _ _.____- - - - - --~.-a---=-=---=-=--=-=-

-~-l!t&?:?!_~-

---

_\~==---Onvolkomen overlaat Qsluitgat vloed Volkomen overlaat Q m• l(H 3 + a) • b s

~~

3 gH NAP

],Beperking snelheden door KOMPARTIMENTERING

Qsluitgat

waterscheiding

praktische toepassing:

- maaiveld sluiting

- opbouwmethode (vertikale sluiting, s ill up)

2.Bk verkleinen levert ook minder Qsluitgat• praktische toepassing: - compartimentering 3."Kontinu herstel" "Kontinue herstelling" c.:.:.steensluiting) - zandsluiting

capaciteit aanvoer > afvoer: gat dicht verliezen beperken

- aanval door stroom (T) - fixeren bodem/oever

- kort stort--• stortdrempel "storten" - grof materiaal

THOLEN 0 0 0 d co

L(l

• meetpunt~n dwarsstroom A wat~rstan.dsvolger

@

@

0 0 0 cxi ,...., 72.000 80.000 0 0 0 cD ,....,

Cf) Toelichting• -zeediJk~,/ - - Wegen - Begrenzing stroomgeul SITUATIE OP B FEBRUARI

®

SITUATIE OP B APRIL

®

SITUATIE OP 16 MEI (j) _.,,...--..__.-':!,, _d,, •o

'"-'

~rooskerke I ;'" ""'t_l._, ,I \ ... ' \ • et?'<!' \ . <...(!:~ \ ' ' \

~p-

....

~

'\

'% Î ~ Seroaskerke --....__\_ ~ I I \ ... /

\

... \ -~ \ ~, bezinking SITUATIE OP 23 FEBRUARI @ SITUATIE OP 1 MEI

®

SITUATIE OP 20 JUNI 27 AUGUSTUS 0 . .:So ' '• o,' \ \ ... . '$0 .... ,.~

..

o, 3?0 600 900m

_ _ _ 10_~----1~5 ' ' I t~ ' \ ' ... -"' ,Cf' ,, ... , .. , " ,, _,. / " \ . r, /1 i\ . i\ _{\ ... __ _} '---'\ _{j I} I/

(/

,

... \\ I \ ' ~ I I\ I I 1/

.·\anleg inlaagdijk Schelphoek in 1953

HEERTJESGEUL ( STENEN DAM . . / -.B.~Zl~ll'lG ( SCHAAL 0 I 100 200 300m

--=---

.\._

Het g<'dichte middelste stroomgat in dt• hnofdwaterkt•ring ,·an <k :-\k11we .\nn<'x-SlavenissL•polder door middc·l ,·an t•en inlaagkadt> ,·an l<kizakken, gL·zien in :-\.\\'.-richting Foto Aero- Camera

Principe Berekeningsmethode zandsluiting

p

\

-~----~--~-

sluitgat

p

..

Voortgang te bereken met:

di dt

=

p - V I

=

inhoud dam P = getijgemiddelde productie V

=

getijgemiddelde verlies voortgang indien P > V

J

t

bodem

( ___

da_m

_ _ _

_

v(x,t) h(x,t) dSO(x) dSO(t)

transportformule s(x,t)

Transportformule voor berekening zandtransport bijvoorbeeld:

s

=

5

O,OSpsV

Aanpassingsfactor of verliescoëfficiënten f 8,fb voor berekening van werkelijke

verliezen op stort en bodem, Er is immers geen zandtransportevenwicht in het sluitgat. De afwijkingen t.o.v. een rivier zijn:

- op het stort, oververzadigde zandverticaal

- op stort en bodem, versnellen en vertragen van stroom, dus naijling van zandverticaal t.o.v. snelheidsverticaal.

t

t

t

t

t

t

t

t

t

bodem

(

__

... I

Tot eind 1985 werd in de praktijk de waarde fs

=

2 en fb

=

0,25 aangehouden. N.a.v. onderzoek t.b.v. de zandsluitingen in de compartimenteringsdarnmen kwam men tot andere schattingen: fs

=

1,5 en fb

=

1,0.

aanpassingsfaktor_

₁

_~fs

_ _

---+-_____

___:__!"!fb _ _ _ _ _

___J

0

Verlies op één moment t:

,

....

stort

bodem·

V ₈ ( t) LJ f₈ f s(x,t) dx 0 L2 vb (t) fb f s(x,t) dx L]

S1

Integratie voor berekening van getijgemiddeld verlies:

,

....

0

LJ.

f₈ f s(x,t) dx 0 L2 fb f s(x,t) dx Li 1 T = - _{I Jv} 8 J(t) dt T d 1 = -T

v

=

V8 + vb

stort

bodem

Steeds in tijd-

=

voortgangstappen de verliessom maken die dan weer een voortgang oplevert. 61 (P - V)6t ---. -6A _______ I __

I

I

I

I

AA

stroomlijn over het stort

stroomlijn over oorspronkelijke bodem

7?7777777777777777

onderverzadigde stroming

_....

oververzadigde stroming

_...

Bodemverlies tussen tenen dan is Vb, dus geldt:

m3/s/m fb = Vb /Tc b "bodem" stroomrijn

J\

.Mil El!ll +-11 ~I ~I I . 0 \

* '

I ... ,

I

" ,

I

'

31

supletie van onderverzadigde ~~

stroming VIl

'

'

_'

""", ~ werkelijk transport '..:::::

'

',

-u(m/s)

Zandverlies tussen tenen dan is Vs + Vu + Ve, dus is fs

=

(Vs +Vu+ Ve)/Tcs "- ..._ werkelijk transport

--,

"

... ~ ' ' - ~werkelijk transport ...._ ...._ als P = 0 m3/s TEEN AS TEEN

Principe berekening

Beschouw massabalans van een deel van de vloeistof.

r

u•c

>

D

Drie soorten zandtransporten:

I. In x-richting convectief transport, uc

2. In z-richting transport t.g.v. valsnelheid (zwaartekracht), wc

oe

3. In z-richting diffusief transport,

E~·-oz

Opstellen massabalans geeft de convectie-diffusie vergelijking voor zwevend transport.

iE

oe

oz

I -1 0 2 er 0 a.. (/, :z < er I -:r:: w (!)

'

I -cr 0 a.. <./) ~ 1 o' er er w ID

1

2 t

-I

I

l

l

x

I )( ~ I I ~""- >( ~: V

I

--I

I

:

___

~

i

I

!

I : I

--I !

x

I 7 I

~

x

x x

"'

x<

)<.

x

x~xx>fx

x

~ ~ ..6~x ~x V\

'-)( 'X

XX

o_s ~--·-,_

_--x-v

-'·X r--~-I 'X

---*"

r---,--1 o-2 o.o DSO H u TEMP FORMULE: JATA ~

_&)((

;tx

x

I

~><x

x

x

"-i

I

I

0.5 1. 0 1 -5 2-0 2-5 ~-0 ---~-GEM- STROOMSNELHEID tM/SJ 0 . ; T 0 T 0 . ~ HH 1 T 0 T 25 M • C-S TOT 2.5 MIS 5 TOT 25 C VAN RIJN USA-RI \'J EREN 1-1 oz er 0 a.. '-" :z < er 7 UJ <!) ' er c a.. u: ~ 101 er: 1-er w CD

1

2 10° 0.5

~-

-x i i I><

x

I f----· . _AJ"- I I ~x

_i

x

V

x

~ ) ( ;A

x

" x~ ~: x

_xxx..",

A

x

_~

x

~*x: x~

I"' ~

~:x

*vx

><

x

x

X 'X

x

x

~

x

I

X>(

x

~ --

I

2!:: )11!

x

?<

,x

"'x

~-- ~~-

*--

~

_

_:_

-

'-x '-x

x

x x

x

x

*

x

"' J

x

x

·;. 0-5 1 -0 1 -5 2-0 2-5 3-0 DSO H u TEMP FORMULE: DATA

---tooo- GEN- STROOMSNELHEID (H/SJ 0.1 TOT 0.3 MM

1 TOT 25 M

0-5 TOT 2-5 M/S

= 5 TOT 25 C

MORRA-KALlNSKE ALFA= 39E-4

5!J

i: u: "' a: c c..

"'

1 cJ z -~I 0' 0 :z < ...

~

_I

i

! l O' : oo 1 o-• 1 o-• '

...

1 o-J o.o

--o.s l)S0 • C ! 6 M~ H = 1 .• C M TEM~ • 1 5 C KS = C-005 M -- ~- ~----T- --~ - · gP \') 1 .o 1. 5 2-0 2-S 3-0 ---eo-GEM- STROOMSNELHElD (M/Sl ----5--- VAN RIJN ACKERS-IoiHlTE ENGELUND-HANSEN

MORRA-KALINSKE ALFA~39E-4 GAMMA•! .36

_ 1 oJ :r: "' '

"

=

I -a:: 0 CL

"'

z ~ 10' I -c :z < N

I

_i

101 1 oo 1 o-' 1 o-< 10-Jo.o

*

o.s 0'5C • 0-25 MM H • 10 M T EM0 _{• I 5 C} KS • 0-05 M 1 .o 1 .s 2-0 2-5 3-0 ---~-GEM- STROOMSNELHEID (M/Sl VAN RIJN ACKERS-\oiHITE ENGELUND-HANSEN

:r. '··

',,

3300 _

_j

3000-4---2700-i

I

2400_i

2100_j

I

1800_}

1500_i

1200_.

-900_J

V.._

600~

l

-X-es

A in M2

Produk.t ie

Y-as

Produktie en

Zand Verlies

Verliezen in M3/uur

Verlies Stort

Verlies Bodem

SLAAK

A-SVK- 18700. \,FM,\,FTY.

E.H. <A510011.1411A

r=

I .

j

1200

<

I

1400

I

1600

I

•

I'-Pl .{' _j

12000J ____

~~~~~~~~---~---I

1 ---l 10000~ 8000~

6000_;

I

4000~

ï

JVI' .·. l 2000~ 1

/f-=

o.~

- r -

----0

ï

700

1400

X-as

A in

M2

Y-as

Produktie en

Ver liezen in M3/uur

KRAMMER

KAPJE. OP

-8

M NAP

~--

_'

2100

2800

3500

4200

4900

Produktie

Zand Verlies

VP-rlies Stort

Verlies Bodl'!m

<850809.0453> I '

.

\ \

-~.-

'.

.,~

.

-•

•

5600

At~--)

é

--.

' t '~ -,.. '·

'"

)..._)

6_,

l

- - '

5

AI ..

(f_\i)~~

~ 2_j - '

1--J

i -; NOORD Q_j \ _c ) _l _ j

-1__.

-2_;

--1 -3~ __J -4_j

-5.J

_J

-s_j

-7-'

_ j

-R_J

_J

-9

I -~f---~-...----T--·

r - 1 -

I

I

1

I

0

90

180

•

270

360

X-as Y-rts

SLAAK

Sluitgat breedte 1n m

Sluitgat

d~epte

in m

SL141 r M f l l l f l l " > F A51007 1-'W

--~~

-s(-tM,hich.~~ ~klc

r-~~-

I

I

450

540

__ T ____ I

630

,- --r

720

NAP

-I

810

c

.s:

H (_J1 ~ < <.. f'l _;o 111 (i) 1'1 1'1 z r 1) ~ )> ;;: ~

z

(j) Gl ", Vl ~ ~ z

g

fTl 'I z 2 äî til 111 \(l ~ ()l E --4 t:!} ---l t.n ;o fTI Uk

1

r )> V.&l}:rl -{ fTI IJ)

I

l

I

I I

- - gebaseerd op rn·2tingcn [14] ( t\l= 0,07)

- - g·zQxtropolczrd

----> t.L> lrr,)

mcctpunt·?n ~27] 1:3 e begin vqn aantasting x b~:w•}k1Z11

[s] 1 A • bcz-.. -..:.1;.2:-:

KRITIEK DEBiET BIJ EEN OVERLAA.T

V(!LGé:.NS tvETtNGEN VAN LYSNE [~..:]

1---'---

_!

I

I j I

L

i

I

"'I"

i

11-

·--,---l-i

\ I

~kt

I

I

I

i

I""'

I .

, .

1,20 I

]~--·~~~

-' ! i

Ie

I I 10

.I

" 0_80 -!'1

- -

0 c meetpunten schcrpi2

grens stobi2:l- Instoblel

~

I

0.?0 o,~o

dam [17] Q = 007 d

'('?iTlEKE ','.'.-\ARDEN \'~N QE \'Ef'\~\LPARAMETER

: UNt\ll:...

I

I I

i

I

0,60 ALS!

I

1-I

i

0.80

I

d 0,020 0,050 0,075 0,10 à 0,20 1,00 ~---t0-. -17---11---T--c-l· r-.-,"-.

-,,-Strategie voor dijkherstel in het geval van meerdere dijkdoorbraken.

INLEIDING

Bij het opstellen van een plan om de doorgebroken dijken rond een geÏnundeerde polder te herstellen, is het van belang om een over-zicht te hebben van - onder andere - de waterloopkundige toestand. Het samenstellen van dit overzicht dient bij voorkeur systematisch te geschieden, d.w.z. dat de dijkdoorbraken en de geÏnundeerde ge-bieden geÏnventariseerd worden volgens waterloopkundige en geotech-nische karakteristieken zoals kombergingsoppervlakte van het geÏnun-deerde gebied voor diverse getijfasen, het getijvermogen van de stroomgaten, de hydraulische weerstand van de polder, de gesteld-heid van het terrein aan de oppervlakte en van diepere lagen. Naast deze aspekten moet natuurlijk ook zo snel mogelijk een over-zicht komen van de bedreigde woonkernen, verbindingen e.d.

Het getijvermogen (of eb- en vloedvermogen afzonderlijk) en de kom-bergingsoppervlakte geven een aanwijzing voor de ernst van de be-dreiging voor het geÏnundeerde gebied. Het vloedvolume wordt in de polder geborgen en manifesteert zich als een waterstand: de inunda-tiediepte. Deze is een belangrijke maat voor de ernst van de situa-tie. In figuur I is het verband weergegeven tussen de inundatiediepte op diverse Zeeuwse eilanden in Z-1\f Nederland na de stormramp van 1953 en het aantal verdronkenen.

15 vE. te Mo 1-li<.E.JJE./J (o/o) FRACTiC.

1

10 1oo% = 1835' 5 0

I

/

-

L/

0 2 ÏNLII.JDATiE.~iEPï'E (m-.) ---~

Fig. I Aantal verdronkenen als funktie van de inundatiediepte tijdens stormramp 1953, Nederland

De inundatiediepte is enerzijds het gevolg van de hoogteligging van het maaiveld en anderzijds de hoogte van de waterstand buiten de polder (zee, rivier of zeearm). Is de inundatiediepte groot, dan zal het water met minder weerstand de polder in- en uitstromen dan in het geval van een kleine inundatiediepte.

Tussen genoemde waterloopkundige faktoren bestaan relaties, die m.b.v. de hierna te behandelen w·iskundige formuleringen beschreven kunnen wor-den.

De waterbeweging

De wiskundige formulering van de betrekking tussen de genoemde elementen geeft het inzicht met behulp waarvan op een systematische manier de in-ventarisatie van het geÏnundeerde gebied gemaakt kan worden. Berekeningen m.b.v. deze formuleringen, vergelijkingen, zonodig aangevuld met

model-onderzoek Zl]n een noodzaak voor de uitvoering van de herstelwerkzaam-heden.

De waterbeweging in het geinundeerde gebied is tweedimensionaal. Het opstellen en oplossen van de vergelijkingen vraagt ondanks het beschik-baar zijn van computers nog veel tijd voor de rekenschematisaties, de

ijkingen, het rekenen en de interpretatie. Men rekent daarom bij voor-keur alsof de waterbeweging ééndimensionaal is, terwijl belangrijke

tweedimensionale effekten wel in rekening gebracht kunnen worden. In het algemeen zal deze werkwijze acceptabel zijn, omdat de water-beweging in het geinundeerde gebied door erosiegeulen of bestaande

wa-terlopen in de polder plaatsvindt en dus een eendimensionaal karakter heeft. In de geinundeerde gebieden naast de geulen zijn de stroomsnel-heden véél geringer; deze gebieden hebben slechts een bergende funktie. De ééndimensionale waterbeweging kan beschreven worden met de continui-teitsvergelijking en de bewegingsvergelijking: continuiteitsvergelijking:

?Q

= B o(h+a)

ox

at

waarin:

Q

x B h

totale debiet door dwarsprofiel (posi-tief in ebrichting)

afstand (positief in vloedrichting) bergende breedte

waterstand boven (horizontaal) referen-tievlak

a = maaiveldhoogte beneden het referentievlak t tijd bewegingsvergelijking o(h+a)= OX b(li+a)g oQ_

at

waarin: b h

c

stroomvoerende breedte

gemiddelde waterstand in beschouwde plaats-en tijdvak

Chezy-coëfficiënt

De eerste term wordt de verhangterm genoemd, de tweede de traagheidsterm, de derde de wrijvingsterm.

De vergelijkingen worden m.b.v. een eindige differentiatiemethode opge-lost, waarbij het geinundeerde gebied geschematiseerd wordt tot een aan-tal vakken. Bij de bepaling van de schematisatie en de vakindeling wordt rekening gehouden met de verschillen in de waterloopkundige karakteris-tieken van het gebied. De traagheidskrachten bepalen met name de water-beweging rond het stroomgat. In het geinundeerde gebied zelf hebben de wrijvingskrachten de overhand. Door de afname van de snelheden in de richting vanaf het stroomgat worden deze wrijvingskrachten steeds minder, waardoor de schematisatie steeds globaler kan worden zonder grote fouten '

te maken. Treden tijdens eb ook nog volkomen overlaatsituaties op, waar grote verliezen optreden, dan vraagt dit verschijnsel ook nog om een af-zonderlijk vak. Een voorbeeld van een vakindeling waar deze faktoren een rol spelen geeft figuur 2.

Is de randvoorwaarde aan het begin van een vakkenreeks bekend, dan kan in de waterstand in een vak en het debiet op een vakgrens berekend worden met: (h+a). l 1 (h+a). + ~=-~----l-1 h(fi+a). 1.g l

-qi-1 l-qi-1 I

· ~x - ~2~2----~3--­ C b (h+a) i- 1

- · - plaats van afsluiting. ___ hoofdvakgrenzen. --- tussenvakgrenzen.

Fig. 2a Schematisatie van de polder Schouwen voor gelijk-berekeningen ten behoeve van de afsluiting van het gat bij Schelphoek. In de figuur is door een ..•. lijn de plaats aangegeven, waar de helft van het totale wrijvingsverval in de stroomrichting be-reikt wordt vanaf het dijkgat tot achter in de polder. Van het dijkgat tot aan de genoemde lijn moest de berekening het uit-voerigst zijn.

• ₂.₀ 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 • 18 vur

Fig. 2b. De resultaten van de getijberekening voor de polder Schouwen volgens de situatie in maart 1953. Het verval tussen de plaats buiten het gat en de plaats direkt binnen het gat wordt door

traagheidskrachten veroorzaakt. Het verval tussen de laatst-genoemde plaats en die op het maaiveld op 1 km van het gat is hoofdzakelijk het gevolg van volkomen overlaten bij eb; dat tussen 1 en 8 km van het gat wordt veroorzaakt door wrijvings-krachten.

Q.

l waarin: L',(h+a) i-1 Qi-1 + B 6t 6x 1 rangnummer vakgrens 6x vaklengte ~t tijdsinterval Fig. 3

Deze oplossingsmethode geeft slechts in principe een mogelijkheid aan. Voor een uitgebreide behandeling van de methoden wordt verwezen naar handboeken (bijv. (litt. 1)) en naar bestaande computerprogramma's die o.a. beschikbaar zijn bij de Rijkswaterstaat, de Technische Hogeschool Delft en het Waterloopkundig Laboratorium te Delft.

Een bijzonder geval dat nog niet in bovengenoemde vergelijkingen ver-werkt is, is de situatie waarbij plotselinge verliezen optreden zoals bij horizontale vernauwingen en overlaatsituatie~Q Slechts de verlie-zen t.g.v. ~vrijving (Chezyfaktor) en traagheid (

8

)

zijn in rekening

gebracht. De randen van de vakindeling worden dan tzó gesitueerd, dat daar deze verliezen m.b.v. contractiefaktoren en overlaatformules in rekening kunnen worden gebracht. Bij de onvolkomen overlaatsituatie is de afvoer gelijk aan Q

=

)J (h+a)bl2g~h, waarin ~h =verschil in

water-stand boven- en benedenstrooms van de overlaat, )J

=

afvoercoëfficiënt.

Bij de onvolkomen overlaatsituaties is de afvoer niet langer meer af-hankelijk van de benedenwaterstand, maar slechts van de wate2diepte boven de overlaat. De afvoer is dan gelijk aan Q = m(h+a).bl- g(H+a), waarbij H = energiehoogte t.o.v. referentieniveau. Nu wordt Je letter m voor afvoercoëfficiënt gebruikt omdat bij de afleiding andere ver-waarlozingen zijn gedaan dan in het geval van de onvolkomen overlaat. Doorgaans heeft m de waarde 1. Hierbij is nog geen rekening gehouden met een eventuele horizontale contractie.

Het verschijnsel van de volkomen overlaat is bijzonder belangrijk, zo-wel voor de schematisatie van de waterbeweging in het geÏnundeerde ge-bied, maar vooral ook als mogelijkheid om tijdens het dichten van stroomgaten de stroomsnelheden tot een maximum te beperken.

De situatie van de volkomen overlaat kan ook gevaarlijk zijn. Treedt er een duikende straal op, dan wordt de bodem direkt benedenstrooms van de vernauwing zwaar aangevallen. Duikt de overstortende straal niet, dan zijn de stroomsnelheden aan de bodem veel geringer en treedt een eventuele bodemerosie veel verder - op minder gevaarlijke plaatsen op. Het al of niet duiken van de straal wordt bepaald door het type water-sprong dat optreedt. Een kental hiervoor is het Fraudegetal Fr=V/ g(h+a), waarin V = snelheid van het schietende water op de rand van de overlaat, h+a = waterdiepte op de rand. Voor een Fraudegetal van ca. 1,5 treedt slechts een zwakke watersprong op, terwijl bij een Fraudegetal van ca. 10 een bijzonder sterke watersprong optreedt.

Daarnaast speelt de verhouding tussen de waterdiepte - en in iets mindere mate ook de maaiveldhoogte - op de overlaat en direkt benedenstrooms daar-van, een rol.

Fig. 4 geeft een voorbeeld van de relatie tussen deze grootheden en het type watersprong dat optreedt.

h,

(A)

golvende watersprong Fr ::: I ,5

sterke watersprong met duikende straal Fr "' 10 14

1

13 12

h%,

11 10 9 8 7 6 5 4. 3 2 0 . I 2 3 4 5

Fig. 4 Verschillende typen watersprong

6 7 8 9 10 11 12

V

fr::::..y k'

Verzameling van gegevens

Het zal nu duidelijk zijn over welke waterloopkundige informatie men dient te beschikken om een enigszins betrouwbare voorspelling omtrent het gedrag van de waterbeweging te kunnen maken:

Q

= debiet door het stroomgat, beginrandvoorwaarde

0

h

a b,B=

c

ningen; met de grootte van het stroomgat en het tractie) bepalend voor de eraderende werking waterhoogte t.o.v. referentievlak

hoogte van maaiveld t.o.v. het referentievlak stroom-, resp. bergende breedte

Chezy-coëfficiënt

voor de vakbereke-stroombeeld

(con-Het vermogen van de stroomsnelheid om inderdaad ontgrondingen en erosie-geulen te doen ontstaan, hangt zeer af van de bodemgesteldheid. Er zijn gevallen bekend waarbij een relatief dunne kleilaag op het maaiveld ge-durende een maand weerstand bood, maar toen deze laag dan toch wegge-erodeerd was, ontstond er binnen enkele dagen e~n stroomgat met een diepte van ca. 20 m beneden maaiveld.

In de praktijk zal men dan ook moeite doen om de erosiebestendige klei-lagen te behouden of door de kleilaag te beschermen met bodembescherming of door de snelheden te verlagen door het stroomgat te verbreden (mits de kleilaag overal aanwezig is).

Informatie over de erosiebestendigheid dient dus beschikbaar te zijn. Uiteraard zullen reeds vóórdat een overstroming optreedt, de gegevens verzameld moeten worden omdat èn de tijd èn wellicht de mankracht etc. ontbreken, terwijl de lokaties nauwelijks voor grondonderzoek begaanbaar zullen zijn.

Alle bovengenoemde faktoren dienen door meting in het betreffende gebied bepaald te worden. Het debiet door het stroomgat kan ook berekend worden met bijvoorbeeld de onvolkomen overlaatformule

Q

=

~A /2 g ~h; waarbij ~h dan weer uit peilschaalwaarnemingen bepaald moet worden, ~ geschat moet worden m.b.v. bekende gegevens uit de literatuur (bijv. (2)) of geijkt d.m.v. debietmetingen, en A (doorstroomprofiel) gepeild moet worden. De hoogte van het maaiveld (a) moet m.b.v. topografische kaarten bepaald worden die uiteraard reeds vóór een overstromingsramp samengesteld moeten

zijn. Hetzelfde geldt voor de stroomvoerende en bergende breedte, die af-geleid kunnen worden uit de hoogteligging van het terrein, aangevuld met waterstandsmetingen tijdens de inundatie. De stromen zullen zich vaak

concentreren in bestaande waterlopen en erosiegeulen die ontstaan. Met name in de beginperiode zullen in het systeem grotere veranderingen ontstaan; actuele informatie over deze veranderingen verzameld m.b.v. luchtfoto's of wellicht ook beelden van andere remote sensing technieken is onontbeerlijk.

De Chezy-faktor is doorgaans de sluitpost van ijkingen van de berekeningen. Voor de bestaande situatie meet men in het gebied de waterstanden en de-bieten. Vanwege de grote ruwheid van het geÏnundeerde terrein heeft de Chezy-faktor een zeer lage waarde, bijv. 30 (m!.s-1) i.p.v. 60 (mz.s-1), een waarde die voor een rivier kan gelden.

Een eerste ijking kan verricht worden door de waterstanden in het geÏn-undeerde gebied te meten tijdens de kentering (z.g. kentervlakken). Het volume tussen de kentervlakken omgrensd door randen van het gebied geeft het eb- resp. vloedvolume (of eb- resp. vloedvermogen).

De ,.;ra terbeweging bui ten het geÏnundeerde gebied is ook van belang voor het opstellen van een sluitingsstrategie. Dit geldt met name voor estuaria

I

,,

waarop een getijbeweging voorkomt. Fig. 5 geeft een schematische weer-gave van een veel voorkomende situatie in een estuarium.

Fig. 5

De getijgolf trekt - in dit geval - van zuid naar noord langs de kust, d.w.z. voor zeearm A is het eerder hoogwater dan voor zeearm B. Het getij dringt de zeearm binnen, waarbij door de geschetste trechterwer-king de getijamplitude landinwaarts zal toenemen, wellicht ook nog ver-groot t.g.v. interferentie met de getijgolf die tegen het eind van de zeearm gereflecteerd wordt.

In de volgende paragraaf zullen enkele gevallen die onderscheiden kun-nen worden met betrekking tot dit verschijnsel en de plaats van de dijk-breuken worden toegelicht.

Sluitingsstrategieën voor diverse mogelijke situaties van dijkdoorbraken

.

.

..

'· }1\.. . . . ' .' ...

_.K'.J ~ ~ o I ~ t o

..

...

~~·.:._:.:-··

~.

·.

·::

..

:

.

. . .

.

I I • , I o : o 0 I o

...

: ·rb·

.

_.

.

_..

' • '

..

:}

~:

...

·

·:

•'

:·

·~Y;"._. ~

+r

~~

....

R1t:< ;. ·

·>.

"f.·:· .. · .

_{. .}

.

. . :.

·.·

.

.1l

m

Fig. 6 geeft een overzicht van situaties die zich voor kunnen doen. Uiteraard zijn combinaties van de gevallen ook mogelijk.

Voor de geschetste mogelijkheden moet nog worden bepaald wat de maai-veldhoogte achter de dijkbreuk is. De boven genoemde vergelijkingen leerden immers dat de maaiveldhoogte belangrijk is zowel voor de wrij-vingsverliezen als de verliezen voor de volkomen overlaatsituatie. Bij

een hoog maaiveld zijn de verliezen groot en is dus de waterbeweging door het stroomgat geringer. Bovendien is dan de inundatiediepte klein, hetgeen een maat is voor de ernst van de situatie (zie fig. 1) en dus mede de prioriteiten voor de herstelwerkzaamheden kan bepalen.

De oudere polders zullen doorgaans lager liggen dan de nieuwere van-wege de jarenlange bemaling die klink van de grond veroorzaakt. Direkt achter de duinen zullen de polders wat hoger liggen dan meer landinwaarts. Ver landinwaarts zullen ondanks het feit dat de polders i.h.a. wat ouder zijn, de gebieden wat hoger liggen vanwege het feit, dat ten tijde van aanleg het maaiveld reeds hoger was.

Geval Ia en b geven het algemene beeld van slechts één dijkbreuk in de buurt van de monding van het estuarium. Het maaiveld zal niet ver bene-den de gemiddelde zeespiegel liggen, zodat alleen bij hogere waterstan-den het gebied overspoeld zal worwaterstan-den. In dit geval zal de strategie in-houden dat bij laagwater op het maaiveld een kade opgeworpen wordt, waardoor reeds snel een volkomen overlaatsituatie ontstaat en de snel-heden en dus het getijvermogen en de inundatiediepte beperkt worden. Geval Ie geeft het beeld van een meer landinwaarts gelegen dijkbreuk. Het maaiveld zal hier lager zijn en het tijverschil groter dan in geval Ia, b. Het sluiten van het stroomgat zal daardoor meer inspanning vragen. Wellicht verdient het aanbeveling om eerst beschadigde waterscheidingen in het geÏnundeerde gebied te herstellen of speciaal aan te leggen, ten-einde het kombergend oppervlak en daarmee de debieten door het stroomgat te verkleinen. Deze waterscheidingen zijn doorgaans in de polders aanwe-zig als oude zeedijken of verlande kreken (omgekeerd reliëf) of speciaal daartoe aangelegde delingsdijken. Doordat deze dijken "nooit" als water-keringen dienst doen laat het onderhoud wel eens wat te wensen over, waardoor als inderdaad water tegen deze dijk staat, de kans groot is, dat schade optreedt.

Het herstel van deze dijken is niet alleen uit waterloopkundig oogpunt aantrekkelijk (verkleining komberging) maar ook vanwege het feit dat hiermee belangrijke verbindingswegen die vaak op deze verhogingen gesi-tueerd zijn, hersteld kunnen worden.

Geval II is een combinatie van Ia en Ie, Afhankelijk van de hoogteligging van het terrein, de hoogte en de faseverschuivingen van de waterstanden in de zeearm, de aanwezigheid van delingsdijken e.d., wordt het vermogen van beide stroomgaten bepaald. Doorgaans zal het meer naar binnen gelegen gat groter zijn (zie geval Ie) of wanneer nog geen evenwichtssituatie be-reikt is, groter willen worden. Om waterloopkundige redenen zou het slui-ten van dit stroomgat dan prioriteit verdienen. Andere aspekslui-ten, zoals bereikbaarheid, beschikbaarheid van personeel, materieel en materiaal, of herstel van verbindingen in de polder of delingsdijken t.b.v. verkleining kombergingsoppervlak, kunnen aanleiding geven tot een andere prioriteit-stelling.

In geval III trekt de vloed eerder door het zuidelijke stroomgat dan door het noordelijke. Het vloedwater dat door het zuidelijke stroomgat de pol-der instroomt trekt als ebwater door het noordelijke stroomgat weer naar zee. Het ebvolume is daardoor in het noordelijke stroomgat veel groter

dan het vloedvolume. Fig. 7 geeft de situatie voor de eb- en vloedvermo-gens weer zoals die zich op het eiland Walcheren in Zuid-West Nederland in 1945 voordeed. In dit geval lag er bovendien van west naar oost een hoge rug door het gebied, die overstroomd werd bij vloed (vanuit het zuiden). Bij eb verhinderde deze rug het afstromen naar het zuidelijke stroomgat, zodat naast de fase verschuiving van de zeestanden, voor beide stroomgaten dit effekt een verhoging van het ebvolume van het noordelijke sluitgat veroorzaakte.

OV'E.RST~tooMD :

mJ

LA6ER 1>AtJ IJ.A.P.

r=J

HoGE~ DA)..) t-).A.I"'.

tvie.-r C\/ER'ST!'<ootvrD:

1\11\\1\\\\1

...

'Di ST 40 10 1,!---. 12~---'TI:l;__----'tl4.c___l~_l6 MAART 1945 30 - -

l- /

TOTAAL

I

_{DE tiOLLE}

~r

VEERE WESTKAPELLE WESTKAPELLE

~l

DE NOLLE. VEERE ~0-- / -- --- ---<'IÈ 10 ~ / _[ / - : -:::::.. --·-· . -.. -· ...02

"""""~~y/

--- ---- ·---· r-··--z 0 .. ..

~t=---·

..

--=:=:.::: :._::.::·_ -· ··- ··---- --- -··-~ 10 - ; : - · - - - . : : ; : --- --- ---~ "-...:'-... ·---~----... ~ i ~ -> 20+--~--t-~'-+--4--t--~ TOTAAL

~

30 '---~---t----+"'~::::t=::!