Mosselopslag- en verwaterplaats bij de Oosterscheldedam: Onderzoek zoutgehalte ingelaten zeewater

BEROOKT Blh

i 7 X

Bijvoegsel bij rapport M-123^

Moseelopslag en -verwaterplaats bij de Oosterscheldedam, Onderzoek zoutgehalte ingelaten zeewater.

Rapport M-123^ beschrijft het modelonderzoek naar de invloed van aoetwaterlozingen uit de (afgesloten) Oosterschelde en het

Veeree Meer op het zoutgehalte van het water in een kunstmatige moeselverwaterplaats achter de Oosterecheldedam.

De proeven werden uitgevoerd in het getijmodel M-1000. Dit model werd gebouwd t.b.v. de afsluiting van de Oosterschelde, hetgeen andere eisen aan het model stelt dan het hier beschreven onderzoek. De bezwaren van het gebruik van M-1000 voor dit onderzoek zijn: " Waterstanden; Door het afsluiten van de Oosterechelde veranderen

de waterstanden in het zeegebied enigszins.

T.p«v. de rand van M-1000 zijn deze veranderingen gering; t.p.v, de dam zijn de waterstanden, mede als gevolg van de wateretandsregeling in het

model, niet geheel juist (zie bijv. fig. 12 en 1j3). - Stromingen: De stroming in het zeegebied van het model is

nooit geijkt. De rand wordt zo Ingesteld dat de stroming t.p.v. het damtracé en in het bekken

goed is. Bovendien is de invloed van de afsluiting op de stroming onbekend.

" ffetijduur: In het model wordt een getijperiode van oa 25 uur (1 meetgetlj en 1 tussengetij) opgelegd, die

steeds herhaald wordt. Reststromen worden dan niet gereproduceerd. De invloed hiervan is niet bekend. " Wipd.tu In het model kan de windlnvloed niet

gereprodu-ceerd worden. Deze is rekenkundig gesuperponeerd op de meetresultaten, (hfdst, h)

- Lozingen vooraf: Zoetwaterlozingen elders (Haringvliet, Nieuwe

Waterweg, Westerschelde) kunnen niet in het model gereproduceerd worden. In nota W-73»185 van de

Waterloopkundige Afdeling wordt dese invloed behan-deld.

De konklusies op bla, 2 moeten dan ook tegen de achtergrond van bovengenoemde beperkingen gezien worden.

Waaneer :de plannen' voor een kunstmatige mosselverwaterplaats in . .#6» afgesloten, zoete Ooster@chel.de in de toekomst vastere vormen • t t ' & r m e m e m , v e r d i e n t h e t a a n b e v e l i n g : .-••••

» ia te -gaan of ünderszüsk* als hier beschreven*' uitgevoerd kan • den in ten 3-<üw®n.aionaal mathematisch model, waarin dichtte : stroffitsïi en wind gereproduceerd kunnen worden»

«i Indtea • dit niet stage lijk is 5 het onderzoek te: herhalen in M« • en daarbij hef stroombeeld in het zeegebied in" te regelen op • basis van gedetailleerde 2-dimensionale getijberekertingen» '-• Het' ondersoek té verï-ichteö. voor getijperiocië». van meer dan

'•'25 wil*» . • • .

•« Npta W-73»'185 uit te breiden snet recentere 'gegeveas*

•••-..' . . . . . Dt.n H a a g 2't « e i ; 1 9 7 5 1

• - : , - • . • . i 1 ' l ' * • . ' • . w s j ' ^ i ' • tsi t > * ' '1*i J iï • ' . • • . " • • • • ' » - # • . ' , • ; . ' : • • • , ••. i-r.s'i?

fp

Overzicht van het model tijdens monsfername aan het wateroppervlak ïn hef zeegebied. De monsters werden gelijktijdig met de hand genomen ïn een 32-taf punten, zodat weer het ouderwetse beeld ontstond van de mens als opnemer op het model. Op de; voorgrond de geschematiseerde op de Mïddelplaa!' gepland*:; mosselopsiag en -verwaterpfaats

rijkswaterstaat - deltadienst

milieu en inrichting

bibliotheek en documentatie

INHOUD postbus 5 b 3 a

4330 Qpf Middelburg

blz.

1 Inleiding 1

.,1 Opdracht 1

1.2 Conclusies 2

2 Onderzoek in getijmodet 3

2.1 Opzet en uitvoering modelonderzoek 3

2.2 Hulpmiddelen 5

2.3 Resultaten 6

2.4 Interpretatie resultaten 9

3 Invloed diepteligging van het inlaatwerk op de concentratie van het

ingelaten water. 11

3.1 Beschouwingen op grond van eerder uitgevoerd onderzoek 11

3.2 Onderzoek in getijmodel van de Oosterschelde 12

4 Invloed van wind op de resultaten 13

4.1 Algemeen 13

4.2 Windinvloed op een gelaagd systeem 13

4.3 Uitgangspunten voor de berekening 15

4.4 Berekening 17

4.5 Interpretatie uitkomsten berekening 19

TABELLEN

1 Overzicht van de uitgevoerde proeven

2 Dikte bovenlaag h, bif inlaatwerk Roggenplaat voor windsnelheid v = 10 rr/s

3 Kwaliteit ingelaten water C. bij inlaatwerk Roggenplaat voor windsnelheid

v = 10 m/s

4 Opladingstifd nodig om tot evenwichtssituatie met C te kunnen komen

(getij van 07.10.71, geforceerd spuien)

5 Invloed wind op kwaliteit ingelaten water bij inlaatwerk Roggenplaat als gevolg

van lozingen dichtbij (C^

=

5 / o )

6 Invloed wind op kwaliteit ingelaten water bij inlaatwerk Roggenplaat als gevolg

van lozingen dichtbij (C

2

= 10 % )

FIGUREN

1

2

3

4

5

6

7,8

9 ...

12 ...

15 ...

20

21 ...

28 ...

35

11

14

19

27

34

Overzicht probleemgebied

Overzicht meetpunten

Dwarsdoorsneden inlaatwerken

Outillage lozing alcohol-watermengsel

Relatie saliniteït - dichtheid als functie van temperatuur

Relatie dichtheid - concentratie zoet water voor verschillende temperatuur

Debieten spufsluizen

Debieten inlaatwerk

Waterstanden

Concentratie zoet water op het bekken nabij het inlaatwerk

T2, zoet-waterdebieten inlaatwerk

T2, concentratieverdelingen aan weerszijden van het inlaatwerk

T2, lijnen van gelijke concentraties zoet-water nabij het wateroppervalk

Invloed diepteligging inlaatwerk op concentratie ingelaten water;,

beschouwde gevallen

36 . . . 38 Percentage ingelaten water afkomstig uit bovenlaag als functie van

dikte bovenlaag en intern Froudegetal

39 Percentage ingelaten water afkomstig uit bovenlaag als functie van

intern Froudegetal» hi - 1,5 m

40 Invloed van inlaatsnelheid en situatie inlaatwerk op percentage

ingelaten water uit verzoete bovenlaag, Ap

=

4 kg/m

41 Definities windinvloed

42 invloed menglaag op dikte bovenlaag

43 . . . 51 Invloed van wind, menging en menglaag op kwaliteit ingelaten water

bij diep gelegen inlaatwerk Roggenplaat

SYMBOLEN

dimensie A "diepte" van de zoetwatervang m B afstand waarover opwaaiing plaats heeft m C maximum zoetwater-concentratie ingelaten water / o

in,max 0

C achtergronds verhoging van het zoetwatergehal te / o C, zoetwater-concentratie in bovenlaag / o C2 zoetwater-concentratie in menglaag / o D hoogte inlaatwerk (inwendig) m F. intern Froudegetal JJF netto doorstroomopening rn I grensvlakverhang y I waterspiegel verhang w

K. verhangkracht op watermassa per eenheid van breedte N/m K wrijvingskracht op waterspiegel per eenheid van breedte N/m Q debiet m / s Q~ . gemiddeld spuidebiet m / u u r S mengfaktor, salinïteit

V inhoud zoetwatervang rn g versnelling van de zwaartekracht m/s h waterdiepte m h afstand grensvlak tot onderzijde inlaatwerk m h +s' gemiddelde waterdiepte ter plaatse van inlaatwerk m h, dikte bovenlaag m r»2 d i k t e menglaag m k wrifvingscoëfficiënt lucht - water

s verval waterspiegel van x = B tot x (x < B) m t t i j d , opladingstijd uur u stroomsnelheid m/s v windsnelheid m/s x afstand m z afstand onderzijde inlaatwerk tot bodem m

p dichtheid kg/m p dichtheid lucht kg/m A p dichtheidsverschil kg/m A prt dichtheïdsverschll zoetwater - zeewater kg/m

A p j dichtheïdsverschil bovenlaag - onderlaag kg/m Ap2 dichtheidsverschil menglaag - onderlaag kg/m^

MOSSELOPSLAG EN -VERWATERPLAATS BIJ DE OOSTERSCHELDEDAM ONDERZOEK ZOUTGEHALTE INGELATEN ZEEWATER

1 Inleiding

1.1 Opdracht

In opdracht van B en W van de gemeente Reimerswaal heeft de Grontmij N . V . een onderzoek verricht naar de mogelijkheden van een mosselopslag en -verwa-terplaats in Zeeland aan de binnenzijde van een volledig gesloten Oosterschel-dedam. De resultaten van dit onderzoek zijn neergelegd in een rapport, dat in april 1973 is verschenen [ l ] . Uit het rapport bleek, dat de mogelijkheid tot het maken van bedoelde mossel opslag en -verwaterplaats in voldoende mate aan-wezig is om een nader onderzoek te rechtvaardigen. De Deltadienst van de Rijkswaterstaat heeft de Grontmij N . V , opdracht gegeven tot een nader onder-zoek, dat is uitgevoerd in samenwerking met de Deltadienst van de Rijkswater-staat, het Rijksinstituut voor Visserij-onderzoek (RIVO) en het Waterloopkundig

Laboratorium. Het onderzoek is gestart in juni 1973 en werd in december van hetzelfde jaar met een rapport van de Grontmij afgesloten [ 2 ] .

De mogelijkheid van een mosselopslag en -verwaterplaats aan de binnenzijde van de Oosterscheldedam is ondermeer afhankelijk van het zoutgehalte van het inge-laten water. Door lozingen van zoet of brak water veraf (Haringvliet, spuisluis Brouwersdam en Westerschelde) en met name door lozingen dichtbij (spuisluis

Veerse Gatdam en spuisluis Noordland) zou de kans bestaan, dat het in de mossel-verwaterplaats ingelaten water te zoet is.

De invloed van de lozingen dichtbij is door het Waterloopkundig Laboratorium onderzocht en wordt in dit verslag gerapporteerd.

Naast het hier gerapporteerde onderzoek heeft het Waterloopkundig Laboratorium bovendien bijgedragen in het onderzoek met betrekking tot de inrichting van de mosselopslag en -verwaterplaats wat betreft de waterverversing (aanvoer van zuur-stof) en de afmetingen van het bezinkbassln.

Het in dit verslag vermelde onderzoek bestaat uit twee delen, te weten: een onderzoek in het getijmodel van de Oosterschelde voor omstandigheden zonder wind en een beschouwing over de invloed van wind op de resultaten van het modelonderzoek.

Het modelonderzoek is uitgevoerd door ing. G . Hartsuiker en i r . N . J . van W i j n -gaarden. De beschouwing van de windinvloed is van de hand van i r . W . D . Eysink Het verslag is samengesteld door i r . N . J . van Wijngaarden.

-2-1.2 Conclusies

Uit het modelonderzoek b l i j k t , dat, gelet op de lozingen van zoet water door de spuisluis Veerse Gatdam en door de spuisluis Noordland op het zeegebied voor de mond van de Oosterschelde, bi j windstil weer een lokatie van een mosselopslag en -verwaterplaats op de Middelplaat juist niet voldoet en op de Roggenplaat ruimschoots (zie de figuren 15 tot en met 19),

Een en ander is mede afhankelijk van de vorm en de afmetingen van het inlaatwerk

van de mossel verwaterplaats, omdat de totale hoeveelheid Ingelaten zoet water

afneemt, wanneer (zie figuur 4 0 ) :

- de maximum inlaatsnelheid wordt gereduceerd - de bodem voor het inlaatwerk wordt verdiept - de inlaatopening dieper wordt gelegd.

Berekeningen hebben aangetoond, dat bij aanwezigheid van wind en bij de gedane veronderstellingen ook b i j de lokatie Roggenplaat ontoelaatbare concen-traties zoet water kunnen optreden. Deze concenconcen-traties kunnen pas na lange tijd met ongunstige weersomstandigheden optreden en zullen van korte duur z i j n . De situatie wordt gunstiger als In plaats van geforceerd, normaal wordt gespuid (tabel 5 en 6).

De Invloed van de lozingen veraf (Haringvliet, spuisluis Brouwersdam en Wester-schelde) kan voor zover aanwezig bif de beschouwde windrichting in rekening worden gebracht door de achtergrondsverhoging van het zoetwatergehalte (CJ bij de in de tabellen 5 en ó gegeven waarden voor C-n m Q x op te tellen.

3

-2 Onderzoek in qetijmodel

2.1 Opzet en uitvoering modelonderzoek

Het onderzoek is uitgevoerd in het getijmodel van de Oosterschelde. Dit model is gebouwd ten behoeven van het onderzoek naar de afsluiting van de Ooster-schelde. Ëen beschrijving van het model wordt gegeven in het WL-verslag:

Ml 000, Ml 001 - Deel I [ 3 ] .

De zeerarid van het model (figuur 1) is zodanig gekozen, dat deze gunstig is gesitueerd ten opzichte van het stroombeeld, zoals dat optreedt bij een open of g e -deeltelijk gesloten Oosterschelde. Voor een geheel gesloten Oosterschelde, waar-van in het onderhavige onderzoek sprake is, verandert het stroombeetd ingrijpend. Voor dit geval is de zeerand niet ideaal gesitueerd, maar acceptabel. De afstand van de zeerand tot de Oosterscheidedam is groot genoeg om ook bij ver gevorder-de afsluiting van gevorder-de Oosterschelgevorder-de gevorder-de randvoorwaargevorder-den te kunnen gebruiken, die gelden voor geheel open Oosterschelde (het model wordt op waterstanden gere-geld). Een twee-dimensionale getij berekening uitgevoerd door Rijkswaterstaat (Rand-Deltamodel) en een twee-dfmensionale geti[berekening uitgevoerd door het Waterloopkundig Laboratorium voor respektievelljk een doodtij en een spring-tij geven vertrouwen in de veronderstelling, dat ook voor een geheel gesloten Oosterschelde de ïnstelgetijden voor een open Oosterschelde kunnen worden ge-bruikt.

Het getij model heeft een vaste bodem, die is gebaseerd op de peilingen van 1967. Aangenomen werd, dat na de afsluiting van de Oosterschelde in 1978 de bodem-veranderingen in het zeegebied als gevolg van het veranderde stroombeeld lang-zaam verlopen. Deze aanname wordt gesteund door de ervaringen met de tot op heden uitgevoerde afsluitingen in het Deltagebied. Voor het onderzoek is der-halve de bodemligging van 1967 aangehouden.

Het getijmodel van de Oosterschelde heeft samengetrokken schalen (horizontale schaal 1 :400, vertikale schaal 1 :100). Hierdoor wordt de uitstroming door de spuisluizen niet geheel juist weergegeven: er treedt initieel een iets te snelle verspreiding van het zoete water op. De invloed van deze afwijking in het model op de resultaten is naar verwachting gering, omdat de resultaten voornamelijk worden bepaald door

-4-de accumulatie van zoet water (in -4-de vorm van brak water) in het zeegebied voor de Oosterscheldedam. Een belangrijke voorwaarde waaraan in het model moet worden voldaan is, dat voldoende lang moet worden gestroomd om evenwicht te bereiken tussen de zoetwateraanvoer in het zeegebied via de spuisluizen en de zoetwater-afvoer uit het zeegebied via de regelrand van het model.

Omdat in het getijmodel het instelgetïj (waterstandsverloop ter plaatse van de zeerand) cyclisch is gemaakt, zal de reststroom niet juist worden weergegeven. De invloed van de wind wordt echter ook niet in het model nagebootst. De fout in de reststroom is ondergeschikt aan de fout door het niet inbrengen van de windinvloed.

Nabootsing van wind in het getijmodel is in principe mogelijk door het hele zeegebied (1800 m ) af re dekken en door tussen wateroppervlak en afdekking een

luchtstroom in te voeren. De afstand tussen het wateroppervlak en de afdekking mag niet te gering z i j n , waardoor de benodigde luchtstroom groot zal z i j n . Het meten zal

extra moeilijkheden opleveren, terwijl kabelgoten, Coriolis-tollen e . d . het wind-veld ernstig kunnen verstoren. De voorbereiding voor een dergelijk onderzoek zou te tijdrovend zijn en de verkregen informatie van beperkte nauwkeurigheid. Gezien de beschikbare tijd is volstaan met een theoretische beschouwing van de windin-vloed op de verkregen modelresultaten (zie hoofdstuk 4).

Er zijn twee lokaties voor een mossel verwaterplaats onderzocht, te weten de lokatie Middeiplaat en de lokatie Roggenplaat (zie de figuren 1 en 2).

De mossel verwaterplaats staat via een inlaatwerk door de Oosterscheldedam dïrekt tn verbinding met de zee. Voor de oppervlakte (komberging) van de mossel verwater-plaats is (in navolging van het daarover in het rapport van de Grontmij gestelde) 250 ha aangehouden. De vorm is aangegeven op de figuren 1 en 2 , maar is voor het onderhavige onderzoek niet essentieel. Het inlaatwerk is zodanig gedimensioneerd, dat het getijverschM op het bekken slechts weinig kleiner is, dan het getijverschil op zee. De dwarsdoorsneden over de inlaatwerken worden gegeven in figuur 3.

Met betrekking tot de lozingen wordt onderscheid gemaakt tussen geforceerd en normaal lozen. Geforceerd lozen komt gedurende een lange periode gemiddeld ongeveer één maal in de tien jaar voor. Het debiet bij normaal lozen is ge-middeld de helft van dat b i j geforceerd lozen. De spuisluizen moeten zodanig

-5-worden gedimensioneerd, dat bij gemiddeld getij 320 m / s gemiddeld per etmaal

o

wordt geloosd bif Noordland en 140 m / s gemiddeld per etmaal bif de Veerse Gatdam. Deze debieten gelden voor de geforceerde lozing.

Voor het dïchrheldsverschil tussen bet zoete spui water en het zoute zeewater is 25 kg/m aangehouden.

In verband met de gebruikte meetmethode wordt in het vervolg niet gesproken van het zoutgehalte, maar van het percentage zoet van het ingelaten zeewater.

Op de volgende plaatsen is het percentage zoet water gemeten:

- aan de zeezijde van het inlaatwerk continu in een aantal punten van de ver-tikaal beneden LW.

- aan de bekkenzijde van het Inlaatwerk continu In een enkel punt dfrekt achter het inlaatwerk

- in het zeegebied voor de Oosterscheldedam in een 32-tal punten aan het water-oppervlak tijdens het laatste meetgetif om de 2 uur (prototype).

2.2 Hulpmiddelen

Voor een juiste reproduktie van de verspreiding van het zoete spuiwater In het zoute zeewater is het noodzakelijk, dat het geloosde en het ontvangende water

van verschillende dichtheid zijn (dichtheidsverschil 25 kg/m ). Daar het g e t i j -model op hetzelfde waterreservoir is aangesloten als het deraïi-model van de sluit-gaten (M 1001) en het onderzoek in dit model normaal moest kunnen voortgaan, was het niet mogelijk voor het zeegebied gebruik te maken van zout water. Om toch het gewenste dichtheidsverschil te bereiken is het geloosde "zoete" water door toevoeging van gedenatureerde alcohol soortelijk lichter gemaakt. Teneinde het verspreidingsgebied van het geloosde water te kunnen vaststellen is het gemerkt met geringe doseringen Rhodamine-B en keukenzout.

Figuur 4 geeft een overzicht van de voor de lozing van het alcohol-watermengsel gebruikte outillage. De in vaten aangevoerde alcohol wordt met behulp van een explosievrf je vatenpomp fn een hoog opgesteld mengvaf van ca. 2,5 m gepompt. Aan het aldus gevormde mengsel {bestaande uit 21 ° / ° gedenatureerde alcohol en 79 °/o water) wordt per liter 2,5 gram keukenzout en 1 x 10~ gram Rhoda-mine-B toegevoegd. Het geheel kan na het mengen vrij afstromen In een reser-voir van ca. 14 m . Het alcohol-watermengsel wordt vanuit het reserreser-voir met een klokpomp opgepompt en via een regel bare driewegafsluiter naar beide

-6-lozingspunten gevoerd. De regeling van de afsluiter geschiedt met behulp van een debietmeter, waarmee het debiet naar het model kan worden gemeten. Het signaal van de debietmeter wordt in de getij-installatie vergeleken met het signaal van de ponsband, waarop de spuikromme is geponst. Het verschil tussen berde signalen stuurt de afsluiter zodanig, dat het gevraagde debiet wordt geloosd. Het geregelde debiet is het totale debiet van beide lozingspunten. Ter plaatse van de lozingspunten wordt het debiet gesplitst in een constante verhouding. De spuikromme is gemaakt aan de hand van b i j een proef zonder lozingen ge-meten waterstanden aan de zeezijde van de spuisluizen en de in paragraaf 2.1 genoemde randvoorwaarden voor het spuien.

Registratie van het percentage zoet water vond op twee verschillende manieren plaats.

Aan de zeezijde van het inlaatwerk is met een bezo (bewegende zoutopnemer) gemeten (figuur 2). Dit instrument meet het verloop van de electrische geleid-baarheid van het water over een vertikaal. Deze geleidgeleid-baarheid is een maat voor de plaatselijk in het water aanwezige concentratie van keukenzout. Aan de bekkenzijde van het inlaatwerk is met een continu-fluorimeter gemeten (figuur 2). Dit instrument meet de fluorescentie van het ingelaten water, nadat het in de inlaatkonsrruktie (grotendeels) is gemengd, alsook van het daarna weer geloosde water. De fluorescentie is een maat voor de in het water aan-wezige concentratie van Rhodamine-B met behulp waarvan het zoetwatergehalte kan worden bepaald. In de 32 meetpunten in het zeegebied is het zoetwater-gehalte eveneens met behulp van fluorescentie bepaald. Hier zijn op bepaalde tijdstippen monsters genomen aan het wateroppervlak, die achteraf met behulp van de fluorimeter zijn doorgemeten.

2.3 Resultaten

Er zijn v i j f verschillende proeven uitgevoerd, waarbij de lokatie, de diepte van het inlaatwerk, het getij en het spuidebiet door de spuisluizen zijn gevarieerd. Tabel 1 geeft een overzicht van de gestroomde toestanden. De toestanden Tl en T2 betreffen de lokatie Middelplaat en de toestanden T3 tot en met 15 de lokatie Roggenplaat (figuur 2). Voor de toestanden T3 en 15 is behalve een ondiep gele-gen sluis ook een diep gelegele-gen sluis toegepast tijdens de achtste meetdag

(proto-

-7-type, figuur 3). Het in het model gereproduceerde getij van 07.10.71 is een springtij en het getij van 15.04.70 een doodtij. De toestanden Tl tot en met T4 zifn gestroomd met een geforceerd spuidebtet en toestand T5 met een normaal spuidebiet. In tabel 1 is tevens het dichtheidsverschil aangegeven tussen het

ge-loosde en het ontvangende water. Hierbij moet worden aangetekend, dat het dichtheidsverschil b i j Tl te klein was. Hierdoor zal de verspreiding door dicht-heidsstroming ten opzichte van de werkelijkheid enigszins te gering z i j n , waar-door de gevonden resultaten iets te gunstig kunnen z i j n .

De figuren 7 en 8 geven de debieten door de spuislurzen voor respectievelijk geforceerd en normaal spuien. Het gemiddelde debiet over 25 uur b i j geforceerd spuien is voor het getij van 15.04.70 ongeveer gelijk aan dat voor gemiddeld getij {ontwerpgetij voor de spuisluizen bij geforceerd spuien), hoewel her getij van 15.04.70 een doodtif Is. Dit wordt veroorzaakt door de middenstandsver-hoging van het gemiddeld getij., waarmee de doorstroomopening (|jF) van de spuisluizen is berekend

De figuren 9 tot en met 11 geven per toestand de debieten door het inlaat-werk, zoals deze zijn berekend uit de gemeten waterstanden aan de zee-zijde: en bekkenzifde van het inlaatwerk. Uit de figuren b l i j k t , dat de ge-middelde inlaatdebieten bij het getij van 15.04.70 ongeveer tweederde van die van het getij van 07.10.71 bedragen.

De figuren 12 tot en met 14 geven per toestand de waterstand en aan de zee-zijde en de bekkenzee-zijde van het inlaatwerk.

De figuren 15 tot en met 19 geven de concentratie van het zoete water op het bekken nabij het inlaatwerk. De gegeven concentraties zijn bepaald met behulp van de meetresultaten van de fluorimeter achter het inlaatwerk. Er is onderscheid gemaakt tussen inlaten en uitlaten, waarbij voor het inlaten de maximum per meetdag (prototype) optredende concentratie en de minimum optredende concentratie is gegeven. Elke toestand is 7 meetdagen (prototype) lang voortgezet (de toestanden T3 en T5 zelfs 8 meetdagen in verband met de diep gelegen sluis) behalve toestand T4 (5 meetdagen) vanwege een tekort aan alcohol-watermengsel. De eerste dagen nemen de ingelaten concentraties

8

-sterk toe, (opbouw evenwichtssituatie tn het zeegebied voor de Oosterscheldedam) daarna (na de 5e of 6e dag) slechts weinig meer. De concentraties van het uit-gelaten water zullen eveneens naar een evenwicht toegaan. Dit evenwicht is bereikt, als per getifcyclus gemiddeld evenveel zoet water naar buiten stroomt als er naar binnen gaat. Dit evenwicht wordt echter pas bereikt [ange ti|d nadat zich evenwicht heeft ingesteld in het zeegebied voor het inlaatwerk. Voor elke toestand is een schatting van dit evenwicht gemaakt aan de hand van de gemiddelde ingelaten concentratie, die wordt gevonden door de hoe-veelheid ingelaten zoet water te delen door de totale hoehoe-veelheid ingelaten water (zie ook figuur 20). Deze schatting Is in de figuren 15 tot en met 19 aangegeven met de aanduiding "evenwicht". De fluorimeter heeft, zoals ieder meetinstrument, een beperkte nauwkeurigheid. Controle van de gevonden concentraties is voor het inlaten mogelijk met behulp van de concentratie-verdeling aan de zeezifde van het inlaahverk. De gemeten concentratie aan de bekkenzifde van het inlaatwerk zal ongeveer het gemiddelde van de con-centratieverdeling aan de zeezifde z i j n , rekening houdend met de snelheids-verdeling en aangenomen, dat van selectief aanzuigen geen sprake is. Zo

beschouwd is de overeenkomst redelijk, maar komen hier en daar ook relatief grote afwijkingen voor. Over het algemeen geeft de fluorimeter bij hoge

concen-traties relatief grote waarden en b i j lage concenconcen-traties relatief kleine waarden aan (zie ook de figuren 21 tot en met 27).

De in de figuren 20 tot en met 34 gegeven resultaten betreffen slechts één toestand en zijn bedoeld als een voorbeeld. Voor een interpretatie van de resultaten van het modelonderzoek kan immers worden volstaan met de figuren

15 tot en met 19. Als voorbeeld is gekozen toestand T2, omdat de daarbij gemeten concentraties groot z i j n , waardoor een en ander duidelijk tot uiting komt.

Figuur 20 geeft de debieten zoet water door het inlaatwerk. De ingeschreven waarden geven de totale hoeveelheid i n - en uitgelaten zoet water aan. De indruk bestaat, dat nog geen evenwicht is bereikt (zie ook figuur 16); zeker-heid hierover is niet aanwezig daar een registratie over 25 uur niet beschikbaar is (cyclisch getij).

9

-aan weerszijden van het ïnlaatwerk. Met uitzondering van de tijdstippen

t = 7.30 uur en t = 8.00 uur komt de gemiddelde concentratie aan de

zee-zijde goed overeen met de concentratie aan de bekkenzee-zijde van het

inlaat-werk (na menging In het ïnlaatinlaat-werk is de concentratie constant over de hoogte).

Het betreft hier de resultaten van de 7

e

meetdag (prototype). Het bovenste

deel van de concentratieverdeling aan de zeezijde moest worden geschat.

Hier-bij is gebruik gemaakt van de figuren 28 tot en met 34.

De figuren 28 tot en met 34 geven de lijnen van gelijke concentraties van

zoet water nabij het wateroppervlak. In de figuren zijn tevens aangegeven

de op het beschouwde tijdstip optredende spuidebieten en het inlaatdebiet

(respectievelijk uitlaatdebiet). Uit het patroon is op te maken, dat

gedu-rende de periode van spuien de stroming langs de kust zuidwaarts is

ge-richt. Dit is in overeenstemming met stroombeeldfoto's, die genomen zijn

van het zeegebied. Pas wanneer het spuien wordt gestaakt keert de stroom

noordwaarts. Dit is gunstig in verband met de lange mengweg, die het

ge-spuide water hierdoor heeft tot voor de inlaat van de mosselverwaterplaats.

In het patroon zijn duidelijk meerdere "vlekken" te onderscheiden,

ver-oorzaakt door verschillende spuigangen.

2.4 Interpretatie resultaten

De norm, waaraan de resultaten moeten worden getoetst luidt:

de salmi reit moet gemiddeld 25 °/oo bedrogen, waarbij een dagelijkse

schommeling van 5 /oo is toegestaan met een absoluut minimum van

22,5 % o .

Omgerekend geeft deze norm een maximum concentratie zoet water van 30,5

°/o en een dagelijkse schommeling van 15 °/o. Een en ander is weergegeven

in de figuren 5 en 6, waarbij voor het zeewater een salinitett van 32,5 /oo

is aangehouden (d.i. 18 /oo C l ).

Getoetst aan deze norm blijkt uit de figuren 15 tot en met 19, dat de

lokatie Middelplaat juist niet voldoet en de lokatie Roggenplaat ruimschoots.

Tevens blijkt, dat het doodtij (getij van 15.04.70) maatgevend is (vergelijk

figuur 17 en 18). Bovendien geeft geforceerd spuien ongunstiger resultaten dan

normaal spuien (vergelijk figuur 18 en 19).

1 0

-Er moet nog worden opgemerkt, dat de gegeven concentraties zi|n gemeten di rekt achter het ïnlaatwerk. Afhankelijk van de Inrichting van het bekken en de plaats van de mosseiopslag geeft dit een veiligheid, omdat tffdens het i n -stromen, door menging in het bekken, het verschil tussen de concentratie van het instromende water en die van het water in het bekken (evenwïchts-concentratie) zal worden gereduceerd.

De resultaten gelden voor windstil weer. In hoofdstuk 4 zal de invloed van de wind op de resultaten worden behandeld.

1 1

-3 Invloed dieptelfgging van het inlaatwerk op de concentratie van het 'ingelaten water

3.1 Beschouwingen op grond van eerder uitgevoerd onderzoek

Hierna wordt voor een drietal gevallen nagegaan in welke mate sprake is van selectief aanzuigen van water uit de onderlaag van een gelaagd systeem. De volgende gevallen worden beschouwd (figuur 35):

geval A: ondiep gelegen sluis, ondiepe bodem geval B: diep gelegen sluis, diepe bodem geval O ondiep gelegen sluis, diepe bodem.

De figuren 36 tot en met 38 geven voor elk geval het percentage ingelaten water afkomstig uit de bovenlaag als functie van de dikte van de bovenlaag en het intern Froudegetal (F.). Deze grafieken zijn gebaseerd op de resultaten van het systematisch onderzoek voor het zoutscherm van de spuisluis Noordland (Ml204) en aangepast aan de geometrie van het beschouwde geval.

Figuur 39 geeft voor een dikte van de bovenlaag van 1,5 m (hi = 1,5 m) de relatie tussen het percentage ingelaten water afkomstig uit de bovenlaag en het intern Froudegetal. De relatie Is afgeleid uit de figuren 36 tot en met 38, Indien het dichtheidsverschil tussen de onder- en bovenlaag bekend is, kan de F.-schaal worden vertaald in een snelheidsschaal, die betrokken is op de gemiddelde

(over het dwarsprofiel van de inlaatopening genomen) inlaatsnelheid.

Wanneer een snelheidsverloop over de tijd wordt aangenomen kan voor een bepaald dichtheidsverschil met behulp van figuur 39 het verloop van het percentage water afkomstig uit de bovenlaag worden bepaald. Voor een dichtheidsverschil van

3 3

4 kg/m ( A p = 4 kg/m ) wordt een dergelijk verloop voor de gevallen A , B

en C in figuur 40 gegeven.

Het b l i j k t , dat de totale hoeveelheid ingelaten water uit de verzoete bovenlaag afneemt, wanneer (figuur 40):

- de maximum inlaatsnelheid wordt gereduceerd (door verbreden van het inlaatwerk) - de bodem voor het inlaatwerk wordt verdiept

-12-De momentaan maximale hoeveelheid uit de bovenlaag meegezogen water kan slechts worden gereduceerd door verdieping van de bodem voor het inlaatwerk of door een ingrijpende verandering van het inlaatwerk zelf.

3.2 Onderzoek in getijmodel van de Qosterschelde

De proeven T3 en T5 zifn zowel met ondiep gelegen sluis als met diep gelegen sluis uitgevoerd (figuur 3). Het overschakelen van een ondiep naar een diep

ge-legen sluis vond plaats aan het eind van de zevende meetdag (prototype). De proef werd voortgezet tot en met de achtste meetdag.

Uit de figuren 17 en 19 b l i j k t , dat de maximum ingelaten concentratie afneemt bij de diep gelegen sluis. Dit Is overeenkomstig de verwachtingen vermeld in de vorige paragraaf.

-13-4 Invloed van wind op de resultaten

4 . 1 Algemeen

Het effekt van wind over een wateroppervlak is in eerste instantie dat het water, ten gevolge van de wrï fvingskracbt op het wateroppervlak gaat stromen in dezelfde richting als de wind. Indien deze waterbeweging wordt belemmerd door de aanwe-zigheid van een kust, dan zal de component van de kracht tengevolge van de wind op het water die loodrecht op de kust staat worden gecompenseerd door een verhang in de waterspiegel. Wanneer er een windcomponent evenwifdig aan de kust bestaat zal de stroomrichting zich evenwijdig aan de kust instellen.

4.2 Windinvloed op een gelaagd systeem

Als er wind over een gelaagde watermassa waait, zal de kracht via het water-oppervlak op de bovenste laag werken en zal deze in beweging worden gezet.

De onderlaag zal in dat geval behoudens een retourstroom vrijwel stil blijven staan. Als de bovenlaag tegengehouden wordt door een kust, zal er evenals b i j homogeen water, een waterspiegel verhang worden opgebouwd om de wrijvingskracht op de waterspiegel te compenseren. Daar de onderlaag in rust b l i j f t en de drukver-deling hydrostatisch zal zifn moet de druk op een bepaald niveau in deze onderlaag overal gelijk z i j n . Dit is slechts mogelijk, wanneer het waterspi egel verhang wordt gecompenseerd door een grensvlakverhang (zie ook figuur 41 en 42):

waarin Ig : grensvlakverhang I : wa terspiegel verhang

p : dichtheid onderlaag (kg/m ) A p : dichtheidsverschtl tussen de lagen (kg/m )

De wrïjvïngskracht via de waferspiegel op de bovenlaag bedraagt per eenheid van breedte:

-14-waarin K : wrï jvingskracht op waterspiegel per eenheid van breedte k : wrïfvingscoëfficië'nt lucht-water

v J windsnelheid (m/s) p : dichtheid van lucht (kg/m )

De verhangkracht bedraagt (figuur 41):

K. = - (p - A p ) g ~ dx.h + Apg 5 ( ] *> dx (h-h,) (3)

1 Sx Sx '

waarin K, : verhangkracht op watermassa per eenheid van breedte

g : versnelling van de zwaartekracht (m/s ) s : verval waterspiegel van x = B tot x (x < B) (m)

k : dikte bovenlaag (x ^ B) (m) h : waterdiepte (m)

Uit de voorwaarde, dat de druk op een bepaald niveau in de onderlaag constant is, volgt:

s = ftü h] (4)

P

Substitutie van vgt. (4) in vgl. (3) geeft:

K. = - (p - A p ) g — dx. h1 (5)

Sx

Wanneer de bovenlaag tegengehouden wordt door een kust, dan zal een even-wichtssituatie ontstaan, waarbij geldt:

K + K. = 0 (6)

w i w

Substitutie van v g l . (2), (4) en (5) in vgl. (6) geeft met een geringe benadering (A p < < p):

dh, p 2

h

l i Cl V /-*\

1 5

-Integreren van vgl. (7) en invoeren van de randvoorwaarde hj - 0 voor x - B leidt tot:

( B - x ) (8)

Uit deze vergelijking b l i j k t , dat de dikte van de bovenlaag, die zich onder windinvloed instelt, onafhankelijk is van de waterdiepte. Daarnaast blijkt uit een afleiding, gegeven in figuur 42, dat vgl. (8) niet wordt beïnvloed door het ontstaan van een menglaag tussen boven- en onderlaag, mits deze een constante dikte heeft onder de bovenlaag. Als het grensvlak tussen

meng-laag en ondermeng-laag horizontaal zou staan, dan neemt h, toe, omdat dan A p in vgl. (8) afneemt van Ap = A p1 naar Ap = A p1 - A p2> D e werkelijk

optredende helling van het grensvlak tussen menglaag en onderlaag is afhanke-lijk van de voeding van de menglaag door het grensvlak tussen bovenlaag en menglaag en de afvoer van de menglaag door stroming en driftstroming via de afstroomstrook B-A (figuur 41).

4.3 Uitgangspunten voor de berekening

Voor de berekening van de dikte van de bovenlaag voor het inlaatwerk Roggenplaat (diep gelegen) en de zoetwaterconcentraties van het ingelaten water door dit inlaatwerk is van de volgende uitgangspunten uitgegaan:

Slechts windsnelheden tot 15 m/s of 54 km/uur zijn in aanmerking genomen, omdat verwacht mag worden dat grotere windsnelheden niet voldoende lang zullen voorkomen om maatgevend te kunnen zijn voor de grootte van ks.

Volgens Keulegan [ 4 ] kan worden gesteld, dat voor een wateroppervlak met golven en voor een windsnelheid van 10 ö 15 m/s geldt:

1 6

-n jafstroomstrqqk (figuur 41)

Onder de "diepte" van de zoetwatervang wordt verstaan de afstand tussen het Inlaatpunt bïf Roggenplaat en de lijn loodrecht op de windrichting rakend aan de landtong waarlangs het zoete water b i j gevulde zoetwatervang weg kan

lopen. Deze afstand is voor enkele windrichtingen respectievelifk:

Windrichting W WNW NW A = 2500 m A = 4500 m A = 7000 m (10)

Aangenomen wordt, dat een evenwichtssïtuatie zal kunnen worden bereikt tussen de aangevoerde hoeveelheden zoet water door de spuisluizen en de afgevoerde hoeveelheden zoet water via een strook langs de kust (afstroom-strook), wanneer h, = 0 voor:

B = A + 1100 m of B = A + 1/2 A m

Djchtjieden.

De volgende basisdichtheden zijn bekend:

(Ha)

pa = 1,29 kg/m3 (lucht)

p =1025 k g / m3 (zeewater)

o

ApQ= 25 kg/m (dichtheïdsverschil zoet water en zeewater)

Hieruit en uit de model resultaten voor de situatie zonder wind kan worden afgeleid:

(12)

(13)

waarin dichtheïdsverschil bovenlaag - onderlaag

mengfaktor, veroorzaakt door initiële menging bij het spuien en menging door wind en getij tijdens het transport van spui-sluis naar inlaatwerk Roggenplaat. De grootte van S wordt geschat op 2,5 a 4 (dit betekent 40 a 25 % zoet)

1 7

-en A p2 = 1,25 ö 2,5 kg/m3 (5 a 10 % ) zoet) (14)

waarin A po : dichtheidsverschil menglaag - onderlaag (zie figuur 42).

4.4 Berekening

Substitutie van de gegevens in vgl. (8) geeft:

aVx=0 = 0,0321 v J T (15)

Bij de berekening is uitgegaan van een drie-lagen systeem met twee mogelijkheden ten aanzien van het verhang van het grensvlak tussen menglaag en onderlaag, namelijk:

I , = l , (16a) en

I 2 = 0 (16b)

Dit leidt respectievelijk tot:

01^=0 = 0,0321 v i / 5 Z

1

(17a)

en

(h,) _

0

- 0,0321 v \ / i (17b)

V A p

r

A P

Met behulp van de vergelijkingen 17a en 17b is voor een windsnelheid van v = 10 m/s en voor verschillende waarden van S en B de dikte van de verzoete bovenlaag bij het inlaatwerk bepaald. De resultaten zijn gegeven in tabel 2. De bijbehorende maximum concentraties zoet water in het ingelaten water zijn berekend met de vergelijkingen:

1 8

-C.

m

2

(C,-C,)

, 1 T

(h

(18a) of C. = C, in,max 1

(h,> h +s')

1 o

(18b)

h +s'

waarin C. : maximum zoetwater-concentratie in ° / o in ingelaten water

in,mcix

Ci : zoetwater-concentratie in / o in bovenlaag ( " A p ^ ) : zoetwarer-concentratle In °/o in menglaag ("AP2) : gemiddelde waterdiepte ter plaatse van het inlaatwerk

( N . B . - bij de berekening is de opwaaiing s' verwaarloosd, omdat deze voor een windsnelheid van 10 m/s relatief klein is). De resultaten van deze berekening worden, eveneens voor een windsnelheid van 10 m/s, gegeven in tabel 3 en in een meer algemeen verband in de figuren 43 tot en met 5 1 .

Met betrekking tot de figuren 43 tot en met 51 moet worden opgemerkt, dat deze alleen gelden voor een situatie, waarbij sprake is van wind, zodat vgl. (18a) mag worden toegepast. Voor de situatie zonder wind wordt verwezen naar de model resultaten.

De aldus berekende ingelaten concentraties gelden voor de situatie, waarbi j het waterspiegel verhang en het grensvlakverhang zich volledig hebben aangepast aan de windsnelheid en de "zoetwatervang" volledig is gevuld met water, dat de evenwïchtsconcentratie heeft bereikt. Hiervoor is tifd nodig. Aangenomen wordt, dat de opladingstijd als volgt kan worden uitgedrukt:

Y

t =

spui x

waarin V : inhoud zoetwatervang in m

o o

Cispui : gemiddeld spuidebiet \n m / u u r S : mengfaktor

( N . B . : Bij deze aanname wordt een te lange t berekend, omdat bij windstil weer ook al een (relatief dunne) zoetwaterlaag aanwezig is. De reduktie wordt geschat op 5 a 10 ° / o . Bij kleine windsnelheden is de reduktie groter).

-19-De berekende opladingstijd t (afgerond op hele uren) wordt voor het getij van 07.10.71 (springtlf) gegeven in tabel 4. Het gemiddelde spuivolume is berekend rekening houdend met de gemiddelde opwaaüng voor de dam en afwaai ing achter de dam. Door het

in aanmerking nemen van grote windsnelheden is namelijk de opwaaüng en afwaaiïng niet langer te verwaarlozen. Hierbij is gebruik gemaakt van Nota K-268 van

de Waterloopkundige Afdeling van de Deltadienst van Rijkswaterstaat [ 5 ] en bereke-ningen door deze dienst verricht. Voor de spuisluis is een fjF-waarde aangehouden, die hoort bij geforceerd spuien. Dit houdt i n , dat bij normaal spuien de opladings-tijd t een faktor 2 groter is. De in tabel 4 gegeven frequenties van de windsnelheid per windrichting zijn eveneens afkomstig uit voornoemde nota. Een frequentie van

1 °/o komt overeen met 87,6 uur per jaar.

4.5 Interpretatie uitkomsten berekening

Een samenvatting van de uitkomsten van de berekening wordt gegeven in de tabellen 5 en 6. Tabel 5 geeft C. voor C9 = 5 °/o (overeenkomstig resultaten

model-I t l ƒ rnQX ^

onderzoek). Tabel 6 geeft C. „v voor C, = 10 / o (rekening houdend met een sterkere menging onder Invloed van de wind). De gepresenteerde waarden zïfn ge-middelden voor de veronderstellingen van de breedte van de afstroomstrook (B - A) en de helling van het grensvlak tussen menglaag en onderlaag. De concentraties gemerkt met *• zijn groter dan de in par. 2.4 als norm gegeven maximum concentra-tie (30,5 / o ) . De beperking in de dagelijkse schommeling (maximum toelaatbare schommeling bedraagt 15 °/o) is in dit verband niet van toepassing, omdat b i |

wind sprake is van een opladingstijd, die veelal meerdere dagen bedraagt. Uit de tabellen 5 en 6 blijkt, dat gezien de opladingstijden en de frequentie van voorkomen windrichtingen tussen W en WNW het meest ongunstig z i j n . De maximum concentraties, die dan volgens de tabellen kunnen optreden zijn 32 a 35 % .

Een nadere beschouwing van de niet toelaatbare gevallen leert, dat C. bereikt

CT in,max

wordt in een opladingstijd, die meestal aanzienlijk groter is dan het totaal aantal uren, dat deze situatie gemiddeld per jaar kan optreden. Wanneer echter de wind tijdens een depressie draait, zal bij de beschouwde windrichting en -snelheid behorende opladïngstifd moeten worden verminderd met de t i j d , waarin bij de eerder optredende windrichting en -snelheid reeds oplading heeft plaats gehad. De grootte van de t i j d , die in mindering moet worden gebracht hangt af van de duur van de eerder optredende windrichting en -snelheid.

-20-Voor de interpretatie is tevens van belang de mengfaktor te kennen. Uit de resultaten van het modelonderzoek (par. 2.3) b l i j k t , dat voor het inlaatwerk Roggenplaat een mengfaktor S = 3 een redelijke benadering Is. In dat geval is C.n m a x maximaal 33,3 °/o. Bij een mengfaktor S = 2,5 is C .n^m a x

maxi-maal 40 °/o. Deze concentraties kunnen gezien de hiervoor genoemde overwe-gingen pas na een lange tijd met ongunstige omstandigheden optreden en zullen slechts van korte duur z i j n . De situatie wordt gunstiger, als bij aanwezigheid van wind, in plaats van geforceerd, normaal wordt gespuid (opladingstijd t wordt een Faktor 2 groter).

De invloed van de lozingen veraf kon voor zover aanwezig bij de beschouwde windrichting in rekening worden gebracht door de achtergrondsverhoging van het zoetwatergehalte (C ) bij de in de tabellen 5 en 6 gegeven waarden voor C. op te tellen.

Literatuur

1 Grontmii N . V . , "Onderzoek naar de mogelijkheden van een mosselopslag en mossel verwaterplaats achter de Oosterscheldedam in Zeeland, in opdracht van B en W van de Gemeente Reimerswaal", april 1973

2 Grontmij N . V . , "Het plan Zeeland, rapport betreffende de aanleg van een mosselopslag en -verwaterplaats achter de Oosterscheldedam opgemaakt in op-dracht van de Deltadienst van de Rijkswaterstaat", december 1973

3 Waterloopkundig Laboratorium, "Afsluiting Oosterschei d e , Getijmodel Zuide-l i j k Bekken en detaiZuide-lmodeZuide-l si uitgoten, ontwerp en bouw modeZuide-lZuide-len, M Zuide-l 000, M l 001 - Deel I " , juni 1971

4 Keulegan, "Wind tldes in small closed channels", Journal of Research of the N a t . Bur. of Standards, V o l . 4 6 , N o . 5 , May 1951

5 Rijkswaterstaat - Deltadienst, Waterloopkundige Afdeling,

"Correlatie tussen de wind waarnemingen op lichtschlp Goeree en het wind-effekt te Hoek van Holland, Statistieken van het windwind-effekt te Hoek van

Toestand TI T2 T3 T4 T5 lokatie Middel plaat X X Roggenplaat X X X

diepte in laat werk diep X X ondiep X X X X X 07.10.71 X X 15,04.70 X X X spui-debiet geforceerd X X X X normaal X dïchtheids-verschil in kg/m 17 25 25 25 25

Tabel 1 Overzicht van de uitgevoerde proeven

s C, in % % in 7o Ap In kg/m wind-richting W WNW NW B (m) 3600 3750 5600 6750 8100 10500 4 25 5 6,25 7,70 7,86 9,61 10,55 11,56 13,15 5 8,61 8,79 10,75 11,80 12,92 14,70 10 6,25 7,70 7,86 9,61 10,55 tl,56 13,15 3,75 9,95 10,15 12,40 13,60 14,92 17,00 3 33,3 5 8,33 6,68 6,80 8,32 9,13 10,00 11,40 7 7,28 7,43 9,08 9,96 10,92 12,43 10 8,33 6,68 6,80 8,32 9,13 10,00 11,40 6 7,86 8,02 9,80 10,78 11,80 13,42 2,5 40 5 10 6,09 6,21 7,60 8,34 9,13 10,40 8,75 6,51 6,64 8,12 8,91 9,76 11,12 10 )0 6,09 6,21 7,60 8,34 9,13 10,40 7,5 7,03 7,18 8,77 9,63 10,55 12,00 h, = 0,0321 v v/ — [m] met AP = A p , ( lg l - lg2) Ap = Ap1 - Ap2 <lg = 0)

Tabel 2 Dikte bovenlaag h, bif inlaatwerk Roggenplaat voor windsnelheid v = 10 m/s

s C, in % C2 in % Ap In kg/m wind-richting W WNW NW B (m) 3600 3750 5600 6750 8100 10500 4 25 5 6,25 17,8 18,1 21,0 22,6 24,3 25,0 5 19,4 19,7 22,9 24,7 25,0 25,0 10 6,25 19,6 19,8 22,0 23,2 24,5 25,0 3,75 22,4 22,7 25,0 25,0 25,0 25,0 3 33,3 5 8,33 20,8 21,0 24,6 26,6 28,6 31,9 7 22,2 22,5 26,4 28,5 30,8 33,3 10 8,33 23,0 23,2 26,2 27,7 29,4 32,1 6 25,3 25,6 29,0 30,9 32,9 33,3 2,5 40 5 10 22,8 23,1 27,2 29,3 31,6 35,3 8,75 24,0 24,4 28,7 31,0 33,4 37,4 10 10 25,2 25,5 29,0 30,8 32,8 36,0 7,5 27,6 27,9 31,9 34,1 36,4 40,0 "in,max C , + - 1 (C, - C,)_{2 12 ' 2}

c = c

ln,max *"! [ ° / ° ] voor h. < 12 m L°/cJ voor h, > 12 m

Tabel 3 Kwaliteit ingelaten water

windsnelheid v = 10 m/s

wind-richting W WNW NW B m 3600 3750 5600 6750 8100 10500 oppervlak km2 15 15 50 60 100 125 wind-snelheid m/s 5 10 15 5 10 15 5 10 15 5 10 15 5 10 15 5 10 15 freq. % > 2,38 2,19 0,71 2,38 2,19 0,71 1,79 1,60 0,53 1,79 1,60 0,53 1,19 1,01 0,37 1,19 1,01 0,37 spui-volume geforc. spuien 106m3/uur 1,81 1.54 1.06 1.81 1.54 1.06 1.79 1.46 0.95 1.79 1.46 0.95 1.75 1.42 0.86 1.75 1.42 0.86 C H l . V 106m3 29 58 87 29 58 87 116 232 348 162 324 486 290 580 870 ^ 435 870 1305 4 t uur 4 9 20 4 9 20 16 40 92 23 56 128 42 102 253 62 154 380 V

10V

25 50 75 25 50 75 100 200 300 140 280 420 250 500 750 375 750 1125 3 r uur 5 11 24 5 11 24 19 46 105 26 64 147 48 118 290 71 176 436 S = 2 V 106m3 23 46 69 23 46 69 92 184 276 128 256 384 230 460 690 340 680 1020 ,5 r uur 5 12 26 5 12 26 21 56 116 29 70 162 52 130 321 78 192 475

Tabel 4 Opladingstijd nodig om tot evenwichtssituatie met C

komen (getij van 07.10.71, geforceerd spuien)

in,max

mengfaktor

4 3 2,5

windrichting

W

WNW

NW

W

WNW

NW

W

WNW

NW

windsnelheid

m/s 5 10 15 5 10 15 5 10 15 5 10 15 5 10 15

5

10 15 5 10 15 5 10 15

5

10 15

c

in, max

12,0

18,7

25,0

14,0

23,0

25,0

16,0

25,0

25,0

13,4

21,7

30,1

15,7

20,8

33,3*

18,2

31,4*

33,3*

14,2

23,6

33,0*

17,0

29,2

40,0*

19,5

34,3*

40,0*

opladingsti jd

geforc. spuien

uur 4 9 20 20 48 110 52 128 317 5 11 24 23 55 126 60 147 363 5 12 26 25 63 139 65 161 398

frequentie

uur/jaar

208 192 62 157 140 46

104

88

32 208 192 62 157 140

46

104

88

32 208 192 62 157 140 46 104 88 32

Berekende waarde hoger dan de gestelde norm van 30,5 °/o

Tabel 5 Invloed wind op kwaliteit ingelaten water bij inlaatwerk Roggenplaat als

gevolg van lozingen dichtbij (C« = 5 / o )

mengfaktor 4 3 2,5 windrichting W WNW NW W WNW NW W WNW NW windsnelheid rr/s 5 10 15 5 10 15 5 10 15 5 10 15 5 10 15 5 10 15 5 10 15 5 10 15 5 10 15 C. m,max % 15,5 21,1 25,0 17,3 24,6 25,0 18,8 25,0 25,0 17,2 24,3 31,6* 19,3 28,6 33,3* 21,2 32,7* 33,3* 18,3 26,6 34,9* 20,7 31,6* 40,0* 23,0 36,2* 4 0 , 0 * opladingsHjd geforc. spuien uur 4 9 20 20 48 110 52 128 317 5 11 24 23 55 126 60 147 363 5 12 26 25 63 139 65, 161 398 frequentie uur/jaar 208 192 62 157 140 46 104 88 32 208 192 62 157 140 46 104 88 32 208 192 62 157 140 46 104 88 32

Berekende waarde hoger dan de gestelde norm van 30,5 / o

Tabel 6 Invloed wind op kwaliteit ingelaten water b i j inlaatwerk Roggenplaat als gevolg van lozingen dichtbij (C2 = 10 / o )

•100.000

no.ooo

i 2 0 , 0 0 0 i 3O.0O0 H4O.OOO O O

o

ö

t

OVERZICHT PROBLEEMGEBIED

schaal

2OO.OOO

WATERLOOPKUNDIG LABORATORIUM

M. H 2 3 4 | RG. i

lokatie Middelplaat

'spuisluis Veerse Gat'

j \ k A , n.q.p. - iO m , _ 2Om , _ j - 30 m bezo continu fluorimeter monsterpunt

OVERZICHT MEETPUNTEN

schaal H : 5O.0OO

WATERLOOPKUNDIG LABORATORIUM

M. H234

FIG, 2

Middelplaat (zeezijde)

- H O ^ _ ^ - — - " - " ^

Roggenplaat ondiep (zeezijde)

Roggenplaat diep (zeezijde)

5OOm n.a.p. . " n.a.p. n.a.p. i •

i

- 3 _ 7 _ 3 _7 - 8 _H2

DWARSDOORSNEDEN INLAATWERKEN

OUTILLAGE LOZING ALCOHOL-WATERMENGSEL

saliniteit S in %o

H5 2 0 25 3O 35 22,5 \ 27,5 \ 32,5

-iOOO HOO5 HOiO HOI 5 i O 2 O

* dichtheid yo in kg/m3

-IO25 HO3O

bron: Hydrographical tables van Knudsen, waarbij S = -(,80655 Cl

RELATIE SALINITEIT-DICHTHEID ALS FUNCTIE

VAN TEMPERATUUR

/

^.

salinitei t 2 2

/ /

0 m K '5 "f-/ "f-/ 'o zoe t | 3O, 5 *

S

/

/

I

| i5, 5 / o zoe t

o

o

O

o

m oi O O (VI O

i

in -^

5 -E

T -o u o»

o

co O O

concentratie zoet water in % O

RELATIE DICHTHEID-CONCENTRATIE ZOET

WATER VOOR VERSCHILLENDE TEMPERATUUR

e

-1000 900 800 7OO 600

Getij van 07. -iO.li

400 300 200 1O0 \ \ -.Noordland (Qgem ov _ Werse Got (Qgem ov

/

f

er 25 er 25 \ \ _ \ jur = 375 mvs) jur =i6Om3/s)

T]

T

ir

Q< Ï — 6 0 Q g e m 'Qcm — iem = < SrnVs = 290 i90m

j

/

«/

1/

m3/s 1 26Om3/s f

1/

-/—

"'t •

1 \ O 2 4 6 B ^0 H2 AA i ó 18 2O 22 24 — *• uren •tooo 9 O 0 8 O 0 7 0 0

Getij van i5.O4.7O

c 6 0 0

Noordland (Qgem over 25uur= 335 m3/s)

—. Veerse Gat (Qgem over 25uur=-l45ro3/s)

0 2 4 6 8 1O H2 14 16 18 2O 22 24

DEBIETEN SPUISLUIZEN

GEFORCEERD

, Getij

8OO «%• 7 o n E c c. 600 3 0 O ïr\r\ 1 0 0 f

o ;

DFF

van i5,O47O

— Noordland (Qgem over 25uur = i7Om%)

\fot> rfi» fZst* (C^ï nam rwtnr O*\ iu ir* ~7C\ rr\$A& \

\

T

-300 9«m=-T,3/S 0m3/s H5m3/

1

1

f r > Qg«m=

265m%-T

A

-> 4 6 8 1O 12 14 16 18 2 0 22 24 *• uren BIETEN SPUISLUI7EN WATERLOOPKUNDIG LABORATORIUM

NORMAAL

M. H234

FIG. 8

5 0 0

Getij van O7.iO.71

-18 2O 22 24 -4" o 5OO 6OO 5OO 4 0 0 3OO 4 20O •|OO

4- o

•1OO 2OO 300 400 50O 6OO

Getij van H5.O4.7O

T2

UITLATEN

6 8 10 12 H4 HB 2 0 22J 24

DEBIETEN INLAATWERK

MIDDELPLAAT

WATERLOOPKUNDIG LABORATORIUM

M. H234

FIG. 9

5O0

Getij van 07,-iOJi

UITLATEN

Ooem=3OSm3/ 2 4 6 B 1O\ H2 14 -|6 I 18 20 22 24 uren Qg«m=28O rrr/s Qgem=3O5m%

INLATEN

1 1 5 0 0 6OO 5 OO 4 0 0 3 0 0

Getij van H5.O4.7O

c c

UITLATEN

Q9em=225m3/s 2 4 6 B HO 12 14 16\ 18 20 22 ƒ 24

INLATEN

DEBIETEN INLAATWERK

ROGGENPLAAT

WATERLOOPKUNDIG LABORATORIUM

M. H234

FIG. 1O

Getij van 15.O4.7O

5 0 0 4OO

UITLATEN

DEBIETEN INLAATWERK

ROGGENPLAAT

WATERLOOPKUNDIG LABORATORIUM M. H 2 3 4 _{FIG. 11}

Getij van O7HO.71

i ó -18 20 \ 22 24 inlaatwerk zeezijde inlaatwerk bekkenzijde 2,40 2,OO i,6O •1,20 O,BO 0,40 •• N.A.P. 0,40 O,80 •i,2O H,6O 2.O0

Getij van H5.O4.7O

T2

> » > I ( uren

2

/

/

/ ?

1

i H< ... — inlaatwerk zeezijde _ _ — inlaatwerk bekkenzijde \ \ \ \ \ / ; / / 3 v 2 \ 2 2

A

WATERSTANDEN

MIDDELPLAAT

WATERLOOPKUNDiG LABORATORIUM

M. 4234

FIG. 12

2,40 2,00

Getij van O7HO.7H

£

f

S VI

I

8

2,4O 2,00 -i,6O -1,20 0,80 0,40 NAP 0,40 0,80 •1,20 H,6O 2.0 O

Getij van i5.O4.7O

14

\

l ( uren

J

1

h

V

/

/

1 HC _ _ _ _ inlaatwerk zeezijde — _ inlaatwerk bekkenzijde 4 1 \

\v

y

/ /

D 2 \ 3 24 '

WATERSTANDEN

ROGGENPLAAT

WATERLOOPKUNDIG LABORATORIUM

M, H234 I FIG. 13

Getij van i5.O4.7O

2,40 2,0O •1,60 H,20 0,80 0,40

1-1- N.A.P.

3

0,40 0,80 H,6O 2.0O

TE

... i \ \

i

ï

6 / / ( uren ƒ /

IJ

i

f

l H< inloatwerk zeezijde inlaatwerk bekkenziide \ \ 4 1

[\

/ /

(/

3 2 \ 2 2

WATERSTANDEN

ROGGENPLAAT

WATERLOOPKUNDIG LABORATORIUM

_{M. H234}

_{FIG. 14}

•4J

ï

40 38 36 34 32 30 26 26 24 22 N

.8 20

E

g H8

u o H2 HO 8 6 4 n m PM>M 1 MP*** * P^M Mi • — ^ ••MM M M _ -inlate uitlat inlate n (mo en n (mi -nwich x) n) • • 1 , 2 3 4 5 6 7 8 9 HO »• dagen

CONCENTRATIE ZOET WATER OP HET BEKKEN

NABIJ HET INLAATWERK

O7.-IO.7i

MIDDELPLAAT

40 38 36 34 32 3O 28 f. 24

ï

O N 22 2O | 18 o i4 H2 HO 8 6 — — 1 1 1 1—.— inlate uitlal inlate ev n (mo en n (mi enwicf x) n) it 2 3 4 5 6 7 8 9 HO 1—»• dagen

CONCENTRATIE ZOET WATER OP HET BEKKEN

NABIJ HET INLAATWERK

T 2

H5.O4.7O

MIDDELPLAAT

WATERLOOPKUNDIG LABORATORIUM M. H 2 3 4 FIG. 16

e 6 E

]

i I *HJ 38 36 34 32 30 28 > 26 ; 22 • * i 2 0 i ! H 8 H4 H2 HO B 6 4 2 1 2 3 m-mrmm 4 5 i — '•5 o slui s 6 7 dagen

CONCENTRATIE ZOET WATER OP HET BEKKEN

NABIJ HET 1NLAATWERK

Inlaten (max) uit latffn inlate die p slui s n (mi evenw n) icht ( 8 9 HO WATERLOOPKUNDIG LABORATORIUM ondieP)

T 3

O7.^o.7^

ROGGENPLAAT

M. H234

FIG. 1 7

40 38 36 34 32 3O 26 26 u 24

ï

2 2 o M •S 20 E

g

U H6 14 12 HO 8 6 4 — — ev< in lat? uit lal inlate nwich n (me .en n (mi t x) n) l n 2 3 4 5 6 7 8 9 HO •• dogen

CONCENTRATIE ZOET WATER OP HET BEKKEN

NABIJ HET 1NLAATWERK

T4

H5.O4.7O

ROGGENPLAAT

WATERLOOPKUNDIG LABORATORIUM

M.

FIG. 1 8

« 6 1". • f

E

|

i t. 38 36 34 32 3O 28 > 26 • 24 ; 22 i 2O i ï H8 i ' H6 n ie HO

e

6 4 _ • = = — — ; 1 a 3

b-

1

—

4 5

1

0 slui s 6 7 dagen

CONCENTRATIE ZOET WATER OP HET BEKKEN

NABIJ HET INLAATWERK

Inlaten (max) uit Int T I inlate die p slui s n (mi evenw n) icht (« 8 9 HO WATERLOOPKUNDIG LABORATORIUM andie|>)

T 5

H 5.04.70

ROGGENPLAAT

M. H234

FIG. 1 9

e

I

'Z

5

%

+•> N •IOO 8O 60 4 0 20 • O 20 4O 60 80 -IOO

UI

*

IN

TLA

\

LAT

TEN

' \ \

EN

> 8 1

I /

\-\

//6S5

\ \

ij

^ 4 6 B x i O3 0 H2 H4 H » uren X1O3 \ 5 \ H 3 2 3 2 2 24

ZOET-WATER DEBIETEN INLAATWERK

T 2

i5.O4.7O

MIDDELPLAAT

•M HO 9 8

l

6

(

\

/

UT""'"j. /

t = 3

;3Ot — z _ z __ b j u r zezijd< zezijd< ekken E gemeten E gesc zijde HO 9 8

e

c 7 •fO 2O 3O 4O 5O 6O

• concentratie zoet water in %

7O

/

/

ƒ

1

• — ..M1..W — —

t = 4.00

^ _ ^ _ « z — — — z b I j u r eezijd< eezijcft ekken t gem< :gesel zijde eten lat 20 30 4 0 5O concentratie zoet water in /o

6O 7 0

CONCENTRATIEVERDELINGEN AAN WEERS

ZIJDEN VAN HET INLAATWERK

T 2

H 5.O4.7O

MIDDELPLAAT

HO 9 8

ï

6

/

f

/

t.4

. 3 0

L

— z

_ z

_ b

iur

ïezijd« geme Eezijde gesel ekkenzijde j ten ïat • H HO 8 E c 7

2

g" 6

HO 20 30 40 5O 6O 7O - ' ' * concentratie zoet water in ^

/

f

/

,

—

^

• . • • ! • •

t -i 5.OO uur

- zeezijde gema _ _ _ zeezijde gesc - bekkenzijde 1 ' ' ten hat ~ 2O 3O 4 0 5O

concentratie zoet water in ^

6O 7O

CONCENTRATIEVERDELINGEN AAN WEERS

ZIJDEN VAN HET INLAATWERK

T 2

•i 5.O4.7O

MIDDELPLAAT

WATERLOOPKUNDIG LABORATORIUM

M. H234 | FIG. 22

11 10 9 8

/

/

1

/

/

is*-t ^

J

.30 l

— z « z _ b

jur

ee2ijde gerne eezijde gesc^ ekkenzijde i t«n at •H HO 8 .£ 7 O, i a 6 O iO 2O 3 0 4 0 50 6O 7O

+ concentratie zoet water in %

/

/

1

/l

—

—

-

• — - "

t = 6,00

- z< b

uur

tezijde tezijdfi zkkert; gem« .gesch tijde ten at -IO 2O 3O 4O 5O

» concentratie zoet water in ^

6O 7O

CONCENTRATIEVERDELINGEN AAN WEERS

ZIJDEN VAN HET INLAATWERK

T 2

H 5.O4.7O

MIDDELPLAAT

WATERLOOPKUNDIG LABORATORIUM

M. H234

FIG. 23

E c HO 9 8 7 6

\

\

f

/

—

—

—

—

• — " " • "

-• P — — i

.30 l

— 2( — Z( _ b

ïur

cezijde sezijdt ekken; geme • gesel1 tijde ten ïat HO 9 8

£

£

7 HO 2 O 3O 4O 5O

concentratie zoet water in %

6 O 7 O >

ƒ

/ /

— —'

—

—

TT"—*?= _ _ _ r- ^ - * i •

1=7.001

_ _ _ z< , b i jur :ezijde •ezijde ekken: geme geset sijde ten Kit HO 2O 3O 4O 5O

• > concentratie zoet water in ^

6 0 7 O

CONCENTRATIEVERDELINGEN AAN WEERS

ZIJDEN VAN HET INLAATWERK

T 2

15.O4.7O

MIDDELPLAAT

•H 9 8

4 6

61

1

f

f

—

1 i S—f— • _ ^ ~ =

t=7

-/

3O uur

_ zeezijde gemeten _ bzezija<_ekkenE gescnaiEijde

i -H -iO

2

.§• 6 •5

^o

2O 30 4O 50

—* concentratie zoet water in ^

6O 70

/

/

1

/

/

• • — ' • , • - • — • • — — '

f

t=,8.OOuur

_ ^ _ „ zeezijde gemeten — — z _ fa eezijae gescr ekkenzijde iat 2O

30 40 50 6O

concentratie zoet water in /o

7 0

CONCENTRATIEVERDELINGIN'ICA^

ZIJDEN VAN HET INLAATWERK

T 2

H 5,04.70

MIDDELPLAAT

E e Q. • H HO 9 8 7 6 5 4 3

•

ƒ

f

1

/

u P — — ' _ L ' ' • — •wan

.30 L

— z< — b

iur

üezijd< sezijdc ekken t gemc ; gesc üijde 'ten fiat ™ -H HO 8 E .E 7 • 5 4 t--fO 2O 3O 4O SO 6O

concentratie zoet water in %

70

f

f

—

—

1

-J k :

t«9.OOi

_ _ — Z b t j u r eezijde gemeten eezijdt ekken ! gesc zijde hat HO 2O 3O 4O 5O

— H—* concentratie zoet wat«r in /o

6 0 7 0

CONCENTRATIEVERDELINGEN AAN WEERS

ZIJDEN VAN HET INLAATWERK

T2

5.O4.7O

MIDDELPLAAT

•H HO 9 8 4

i

— —

t =9.3O u

- Z b

ur

tezijdc eezijd ekkcn ! gemeten zgesct zijde l a t O 2O 3O 4 0 5O

concentratie zoet water in ^

6O 7O

CONCENTRATIEVERDELINGEN AAN WEERS

ZIJDEN VAN HET INLAATWERK

T 2

H 5.O4.7O

MIDDELPLAAT

WATERLOOPKUNDIG LABORATORIUM

M. H234

FIG.

2 7

t=6.OO uur

Q=2O5 m3/s

concentraties in

LIJNEN VAN GELIJKE CONCENTRATIES ZOET

WATER NABIJ HET WATEROPPERVLAK

T 2

H 5.O4.7O

MIDDELPLAAT

WATERLOOPKUNDIG LABORATORIUM

M. H234 I FIG, 28

8,00

uur

=Om3

/i

O « o m

3

/4

concentraties in /o

LIJNEN VAN GELIJKE CONCENTRATIES ZOET

WATER NABIJ HET WATEROPPERVLAK

T 2

H5.O4.7O

MIDDELPLAAT

t=H0.00 uur

SO m3/s

^ O m3/s

0 = O m3/s

.concentraties in ^

LIJNEN VAN GELIJKE CONCENTRATIES ZOET

WATER NABIJ HET WATEROPPERVLAK

T 2

H5.O4.7O

MIDDELPLAAT

t=i2.00uur

2 0 •f5 65 m3/s = O m3/s Q=O 'concentraties in %

LIJNEN VAN GELIJKE CONCENTRATIES ZOET

WATER NABIJ HET WATEROPPERVLAK

T 2

•i 5.04.70

MiDDELPLAAT

t=H4.OO uur

0=245 m

3

/s

concentraties in %

LIJNEN VAN GELIJKE CONCENTRATIES ZOET

WATER NABIJ HET WATEROPPERVLAK

T 2

H5.O4.7O

MIDDELPLAAT-WATERLOOPKUNDIG LABORATORIUM

M. H234

_{FtG. 3 2}

t=H6.OO uur

Q=3OOm3/s

concentraties in /o

LIJNEN VAN GELIJKE CONCENTRATIES ZOET

WATER NABIJ HET WATEROPPERVLAK

T 2

5.04.70

MIDDELPLAAT

t=18.OO uur

concentraties in h

LIJNEN VAN GELIJKE CONCENTRATIES ZOET

WATER NABIJ HET WATEROPPERVLAK

T 2

5.0470

MIDDELPLAAT

P.tP

_1,5m

-*• u

_3m

„ 7 m

Geval A ondiep gelegen sluis-ondiepe bodem

_1,Stti

Th

H

-*• u

Geval B diep gelegen sluis-diepe bodem

_8m

.1,5(11

- 3 m

_7m

Geval C ondiep gelegen sluis-diepe bodem

INVLOED DIEPTELIGGING INLAATWERK OP

CONCENTRATIE INGELATEN WATER.

BESCHOUWDE GEVALLEN

> —i m •po

O

o

"O TT

c

g

ï LABORATORI

c

-L . to | FIG. 10

PERCE

UIT B<

BOVEh

Q

r

~

m

m

>

=

z

«

§

_

m

WATER AF

NCTIE VAN

FROUDEGI

m T v J^ ^ ^ ^ ^ ^ 7 ^ t/ l m

ö

O

m

$

>

h 9_ percentag e wate r afkomsti g ui t bovenlaa g — , _O% O 3. O F : = experimentee l bepaal d aangepas t aa n d e natuurlijke a doo r d e geometri e bepaald e bovengrenze n voo r he t percentag e ingelate n zoe t wate r ui t d e bovenlaa g (verloo p geschat )