ZWIN'94 EXPERIMENT
Meetopstelling en overzicht van alle meetresultaten
P.J. Visser, M . J . Smit en D . W . Snip
Rapport 4-96 Vakgroep Waterbouwkunde Faculteit der Civiele Techniek
Technische Universiteit Delft Juni 1996
1. Rapport no.
4-96
2. Serie no.
T A W - C
3. Ontvanger catalogus nummer
4. Titel en sub-titel
Zwin'94 experiment
Meetopstelling en overzicht van alle meetresultaten
5. Datum rapport
Juni 1996 4. Titel en sub-titel
Zwin'94 experiment
Meetopstelling en overzicht van alle
meetresultaten 6. Code uitvoerende organisatie
L A B V L M C - T A W 96/1
7. Auteurs
P.J. Visser, M J . Smit en D . W . Snip
8. Naam en adres opdrachtnemer
Vakgroep Waterbouwkunde Faculteit der Civiele Techniek Technische Universiteit Delft Postbus 5048, 2600 GA Delft
9. Projectnaam
TAWC-DIMCRIT 8. Naam en adres opdrachtnemer
Vakgroep Waterbouwkunde Faculteit der Civiele Techniek Technische Universiteit Delft Postbus 5048, 2600 GA Delft
10. Verplichtingennummer
3100/1932
11. Naam en adres opdrachtgever
Rijkswaterstaat
Dienst Weg- en Waterbouwkunde Postbus 5044, 2600 GA Delft
12. Type rapport
Meetverslag uit een serie
13. Opmerkingen
TU-projectleider: W . T . Bakker DWW-projectleider: A.P. de Looff
14. Referaat
Dit rapport bevat een beschrijving van de meetopstelling en de meetresultaten van het Zwin'94 experiment alsmede van de inhoud van het Zwin'94-archief.
15. Report
This report holds a description of the measuring procedure, the results and the available data of the Zwin'94 experiment.
16. Trefwoorden
Bresgroei, dijkdoorbraak, experiment
17. Classificatie
Voorwoord
Voorwoord
Het onderhavige rapport, geschreven in opdracht van de Dienst Weg- en Waterbouwlcunde van Rijkswaterstaat voor Werkgroep C (Zandige Kusten) van de Technische Adviescommissie voor de Waterkeringen (TAW), geeft een totaaloverzicht van alle beschikbare gegevens van het Zwin'94 experiment.
Hoewel allesbehalve vlekkeloos verlopen, blijkt uit dit totaaloverzicht dat het Zwin'94 experiment zeker aan de verwachtingen heeft voldaan. Er is een goede en gedetailleerde dataset beschikbaar ge-komen waarmee modellen voor de groei van een stroomgat in een zanddijk of een duin getoetst kun-nen worden. Tevens is het inzicht in het bresgroeimechanisme niet onaanzienlijk toegenomen. Dank is dan ook verschuldigd aan de TAW en de DWW voor de toewijzing van de financiële middelen voor het veldexperiment. Tevens is dank verschuldigd aan de Directie Zeeland (Meetdienst Zeeland) van Rijkswaterstaat, de Stichting Het Zeeuwse Landschap, de Dienst der Kusthavens in België, de Konink-lijke Landmacht (Genie en Provinciaal Militair Commando Zeeland), aannemingsbedrijf Aertssen N V en firma Janson Bridging BV, alsmede aan het personeel van het Laboratorium voor Vloeistofmecha-nica van de T U Delft en de vele studenten van het Waterbouwdispuut van de T U Delft voor de mede-werking aan de uitvoering van de proeven.
Vanuit TAW-C werd de rapportage begeleid door ir. W.Th.J.N.P. Bakker (Rijkswaterstaat, RIKZ, en T U Delft), dr.ir. J. van de Graaff (TU Delft), ir. F. den Heijer (Rijkswaterstaat, D W W ) , i r . A.P. de Looff (Rijkswaterstaat, DWW) en dr.ir. H.J. Steetzel (WaterloopkundigLaboratorium). De auteurs van dit rapport bedanken Bakker, Van de Graaff, Den Heijer, De Looff en Steetzel voor hun kritische opmerkingen en suggesties.
Inhoudsopgave
Voorwoord
Lijst van figuren
Lijst van tabellen
Lijst van symbolen
Samenvatting
1 Inleiding 1
2 Locatie Het Zwin 5
2.1 Natuurgebied Het Zwin 5 2.2 Genomen maatregelen ter ontlasting van het gebied 6
2.3 Korrelgrootte van het zand in Het Zwin 7
3 Meetopstelling en verrichte metingen 8
3.1 Inleiding 8 3.2 Tracé zanddam in de Zwingeul
3.3 De meetbrug 1' 3.4 Metingen van waterstanden en stroomsnelheden 1
3.5 Metingen van de groei van de bres in de breedte 1 3.6 Metingen van de groei van de bres in de diepte 1
4 Journaal van de proef van 6 oktober 1994 1
4.1 Inleiding 1 4.2 Het damlichaam en de initiatiegeul 1
4.3 Het verloop van de proef 1 4.3 De resultaten van de proef 1
5 Journaal van de proef van 7 oktober 1994 2
5.1 Inleiding 2 5.2 Het damlichaam en de initiatiegeul 2
Inhoudsopgave
5.3 Het verloop van de proef 23
5.4 De resultaten van de proef 25
6 Inhoud archief van Zwin'94 experiment 35
7 Discussie 37
Literatuur 39
I Overzicht publikaties over Zwin'94 experiment 39
I I Overige literatuur 39
Bijlage A Het aanleggen van de zanddammen 41
Bijlage B Inbrengen van de meetpalen en de trillo's 42
Bijlage C Additionele metingen groei stroomgat 44
C l Inleiding 44 C.2 Meting vorm initiële bres in fasen I en I I 44
C. 3 Meting bresdiepte in fasen I , I I en I I I met piepschuimbollen 44
Bijlage D Afbraak van de meetopstelling 47
D . 1 Opruimen langs de vloedlijn 47 D.2 Trekken van de meetpalen en bergen van de trillo's 47
D.3 Verwijderen van de damrestanten 48 D . 4 Afvaart van de 'Biezelinge' uit Het Zwin 48
Bijlage E Aanbevelingen voor een volgende veldproef 49
E. 1 Inleiding 49 E.2 De bresgroeiproef op zich 49
E.3 De verrichte metingen 50 E.4 De meetinstrumenten en hulpmiddelen 51
E.5 De meetpalen 52 E.6 De meetbrug 53 E.7 Omgang met pers en publiek 53
Lijst van figuren
Figuur 1.1 Figuur 2.1 Figuur 3.1 Figuur 3.2 Figuur 4.1 Figuur 4.2 Figuur 4.3 Figuur 5.1 Figuur 5.2 Figuur 5.3 Figuur 5.4a Figuur 5.4b Figuur 5.5 Figuur 5.6V i j f fasen in proces van bresgroei. Locatie Het Zwin.
Tracé zanddam in monding Zwingeul en positie meetpunten M P l t/m MP6.
Dwarsdoorsnede en bovenaanzicht van de zanddam met de posities van de trillo's (ma-ten in meters).
Dwarsprofiel van de zanddam op 6 oktober 1994
Langsprofiel van de zanddam over de initiële bres op 6 oktober 1994.
Groei bresbreedte 5,^; (gemeten aan de waterlijn) en bresbreedte B^,. (gemeten aan de kruin van de dam op NAP + 3,3 m) in de proef van 6 oktober 1994.
Dwarsprofiel van de zanddam op 7 oktober 1994.
Langsprofiel van de zanddam over de initiële bres op 7 oktober 1994. Resultaten van de waterstandsmetingen in M P l t/m MP5 op 7 oktober 1994. Resultaten van de stroomsnelheidsmetingen in MP2 t/m MP5 op 7 oktober 1994. Resultaten van de stroomsnelheidsmetingen in MP2 t/m MP5 op 7 oktober 1994 (Ott-molens in MP4 voor O < r < 35 min en in MP5 voor O < t < 30 min niet permanent onder water, zie paragraaf 5.4).
Omvallen van de letterbordjes ( • • ) en positie van de koppen van de zanddam (aan de kruin op NAP -I- 3,3 m, ) in de proef van 7 oktober 1994.
Waargenomen verloop bresbreedte fi^,. (aan de kruin van de dam) in de proef van 7 oktober 1994.
Lijst van tabellen
Lijst van tabellen
Tabel 2.1 Tabel 4.1 Tabel 5.1 Tabel 5.2 Tabel 5.3 Tabel 5.4 Tabel 5.5
^ 1 0 - -^50 en D, 90 van het zand in Het Zwin.
Tabel 5.6 Tabel 5.7 Tabel 5.8 Tabel 5.9 Tabel 5.10 Tabel 5.11 Tabel 5.12 Tabel 5.13
Waargenomen bresbreedte B,^/ (gemeten aan de waterlijn) en (gemeten aan de Icruin van de dam op NAP + 3,3 m) in de proef van 6 oktober 1994; waarnemingen van dia's van Snip (genummerd 10-xx) en dia's (genummerd V-yy) en foto van Visser.
Resultaten metingen stroomsnelheden in de bres (met drijvers en video) in de proef van 7 oktober 1994.
Tijdstip van omvallen van de letterbordjes gemeten vanaf ^ = O (is 14:25 uur) in de proef van 7 oktober 1994.
Waargenomen bresbreedte B^.,. (breedte aan de kruin van de dam op NAP + 3,3m) in de proef van 7 oktober 1994; waarden opgemeten uit figuur 5.5.
Verticale positie bodem Zwingeul bij meetpalen MP12 t/m MP16 (uit Meetdienst Zee-land, 1995).
Geschatte stroomsnelheden u in de bres in de proef van 7 oktober 1994 en de bijbeho-rende maximale waarden van de trillosignalen tr (zie Bijlage I I in Smit en Snip, 1995c, of figuur 4.1 in Somers, 1995) op t= 16, 18, 20, 22,5, 26, 30, 34, 38, 42, 50 en 55 minuten.
Resultaten aflezing signalen trillo's in MP12 t/m MP16 op f = 16 min (proef van 7 oktober; + = trillo duidelijk in stroming, o = twijfelachtig,
-Resultaten aflezing signalen trillo's in MP12 t/m MP16 op t ber; I = trillo duidelijk in stroming, o = twijfelachtig, -Resultaten aflezing signalen trillo's in MP12 t/m MP16 op / ber; + = trillo duidelijk in stroming, o = twijfelachtig, -Resultaten aflezing signalen trillo's in MP12 t/m MP16 op t tober; -I- = trillo duidelijk in stroming, o = twijfelachtig. Resultaten aflezing signalen trillo's in MP12 t/m MP16 op t ber; + = trillo duidelijk in stroming, o = twijfelachtig, -Resultaten aflezing signalen trillo's in MP12 t/m MP16 op t ber; I = trillo duidelijk in stroming, o = twijfelachtig,
-Resultaten aflezing signalen trillo's in MP12 t/m MP16 op / = 34 min (proef van 7 okto ber; + = trillo duidelijk in stroming, o = twijfelachtig, - = trillo duidelijk in bed). Resultaten aflezing signalen trillo's in MP12 t/m MP16 op r = 38 min (proef van 7 okto ber; + = trillo duidelijk in stroming, o = twijfelachtig, - = trillo duidelijk in bed).
= trillo duidelijk in bed). = 18 min (proef van 7
okto-= trillo duidelijk in bed). = 20 min (proef van 7
okto-= trillo duidelijk in bed). = 22,5 min (proef van 7 ok¬ - = trillo duidelijk in bed). = 26 min (proef van 7
okto-= trillo duidelijk in bed). = 30 min (proef van 7
okto-= trillo duidelijk in bed).
Tabel 5.14 Resultaten aflezing signalen trillo's in MP12 t/m MP16 op r = 42 min (proef van 7 okto-ber; + = trillo duidelijk in stroming, o = twijfelachtig, - = trillo duidelijk in bed). Tabel 5.15 Resultaten aflezing signalen trillo's in MP12 t/m MP16 voor 50 min < t < 55 min (proef
van 7 oktober; + = trillo duidelijk in stroming, o = twijfelachtig, - = trillo duidelijk in bed).
Lijst van symbolen
Lijst van symbolen
symbool omschrijving Sl-eenheid
Bj^^. breedte bres aan de Icruin van de dam [m]
B,^; breedte bres aan de waterlijn [m]
d waterdiepte [m]
ö „ korrelgrootte waarvoor geldt dat n% van het mengselvolume een
diameter heeft die kleiner is dan D„ [m]
D j o mediane korreldiameter [m]
Fr kental van Froude = ulsfgd [-] g versnelling der zwaartekracht [m/s^] t tijd {t = Q bij aanvang van de proef op IQ) [min]
u diepte-gemiddelde stroomsnelheid [m/s]
/3 hellingshoek binnentalud [°] /3o hellingshoek binnentalud op [°] /Sj kritieke waarde van/3 [°]
Samenvatting
Op 6 en 7 oktober 1994 is door de vakgroep Waterbouwkunde van de Technische Universiteit Delft, in samenwerking met de Dienst Weg- en Waterbouwkunde en de Directie Zeeland van Rijks-waterstaat en het Waterloopkundig Laboratorium, een grootschalig experiment uitgevoerd naar het proces van stroomgatgroei in een bezwijkende dijk. Het experiment omvat twee proeven welke plaats-vonden in het natuurgebied Het Zwin bij Cadzand (Zeeuws-Vlaanderen).
Het experiment werd uitgevoerd in het kader van het bresgroei-onderzoek dat, in opdracht van de Dienst Weg- en Waterbouwkunde, sedert 1991 door het Waterloopkundig Laboratorium en de Techni-sche Universiteit Delft wordt verricht voor Werkgroep C van de TechniTechni-sche Adviescommissie voor de Waterkeringen (TAW). Het doel van dit onderzoek is de ontwikkeling van een mathematisch model voor de groei van de bres in een doorbrekende dijk. Het onderzoek beperkt zich vooralsnog tot het proces van bresgroei in dijken volledig opgebouwd uit zand.
Doel van het experiment was het verkrijgen van gedetailleerde prototypegegevens over de groei van het stroomgat in een bezwijkende zanddam voor de verificatie van mathematische modellen. Een groot deel van de voorbereiding van het experiment werd verricht door de tweede en derde auteur van dit rapport, in het kader van hun afstudeerwerk bij de vakgroep Waterbouwkunde.
In dit rapport wordt een beschrijving gegeven van de meetopstelling, wordt een compleet overzicht gegeven van alle beschikbare meetresultaten en worden de nog niet elders gepubliceerde meetgegevens gepresenteerd. Het rapport vormt met het 'Meetverslag Bresgroei Zwingeul' van de Meetdienst Zee-land van de Directie ZeeZee-land van Rijkswaterstaat (Meetdienst ZeeZee-land, 1995) en het 'Meetverslag bresgroeiproef Zwin, 7 oktober: de trillometingen' (Somers, 1995) de verslaglegging over de uitwer-king van de data van het Zwin'94 experiment. Het rapport is met name geschreven voor (toekomstige) gebruikers van de resultaten van dit veldexperiment. Voor deze gebruikers staat het Zwin'94 archief ter beschikking, bestaande uit relevante kaarten, rapporten, publikaties, foto- en diamateriaal en video-banden. Een overzicht van de inhoud van het Zwin'94 archief is opgenomen in dit rapport.
1 Inleiding
1 Inleiding
Op 6 en 7 olctober 1994 is door medewerkers en studenten van de Technische Universiteit Delft (vakgroep Waterbouwkunde), in samenwerking met de Dienst Weg- en Waterbouwkunde, de Directie Zeeland van Rijkswaterstaat en het Waterloopkundig Laboratorium, een veldonderzoek uitgevoerd naar het proces van stroomgatgroei in een bezwijkende zanddijk. De proeven vonden plaats in de Zwingeul in het natuurgebied Het Zwin bij Cadzand (Zeeuws-Vlaanderen).
Het experiment werd uitgevoerd in het kader van het bresgroei-onderzoek dat, in opdracht van de Dienst Weg- en Waterbouwkunde, sedert 1991 door het Waterloopkundig Laboratorium en de Techni-sche Universiteit Delft wordt verricht voor Werkgroep C van de TechniTechni-sche Adviescommissie voor de Waterkeringen (TAW-C). Doel van dit onderzoek is inzicht te verkrijgen in het proces van bres-groei om vervolgens een numeriek model te ontwikkelen waarmee de bres-groei van het stroomgat en het debiet door de bres in geval van een dijkdoorbraak voorspeld kunnen worden (zie Kraak e.a., 1995 en Bakker e.a., 1996).
Het onderzoek heeft zich tot nu toe beperkt tot het proces van bresgroei in dijken die volledig zijn opgebouwd uit zand. De complexiteit van het proces maakt deze beperking noodzakelijk. Deze aanpak lijkt nogal onwerkelijk, maar is dat niet echt. Immers, nieuwe dijken worden tegenwoordig veelal van een forse zandkern voorzien. Als in zo'n dijk eenmaal een initieel gat is geslagen (door één van de bezwijkmechanismen afschuiving, piping, overlopen en golf(over)slag, of een combinatie van deze mechanismen), en dus de zandkern bloot is gekomen, dan zullen waarschijnlijk de overgebleven lagen klei en oeverbescherming nauwelijks nog weerstand kunnen bieden aan de sterke stroming. Overigens is voor een later stadium onderzoek naar het effect van kleilagen en oeverbeschermingen gepland om dit te verifiëren.
I n de periode 1991-1994 zijn in het Waterloopkundig Laboratorium laboratoriumproeven uitge-voerd (zie Steetzel en Visser, 1992, 1993, en Steetzel, 1996a), is een bureauonderzoek afgerond naar het transport van sediment bij zeer grote stroomsnelheden (zie Visser, 1994b, 1995b) en zijn de eerste versies van het mathematische model gemaakt (zie Visser e.a., 1991, Visser, 1994a, 1995a, en Steetzel, 1996b). Hierbij kon voortgebouwd worden op de resultaten van eerder onderzoek van de T U Delft in 1986 (voor de haalbaarheidsstudie van een pompaccumulatiecentrale in Nederland, zie Visser e.a., 1986, en Visser, 1989) en een veldproef, ook in de Zwingeul, door Rijkswaterstaat in
1989 uitgevoerd (zie De Looff, 1990, en Visser e.a., 1991).
Deels op basis van deze proeven, gedeeltelijk ook op theoretische gronden, wordt ondertussen duidelijk dat het proces van stroomgatgroei in een zanddijk uit v i j f verschillende fasen bestaat, zie Visser (1994a, 1995a). Figuur 1.1 toont schematisch de eerste vier stadia van dit proces. Aangenomen
is dat de bresgroei begint (op t = IQ) met de stroming van water door een Ideine initiële bres aan de kruin van de dijk, als gevolg waarvan al snel een geul in het binnentalud ontstaat. De v i j f stadia in het bresgroeiproces zijn dan:
I . Toename van de hellingshoek /3 van de bodem van de geul in het binnentalud van een initiële waarde /3o op r = IQ naar een kritieke waarde /Sj op f = .
I I . Voortzetting van de erosie van het binnentalud, resulterend in een afname van de lengte van de kruin van de kruin van de dijk in het stroomgat voor < t < hellingshoek van het bin-nentalud blijft (theoretisch) gelijk aan de kritieke waarde /3i.
I I I . Daling van de dijkkruin in de bres en als gevolg daarvan een toename van de bresbreedte voor ^2 < ? < ^3. Op f3 is de dijk in de bres weggeërodeerd.
I V . Voortzetting van de bresgroei in zowel verticale (ontgrondingskuil) als in horizontale richting voor ^3 < f < ?4. Op ^4 gaat de afvoer door het stroomgat over van ongestuwd naar gestuwd; de stroming door het stroomgat gaat dan over van superkritisch {Fr > 1 voor t < t^) naar subkri-tisch {Fr < 1 voor t> t^). Omdat de stroomsnelheden na afnemen bereikt de ontgrondingskuil aan het einde van deze fase (mogelijk) een maximale diepte.
1 Inleiding
V. Voortzetting van de bresgroei in de breedte (en mogelijk ook nog in de diepte) voor ^4 < / < ^5. Op % zijn de stroomsnelheden in de bres zo klein (begin van beweging) geworden, dat de bres niet meer verder groeit.
In het rekenmodel wordt getracht voor elk van deze fasen een relatief eenvoudige beschrijving van het maatgevende erosieproces te geven. De formulering van de bresgroei in de eerste drie fasen is gereed. Een goede overeenkomst van de modelvoorspellingen met de meetgegevens is daarbij gerea-liseerd, zie Visser (1994a, 1995a). Echter, goede meetgegevens van de laatste fasen, waarbij een ontgrondingskuil ontstaat, ontbraken nog. Een goede modellering was daardoor niet mogelijk. I n 1993 is daarom besloten deze fasen in een veldproef te onderzoeken.
De voorbereiding van het Zwin'94 experiment nam bijna een jaar in beslag. De toen nog studenten M.J. Smit en D . W . Snip namen, in het kader van hun afstudeerwerk, een groot deel van deze voorbe-reiding voor hun rekening. De begeleiding van de voorbevoorbe-reiding en de uitvoering van de proef vanuit TAW-C was in handen van ir. W.Th.J.N.P. Bakker (Rijkswaterstaat, RIKZ en T U Delft), dr.ir. J. van de Graaff (TU Delft), ir. A . W . Kraak (Rijkswaterstaat, DWW), dr.ir. H.J. Steetzel (Waterloop-kundig Laboratorium) en ir. P.J. Visser (TU Delft). De metingen werden uitgevoerd door de Meet-dienst Zeeland van de Directie Zeeland van Rijkswaterstaat onder leiding van D . Louws, en door personeel en studenten van de Vakgroep Waterbouwkunde van de Technische Universiteit Delft.
Het Zwin'94 experiment omvat twee proeven. Na de minder geslaagde proef van 6 oktober 1994 is de volgende dag nogmaals een proef gedaan die wel goed verliep. Het totale experiment is ge-slaagd: de twee proeven hebben een grote hoeveelheid bruikbare meetgegevens opgeleverd waarmee bresgroeimodellen getoetst kunnen worden.
Inmiddels zijn er een negental rapporten en publikaties over het veldexperiment verschenen, zie het overzicht publikaties over het Zwin'94 experiment in de literatuurlijst. De afstudeerverslagen Smit en Snip (1995a, 1995b, 1995c) beschrijven de studies die gedaan zijn ter voorbereiding van het expe-riment. I n Visser (1994a) wordt de toenmalige versie van het mathematisch model beschreven alsmede een voorspelling voor het Zwin'94 experiment gegeven op basis van dat model en het Zwin'89 experi-ment. Het artikel in Otar, zie Visser e.a. (1995), en het uitgebreidere 'Het Zwin, successen en lessen. Bresgroei-experimenten', zie Bakker e.a. (1996), zijn beschrijvingen voor een breed publiek over de achtergronden en het doel van het bresgroeionderzoek alsmede een beschrijving van het verloop van beide proeven. De publikatie in de proceedings van Coastal Dynamics'95, zie Visser e.a. (1996), be-vat met name een beschrijving van de geslaagde proef van 7 oktober 1994 en de belangrijkste meetre-sultaten van deze proef (waterstanden, stroomsnelheden en bresbreedte).
De feitelijke meetverslagen van het Zwin'94 experiment zijn 'Meetverslag Bresgroei Zwingeul' van de Meetdienst Zeeland, zie Meetdienst Zeeland (1995), 'Meetverslag bresgroeiproef Zwin, 7 ok-tober: de trillometingen', zie Somers (1995) en het onderhavige verslag. I n dit rapport wordt een
beschrijving gegeven van de meetopstelling, wordt een compleet overzicht gegeven van alle beschik-bare meetresultaten en worden de nog niet elders gepubliceerde meetgegevens gepresenteerd. Het rap-port is met name bedoeld voor (toekomstige) gebruikers van de resultaten van het Zwin'94 experi-ment.
In hoofdstuk 2 wordt een beschrijving gegeven van de locatie van het experiment, het natuurgebied Het Zwin, en van de maatregelen die werden genomen om het gebied niet al te zeer te verstoren. D i t hoofdstuk bevat tevens een paragraaf over het zand waarmee de zanddam werd gebouwd. Hoofdstuk 3 bevat een beschrijving van de meetopstelling en de uitgevoerde metingen. De journaals en de resul-taten van beide proeven staan beschreven in de hoofdstukken 4 en 5. In hoofdstuk 6 wordt een over-zicht gegeven van alle beschikbare meetgegevens van het Zwin'94 experiment. Deze gegevens bevin-den zich in het archief van Zwin'94 experiment, dat tot 1 januari 1998 bewaard wordt in het Labora-torium voor Vloeistofmechanica van de Faculteit der Civiele Techniek in Delft, en daarna in het TAW-archief van de Dienst Weg- en Waterbouwkunde van Rijkswaterstaat. Het rapport wordt afge-sloten met een discussie in hoofdstuk 7.
2 Locatie Het Zwin
2 Locatie Het Zwiii
2.1 Natuurgebied Het Zwin
Het natuurgebied Het Zwin ligt in Zeeuws-Vlaanderen, op de grens van België en Nederland, tus-sen Knokke en Cadzand (zie figuur 2.1). Het gebied bestaat voor een groot deel uit kwelder, door-sneden met geulen. Het staat via de Zwingeul in open verbinding met de Noordzee. Ongeveer 6/7 deel van Het Zwin bevindt zich op Belgisch grondgebied. Alleen de monding van de Zwingeul en de toegangsgeul naar het achterliggende gebied, 1/7 deel van Het Zwingebied, behoren tot Nederlands grondgebied. Door getijdoordringing wordt het gebied twee maal per dag gevoed met zout water. Het getijdegebied is ongeveer 1 km lang en 1,5 km breed en wordt aan landzijde omringd door een dijk, de zogeheten 'Internationale D i j k ' . De monding van de Zwingeul doorsnijdt het strand en is daar ge-heel omgeven door zand. In de periode voorafgaand aan het experiment lag de bodem van de Zwin-geul (gemiddeld over het diepste gedeelte over een breedte van ongeveer 40 m) ter plaatse van de zanddam op ongeveer NAP + 0,50 m (zie Meetdienst Zeeland, 1995).
Het getijverschil in het kustgebied nabij Het Zwin is voor Nederlandse begrippen tamelijk groot; circa 2,85 m tijdens doodtij en zo'n 4,35 m tijdens springtij. Gemiddeld stroomt er per getij ongeveer 3,5 * 10^ m^ water het gebied in en uit. Het grote getijverschil, het redelijk omvangrijke
kombergings-Figuur2.1 Locatie Het Zwin
volume en het in overvloed aanwezige zand maken Het Zwin in principe tot een goede locatie voor het uitvoeren van grootschalige experimenten naar dijk- of damdoorbraken.
Langs het kustgedeelte waar de Zwingeul in uitmondt, vindt een netto zandtransport van zuid naar noord plaats van ongeveer 2,0 * 10^ m^/jaar. Mede door dit grote langstransport verandert de positie van de Zwingeul voortdurend. Daarnaast vindt er afzetting van zowel zand als slib in het komber-gingsgebied plaats. Zonder periodieke uitdiepingsoperaties zou het gebied naar verwachting binnen enkele jaren volledig verzanden. Volledige afsluiting van Het Zwin heeft tot gevolg dat regelmatige voeding door het getijde niet meer mogelijk is waardoor het karakter van het gebied met een unieke flora en fauna zal veranderen. Vanwege de zeldzaamheid van sluftergebieden langs de duinkusten van NW-Europa, wordt er zowel van Belgische als Nederlandse zijde naar gestreefd het gebied voor totale verzanding te behoeden. Sinds 1989 worden dan ook ongeveer om de twee jaar uitdiepingswerkzaam-heden uitgevoerd om de monding van de Zwingeul open te houden. Omdat Het Zwin een kwetsbaar natuurgebied is, mag het gebied niet te lang van de Noordzee worden afgesloten. In overleg is besloten hiervoor een maximale periode van 48 uur aan te nemen.
2.2 Genomen maatregelen ter ontlasting van het gebied
Een groot aantal maatregelen werd genomen om alle eventuele nadelige effecten van de uit te voeren dijkdoorbraakproef in Het Zwin tegen te gaan of te compenseren. Bescherming van het natuur-gebied stond voorop in het gehele project.
Ter bescherming van de flora werd het gebied met begroeiing afgebakend waarbinnen de aannemer met zijn materieel niet mocht komen. Voorafgaand aan het experiment werd de zandvang in de Zwin-geul uitgediept. De komberging van de zandvang werd op deze wijze sterk vergroot, stroomsnelheden namen hier af en het meegespeelde zand kon weer bezinken. Na het experiment werd de zandvang wederom op diepte gebracht. Op deze wijze werd een door het experiment veroorzaakte extra zand-toevoer achter de zanddam opgevangen. Een bescherming van het schor recht tegenover de bres werd gerealiseerd door de toegangsgeul te verleggen en uit te diepen naar de zandvang.
Wegspoelen van waardevolle flora en fauna kon door de proeven niet worden veroorzaakt; deze bevinden zich voornamelijk achterin het gebied. Alle meetapparaten werden vastgebonden door middel van staaldraden en konden derhalve niet onder het zand verdwijnen. De palen die werden ingespoten zijn na afloop van de proef weer uit het zand getrokken. Hetzelfde geldt voor de steunpalen van de meetbrug. Na afloop van beide proeven is een uitgebreide zoekactie naar restanten van de proef on-dernomen, zie Bijlage D . 1 .
2 Locatie Het Zwin
2.3 Korrelgrootte van het zand in Het Zwin
De zanddammen werden opgebouwd met lolcaal zand uit de Zwingeul en van het strand aan Belgi-sche zijde. Op de dagen van de proeven zijn 6 zandmonsters genomen in de monding van Het Zwin. Van deze 6 monster zijn in het Laboratorium voor Vloeistofmechanica van de T U Delft zeefkrommen gemaakt. Het resultaat (zie Tabel 2.1) hiervan laat zien dat in Het Zwin twee soorten zand te vinden zijn met elk een eigen kor rel verdel ing. Het fijnere zand is het zand dat van nature in Het Zwin aan-wezig is; het grovere zand is zand dat als gevolg van strand-suppleties in België in Het Zwin terecht is gekomen. Dit laatste zand is van de zeebodem opgezogen en op het strand in België opgespoten. Later is dit zand door de zee naar Nederland meegevoerd en onder andere in de Zwinmond afgezet.
^50 ^90 Zandsoort Monsters [jum] [firn] [jLim]
'Oorspronkelijk' Zwinzand I I , I I I & V I 155 185 285
Suppletiezand I , I V & V 215 315 600
Tabel 2.1 D^Q, D^Q en Dg^ van het zand in Het Zwin.
De Dgo van het suppletiezand is tamelijk groot. Dit komt doordat in het zand kleine schelpdeeltjes te vinden waren die bij een eerste schifting niet van zandkorrels te scheiden waren en doordat som-mige zandkorrels, ondanks meerdere dagen drogen in een oven, aan elkaar gekit waren. Hierdoor ble-ven deze op zich kleinere korrels toch op een grovere zeef liggen. De beide zandsoorten kwamen door elkaar voor. Afhankelijk van de plaats en de diepte waar het zand opgegraven was, was of de ene of de andere soort in het damlichaam te vinden. Op de bodem van de Zwingeul waren de beide soorten ook door elkaar te vinden, waarbij het grovere zand in banken op het fijnere lag. B i j het inspuiten van de meetpalen kwam rond de paal telkens zand naar boven gespoeld. Wanneer de paalpunt op on-geveer 3 m onder de geulbodem was, kwam vrijwel alleen zand van het fijnere soort boven.
3 Meetopstelling en verrichte metingen
3.1 Inleiding
Het Zwin'94 experiment omvat twee proeven, uitgevoerd op achtereenvolgens 6 en 7 oktober 1994. Hoewel het in een vroeg stadium van de voorbereidingen wel aan de orde is geweest meerdere proeven te doen, is hier in eerste instantie toch van afgezien. Het werd te kostbaar (en bovendien zeer moeilijk haalbaar) geacht om in een relatief korte tijd de gehele proefopstelling weer op te bouwen. Na het niet volledig slagen van de proef op 6 oktober 1994, is echter besloten een dag later nog-maals een proef te doen. D i t werd ook ingegeven door het feit dat de meeste trillo's (zie paragraaf 3.6) na de eerste proef nog bleken te werken. De afmetingen van het stroomgat bleven in de eerste proef relatief klein, zowel in de diepte als in de breedte, zodat het merendeel van de onder de zand-dam ingegraven trillo's niet bloot was gekomen. Wel moest de tweede proef zonder meetbrug uit-gevoerd worden (zie paragraaf 3.3).
In het Zwin'94 experiment ging het met name om het meten van de volgende grootheden (de toe-gepaste meetmethode staat tussen haakjes):
® waterstanden nabij de bres (met druksensoren);
• stroomsnelheden in en nabij de bres (met Ott-molens, drijvers en een A Z T M ) ; • breedte van de bres (met video en fotografie);
• diepte van de bres (met zogenaamde trillo's);
e geometrie van de ontgrondingskuil na de proef (d.m.v. lodingen).
Daarnaast zijn metingen gedaan van de zandconcentratie en de geleidendheid in een punt beneden-strooms van de bres en zijn nog een aantal back-up metingen gedaan, deze laatste over het algemeen helaas met weinig succes (zie Bijlage C).
3.2 Tracé zanddam in de Zwingeul
Het tracé van de zanddam liep van de duinvoet van de meest zuidelijke duinen aan Nederlandse zijde tot aan de duinvoet van de meest noordelijke duinen aan Belgische zijde dwars door de Zwingeul heen en had een totale lengte van circa 250 m (zie figuur 3.1). Het tracé was geknikt zodanig dat in het diepste gedeelte van de Zwingeul het loodrecht op de as van de Zwingeul stond. Hiermee werd enerzijds een rechte aanstroming van de bres tijdens het bezwijken van de zanddam bewerkstelligd, anderzijds werd het volume van de zanddam zoveel mogelijk beperkt. De Zwingeul was ter plekke van de dam ongeveer 100 m breed. Voor de aanleg van een dam met een kruinhoogte op NAP -I- 3,3 m
volgens een recht tracé van duinvoet tot duinvoet zou ruim 6000 m^ zand nodig zijn, voor een dam volgens het geknikte tracé ongeveer 5100 m^.
De ligging van de monding van de Zwingeul is in de periode 8 augustus 1994 t/m 10 oktober 1994 door middel van waterpassingen (door de Meetkundige Dienst van Rijkswaterstaat) en lodingen (door de Meetdienst Zeeland van de Directie Zeeland van Rijkswaterstaat) vastgelegd, zie hiervoor Meet-dienst Zeeland (1995) en de kaarten gemaakt door de MeetMeet-dienst Zeeland (bevinden zich ook in het Zwin'94 archief, zie hoofdstuk 6).
Het dwarsprofiel van de zanddam van de eerste proef is weergegeven in figuur 4 . 1 , dat van de tweede proef in figuur 5.1. Voor een korte beschrijving van het aanleggen van de zanddammen wordt verwezen naar Bijlage A .
3.3 De meetbrug
Ten behoeve van de visuele waarnemingen van de breedte van de bres en voor het verrichten van snelheidsmetingen in het stroomgat is over de dam een meetbrug gelegd. Deze meetbrug had een vrije overspanning van 48.8 meter en een kokervormige doorsnede en was uit Baileybrugpanelen opge-bouwd. De bouw van de brug en haar oplegpunten was uitbesteed aan Janson Bridging B V te Aalst. De brug was aan beide zijden opgelegd op stalen buispal en met een diameter van 91 cm en een wand-dikte van 1,3 cm. De buispalen hadden een lengte van 16 m. Voor een beschrijving van de opbouw en de demontage van de meetbrug wordt verwezen naar Smit en Snip (1995b).
Na afloop van de eerste proef, nadat het in de dam geslagen gat gesloten was, is de meetbrug ver-wijderd. De tweede proef is uitgevoerd zonder meetbrug, omdat verwacht werd dat het demonteren van de meetbrug zonder onderliggende dam moeilijker zou worden dan aanvankelijk was ingeschat, zie Smit en Snip (1995b). Wanneer de meetbrug niet op tijd zou zijn verwijderd dan kon het meet-schip van de Meetdienst Zeeland, de 'Biezelinge', niet op tijd Het Zwin uitvaren omdat de brug de geul zou blokkeren. Voor het vlot komen van de 'Biezelinge' in de Zwingeul was een hoog hoogwater nodig en na vrijdag 7 oktober nam de hoogte van het hoogwater snel af.
3.4 Metingen van waterstanden en stroomsnelheden
Voor de bevestiging van de stroomsnelheidsmeters en de druksensoren werden door de Meetdienst Zeeland en aannemingsbedrijf Aertssen NV zes meetpalen geplaatst in de meetpunten M P l t/m MP6 (zie figuur 3.1 en Bijlage B).
De volgende metingen van waterstanden met druksensoren en stroomsnelheden met Ott-molens zijn in de meetpunten M P l t/m MP5 gedaan (zie Meetdienst Zeeland, 1995):
3 Meetopstelling en verrichte metingen
e MP2: waterstand en stroomsneliieid op NAP + l , 4 8 m en op NAP + 2 , 3 6 m ;
• MP3: waterstand en stroomsnelheid op NAP + l , 6 2 m en op NAP + 2 , 4 2 m ;
• MP4: waterstand (op 7 oktober ook visueel met verrekijker vanaf de dam) en stroomsnelheden op NAP +1,22 m (6 oktober) en op NAP +1,70 m en op NAP +2,20 m (7 oktober);
• MP5: waterstand en stroomsnelheid op NAP + 1,22 m (6 oktober) en op NAP +1,44 m en op NAP + 2 , 1 4 m (7 oktober);
Tevens zijn in MP6 met een A Z T M (Akoestische ZandTransportMeter) en een zoutmeter nog de vol-gende grootheden gemeten:
® MP6: stroomsnelheid en -richting, zandconcentratie en geleidendheid op NAP + 0,99 m.
De posities van de meetpunten M P l t/m MP6 t.o.v. de zanddam zijn weergegeven in figuur 3.1 (in de figuur is het bovenaanzicht van de dam van 6 oktober 1994 getekend, d.w.z. met een buiten-talud 1:3, terwijl van de zanddam van 7 oktober de helling van het buitenbuiten-talud 1:1,5 was). De data die door de meetinstrumenten van de Meetdienst Zeeland werden geproduceerd, werden opgeslagen op dataloggers die bovenaan de meetpalen M P l t/m MP6 geplaatst waren. Voor het begin van een proef werden deze dataloggers handmatig aangezet.
Op 4, 5, 6 en 7 oktober is voor het middag-hoogwater op alle bovengenoemde instrumenten een controle uitgevoerd op conditie, werking en positie van de instrumenten. Na elke controle waren de meetinstrumenten in orde en gereed om te meten (Meetdienst Zeeland, 1995).
Omdat de tweede proef zonder meetbrug is uitgevoerd, was het niet mogelijk om met een Ott-molen de watersnelheden in de bres te meten. Om toch een goed idee van de optredende snelheden te kunnen krijgen, zijn gedurende de doorbraak met enige regelmaat drijvende objecten in de bres geworpen aan Nederlandse zijde. Aan deze zijde werd eveneens een 5 m lange meetbalk naast de bres gehouden met daarop een decimeterverdeling. Aan Belgische zijde van de bres werden de drijvers met videocamera gevolgd. Op deze wijze kon naderhand aan de hand van de videobeelden de snelheid van het water in de bres worden bepaald (zie paragraaf 5.4).
3.5 Metingen van de groei van de bres in de breedte
De groei van het stroomgat in de tijd is met zowel video als met een relatief groot aantal fotocame-ra's vastgelegd, en wel op de volgende wijze:
• video vanaf de'Biezelinge';
• zwart/wit foto's vanaf de 'Biezelinge' (één serie foto's genomen om de dertig seconden bij een op de gehele locatie duidelijk hoorbaar geluidssignaal, op 6 oktober gedurende de eerste acht minuten om de vijftien seconden);
• zwart/wit foto's vanaf de 'meetbrug van de beide koppen van de dam bij de bres (twee series foto's, gemaakt om de dertig seconden bij het geluidssignaal; alleen op 6 oktober 1994);
« kleurenfoto's en -dia's vanaf de beide uiteinden van de zanddam (door in totaal 4 personen); • kleurenfoto's vanuit de helikopter vliegend boven de bres (één serie van foto's genomen om de
zestig seconden; alleen op 6 oktober).
Om het aflezen van de bresbreedte vanaf het videobeeld en de foto's/dia's mogelijk te maken zijn op diverse plaatsen op de proeflocatie lengteschaalaanduidingen en klokken aangebracht. De lengte-schaalaanduidingen bestonden uit:
m horizontale meetlatten (met decimeterverdeling) aan weerszijden van de meetbrug;
9 piepschuimen vierkanten bordjes (30 cm * 30 cm) met paaltjes gestoken in de kruin van de zand-dam, d.w.z. tussen de oplegpunten van de meetbrug in de lengterichting van de zanddam. (Op 6 oktober 1994 stonden de paaltjes aan de Zwinzijde van de meetbrug.)
Op de bordjes stond een letter ter herkenning van het paaltje. De volgorde begon b i j de 'Belgische paal' van de brug met de letter A ; de hierop volgende paaltjes stonden 2 m uit elkaar. Aan Belgische zijde van de initiële bres (hier ook initiatiegeul genoemd) stond paaltje L , het daaropvolgende paaltje M stond 4 m naar Nederlandse zijde toe aan de andere zijde van de initiatiegeul. Daarna volgden de paaltjes elkaar weer om de 2 m op, met paaltje V als hekkesluiter voor de Nederlandse paal van de meetbrug.
De tijdaanduiding bestond op 6 oktober 1994 uit drie klokken met een diameter van 0,6 m, geplaatst tegen de meetbrug, twee aan de zijde van Het Zwin en één aan de zijde van de Noordzee. Op 7 oktober 1994 bestond de tijdaanduiding uit één van deze klokken, geplaatst op de kruin van de zanddam en uit een iets kleinere klok in handen van één van de medewerkers, die deze klok op ver-zoek in het beeld van de camera's bracht. Het spreekt voor zich dat de videocamera een tijdaandui-ding had. Verder was de fotocamera van de derde auteur voorzien van een 'data-back' die de dag, het uur en de minuten op elk dia zette. De fotografen op de 'Biezelinge' en de meetbrug namen aan het begin en aan het einde van de proeven een foto van een klok of een horloge.
De foto's die vanaf de meetbrug werden genomen, zouden een beeld geven van de variatie van de breedte van de bres loodrecht op de as van de dam; op de dam vastgeprikte plaatjes dienden als een referentie-grid (zie Bijlage C).
3.6 Metingen van de groei van de bres in de diepte
Om de geometrie van de ontgrondingskuil in de tijd vast te kunnen leggen, is door het Laboratori-um voor Vloeistofmechanica (TU Delft) een relatief eenvoudig meetinstrLaboratori-ument ontwikkeld, de ' t r i l l o ' . De trillo registreert bewegingen die door de omgeving aan het instrument worden opgelegd en repro-duceert deze bewegingen op kwalitatieve wijze in een elektrisch signaal dat als tijdsfunctie via een data-acquisitie systeem op een PC opgeslagen kan worden. De trillo kan het best worden omschreven als een instrument voor het kwalitatief meten van trillingen. Voor een beschrijving van het instrument
3 Meetopstelling en verrichte metingen
wordt verwezen naar Smit en Snip (1995c).
Uit testproeven, uitgevoerd in het Laboratorium voor Vloeistofmechanica (zie Smit en Snip, 1995c), bleek dat een trillo bij de in de bres optredende stroomsnelheden een van het nul-signaal goed te onderscheiden signaal produceert, dat ook na het passeren van 150 m coax-kabel goed te verwerken was door het gebruikte data-acquisitiesysteem.
Voor het verrichten van metingen aan de groeiende bres zijn 64 trillo's gebruikt. Veertig hiervan werden bevestigd aan 10 meetpalen (MP7 t/m MP16) en 24 werden los in de zanddam geplaatst. De meetpalen met trillo's werden geheel ingespoten in de bodem van de Zwingeul ter plaatse van de initi-ële bres in de zanddam, zie Bijlage B. Aan elke paal werden 4 trillo's bevestigd, trillo A op 0,75 m, trillo B op 1,50m, trillo C op 2,25 m en trillo D op 3,00m onder de geulbodem, zie figuur 3.2. De losse trillo's werden in drie lagen in de zanddam geplaatst: een laag op het niveau van de bodem van de Zwingeul, een tweede ongeveer 1 m hoger en een derde 2 m boven de bodem. De locatie van de koppen van de meetpalen en de coördinaten van de los gelegde trillo's zijn in (x,y,z)-coördinaten vastgelegd door de Meetkundige Dienst van Rijkswaterstaat, zie Meetdienst Zeeland (1995). De verti-cale posities van de bodem van de Zwingeul (dus van de koppen van de meetpalen) ter plaatse van de meetpalen MP12 t/m MP16 (met de trillo's die uiteindelijk gewerkt hebben) zijn weergegeven in tabel 5.5).
Tijdens de proeven werden de trillo's bemonsterd met een frequentie van ongeveer 100 Hz. De eigenfrequentie van de trillingsmeter lag rond de 19 Hz; per instrument verschilde de eigenfrequentie enige Hz. De gekozen bemonsteringsfrequentie van 100 Hz was voldoende groot ten opzichte van deze eigenfrequentie om een voldoend nauwkeurige afspiegeling van het bemonsterde signaal te geven. Het signaal dat door de trillo's werd afgegeven, werd aan boord van de 'Biezelinge' opgeslagen op een viertal PC's. Aan elke PC was een data-acquisitie systeem verbonden met 16 inkomende kanalen, die synchroon werden uitgelezen. Elke trillo was met een eigen coax-kabel met het data-acquisitie systeem verbonden. De coax-kabels die gebruikt zijn, waren van het type RG-58 met een impedantie van 50 Ohm; elke kabel zat op een eigen haspel en was aan het uiteinde van een BNC connector voorzien. Per meetpaal waren telkens vier coax-kabels met tie-rapes gebundeld aan een staaldraad, nodig voor de trekontlasting. Om te voorkomen dat een buigende of omvallende paal één of meerdere palen mee kon trekken waren de verschillende kabelbundels onderling niet aan elkaar verbonden. Met een ruime extra lengte als speling liepen de kabelbundels van de paaluiteinden direct naar de 'Biezelinge'.
De coax-kabels van de trillo's die los in het damlichaam waren gelegd, liepen in horizontale lagen vanaf de trillo's naar zeezijde toe het damlichaam uit. Daarvandaan liepen de kabels naar de meetbrug vanwaar ze gebundeld langs een ankerdraad van de 'Biezelinge' naar het schip toe werden gevoerd. De gedachte achter deze wijze van het wegvoeren van de kabels van de losgelegde trillo's was, dat eerst de trillo en dan pas de kabel die erbij hoorde in het stromende water bloot zou komen te liggen. Op deze wijze zou het eerste signaal dat afkomstig was van de trillo opgewekt moeten zijn door het trillen van die trillo en niet van stromend water langs de bekabeling. De kabels van de trillo's die aan
b o v e n a a n z i c h t MP7 MP9 M P I Ê MP13 MP14 • — • MP15 e__ MP16 MPlO M P l l • t r i l l o
3 Meetopstelling en verrichte metingen
de meetpalen MP7 t/m MP 16 zaten, werden via deze meetpalen eerst naar boven toe weggeleid alvo-rens ze naar de 'Biezelinge' toeliepen. Op deze wijze kon de bekabeling ook nooit deze trillo's in be-weging brengen.
Als gevolg van de grote bemonsteringsfrequentie ontstonden grote databestanden. Hiervan zijn di-rect na afloop van de proeven met een tape-streamer back-ups gemaakt.
Na afloop van de tweede proef zijn de meetpalen uit de bodem getrokken en konden twaalf van de veertig trillo's die aan de palen zaten geborgen worden. Deze trillo's zijn vervolgens getest; vrijwel alle trillo's bleken nog goed te functioneren, zie Bijlage D .
4 Journaal van de proef van 6 oktober 1994
4.1 Inleiding
In de eerste opzet voor iiet Zwin'94 experiment was spralce van een proef die op vrijdag 7 oktober 1994 uitgevoerd zou worden. Voor 7 oktober werd een hoog hoogwater verwacht, namelijk ongeveer NAP + 2,77 m omstreeks 14:40 uur. A l in een vroeg stadium van de voorbereidingen is besloten om de proef een dag eerder in te plannen. Wanneer iets in de voorbereiding de uitvoering op zou houden en uitstel nodig zou maken, dan kon naar de vrijdag uitgeweken worden. Een uitwijkdag in de werk-week viel te prefereren boven een dag in het werk-weekend. Bovendien was het hoogteverschil tussen het voorspelde hoogwater (astronomisch getij) voor beide dagen klein: voor 6 oktober werd omstreeks
14:00 uur een hoogste waterstand van ongeveer NAP + 2,72 m verwacht, slechts 5 cm lager dan een dag later.
4.2 Het damlichaam en de initiatiegeul
De dagen voor de proef kwam de wind uit het noordwesten en was krachtig tot hard (zie Meet-dienst Zeeland, 1995). Deze wind veroorzaakte een windopzet die het astronomisch getij met ruim 0,30 m verhoogde. Omdat deze wind ook een sterke golfslag veroorzaakte werd besloten om de dam aan de voorzijde met extra zand te versterken en om de kruinhoogte van de dam met 0,7 m te verho-gen tot NAP + 4,0 m. In de ochtend van 6 oktober is een gedeelte van de extra verhoging met graaf-machines en een bulldozer verwijderd. Tevens is toen de dijk in profiel gebracht. Omdat de meetbrug inmiddels was geplaatst, kon het gedeelte van de verhoging onder de brug niet gemakkelijk worden verwijderd. Figuur 4.1 toont de dwarsdoorsnede van de op deze dag beproefde zanddam; de
4 Journaal van de proef van 6 oktober 1994
NAP + 4 , 0 m NAP + 3 , 3 m
NAP + 2 , 5 m
Figuur 4.2 Langsprofiel van de zanddam over de initiële bres op 6 oktober 1994.
breedte was 8 m en het binnen- en buitentalud ongeveer 1:3.
De inifiaüegeul was op de bodem ongeveer 1 m breed en had steil oplopende kanten. De bodem van deze geul lag op ongeveer NAP + 2,50 m (zie figuur 4.2); bij een waterstand van NAP -I- 2,70 m zou de waterdiepte in de-initiële bres ongeveer 0,15m (door de snelheidshoogte geen 0,20 m) be-dragen. Het Zwin'89 experiment had aangetoond dat dat voldoende was om het doorbraakproces te starten. De initiatiegeul werd aan de zeewaartse kant tijdelijk met enige zandzakken afgesloten.
4.3 Het verloop van de proef
In de nacht van 5 op 6 oktober nam de wind in kracht af en draaide naar het zuidwesten (zie Meet-dienst Zeeland, 1995). Deze zwakke zuidwestenwind veroorzaakte een geringe waterstandsverlaging (tijdens de proef was de windsnelheid ongeveer 5 m/s).
Op 6 oktober, om 13:50 uur, het moment waarop de proef zou starten met het weghalen van de zandzakken uit de initiële bres, kwam het water in de Zwinmond bij meetpalen M P l , MP2 en MP3 tot gemiddeld NAP + 2,56 m, om 13:55 uur tot NAP -I- 2,57 m en om 14:00uur tot NAP + 2,56 m (op dat moment werd bij de permanente meetpaal nabij Cadzand slechts een maximum waterstand van NAP + 2,47 m bereikt, dus ongeveer 0,25 m beneden de verwachte waarde). Het werd al snel duide-l i j k dat de bodem van de initiatiegeuduide-l te hoog duide-lag om het bresgroeiproces op gang te duide-laten komen.
Er is vervolgens vanaf ongeveer 14:00 uur tot ongeveer 14:30 uur gepoogd de initiatiegeul met handkracht uit te diepen. Echter door de tamelijk steile hellingen en de aanwezigheid van de meetbrug was dat een lastig karwei dat met schoppen en handkracht diende te worden uitgevoerd. Het één en ander gebeurde bovendien nogal ongecoördineerd. Ondertussen daalde de waterstand aan de zeezijde al weer, om 14:30 uur was deze bij M P l , MP2 en MP3 gemiddeld NAP + 2,31 m, een daling van zo'n 0,25 m. Uiteindelijk werd besloten met twee graafmachines van de firma Aertssen de initiatiegeul aan weerszijden van de meetbrug uit te diepen. Met één van de graafmachines is toen een aantal ver-bindingsdraden van de trillo's stuk getrokken.
Ongeveer om 14:40 uur kwam de proef uiteindelijk op gang. Omdat inmiddels de buitenwaterstand behoorlijk was gedaald (gemiddeld bij M P l , MP2 en MP3 om 14:40 uur tot NAP + 2,24 m), verliep
dia no V-19 V-20 V-21 V-23 10-18 V-29 V-35 V-36 tijdstip 14:33 14:33,5 14:34 14:35 14:36 14:37 14:40 14:42 B,,i (m) 1,5 1,5 1,5
-
1,6 1,7 2,1 2,6 % (m) 3,2 3,4 3,5 3,5 3,4 4,0 4,4 5,0 dia no 10-21 10-22 V-37 V-38 10-23 V-39 V-41/42 10-24 tijdstip 14:42 14:43 14:44 14:44,5 14:45 14:46 14:46,5 14:47 B,./ (m) 2,7 3,1 3,1 3,2 3,7 3,6 3,7 4,2 Bkr (m) 5,0 5,0 5,1 5,4 5,6 5,5 5,6 6,3 dia no V-43 10-25 10-26 10-27 10-28 10-29 foto 10-33 tijdstip 14:48 14:51 14:52 14:55 14:57 14:59 15:14 15:52 3,8 5,5 5,8 6,9 7,1 7,6 11,0 11,7 Bf (m) 5,8 7,4 7,5 8,2 8,9 9,4 12,5 13,6Tabel 4.1 Waargenomen bresbreedte B,^, (gemeten aan de waterlijn) en B^.,. (gemeten aan de kruin van de dam op NAP + 3,3 m) in de proef van 6 oktober 1994; waarnemingen van dia's van Snip (genummerd 10-xx) en dia's (genummerd V-yy) en foto van Visser.
de proef veel minder spectaculair dan aanvankelijk werd verwacht. Uiteindelijk ontstond een stroom-gat met een breedte van slechts ongeveer 14 m (gemeten aan de kruin, zie tabel 4.1 en figuur 4.3).
4.4 De resultaten van de proef
De resultaten van de metingen verricht door de Meetdienst Zeeland zijn als volgt (zie Meetdienst Zeeland, 1995):
• M P l : waterstand: resultaat goed; • MP2: waterstand: resultaat goed,
stroomsnelheid op NAP + 1,48 m: resultaat goed, stroomsnelheid op NAP + 2,36 m: resultaat goed;
4 Journaal van de proef van 6 oktober 1994 Ö 20 !3 w 15 u m <u u T J 0) OJ M (O QJ u 10 4-— 1 4-— •1 1 1 1 r4-— —1 1 r-- 1 1
+ ;
X++^
XX ö< 1 . • O O 1 1 J J U-• 0 d i a ' s S n i p + X d i a ' s V i s s e r 1 1 1 1 1 O 14:30 14:40 14:50 15:00 15:10 15:20 15:30 t i j d s t i p op 6 o k t o b e r 1994Figuur 4.3 Groei bresbreedte (gemeten aan de waterlijn) en bresbreedte (gemeten aan de kruin van de dam op NAP + 3,3 m) in de proef van 6 oktober 1994.
waterstand: resultaat goed,
stroomsnelheid op NAP + 1,62 m: resultaat goed, stroomsnelheid op NAP + 2,42 m: resultaat goed; waterstand: resultaat goed,
stroomsnelheid op NAP + 1,22 m: resultaat niet bruikbaar (instrument verzand); waterstand: resultaat goed,
stroomsnelheid op NAP + 1,22 m: resultaat goed;
stroomsnelheid op NAP + 0,99 m: geen uitspraak over kwaliteit resultaat, zandconcentratie op NAP + 0,99 m: resultaat goed,
geleidendheid op NAP + 0,99 m: resultaat goed.
Het rapport van de Meetdienst Zeeland bevat verder nog de resultaten van de permanente meting van het verticale getij door de peilschrijver Cadzand, alsmede van de windsnelheid en -richting geme-ten bij dit meetstation.
Het verloop van de bresbreedte in de tijd kan met zekere nauwkeurigheid goed waargenomen wor-den van de dia's en foto's genomen vanaf de beide uiteinwor-den van de zanddam. De resultaten afgelezen van de dia's van Snip en de dia's en foto van Visser zijn weergegeven in tabel 4.1 en figuur 4.3. De groei van de bresbreedte kan ook afgelezen worden van de video, echter veel minder nauwkeurig (door de relatief grote afstand tussen de 'Biezelinge' en de bres) en ook niet volledig (opname is om ongeveer 15:10 uur gestopt). Het aflezen van de bresbreedte van de foto's genomen van de 'Biezelin-ge' is moeilijk; de foto's zouden in grote afmetingen afgedrukt moeten worden om voldoend nauwkeu-rige aflezingen mogelijk te maken. Het wordt dan ook aanbevolen bij een volgende vergelijkbare
proef dia's in plaats van foto's voor het aflezen van de bresbreedte te nemen. Het probleem dat een aantal fotofilmpjes zoek is geraakt blijkt dus achteraf geen al te nadelige consequenties te hebben.
De trillo's die op 7 oktober nog bleken te werken hebben op 6 oktober geen signalen afgegeven. Dit betekent dat er op 6 oktober geen (of nauwelijks iets van een) ontgrondingskuil ontstond. De stroomsnelheden in de bres zijn daarvoor ook niet groot genoeg geweest; deze werden in MP2 en MP3 tussen 14:30 uur en 15:00 uur niet groter dan ongeveer 0,35 m/s (in vergelijking met stroom-snelheden in MP3 op 7 oktober van maximaal ongeveer 2,0 m/s), aanzienlijk kleiner dan de stroom-snelheden die normaal in een open Zwingeul optreden. I n MP5 werd op 6 oktober slechts gedurende korte tijd een snelheid groter dan 0,15 m/s gemeten, namelijk 0,64 m/s om 14:45 uur; op 7 oktober werd de stroomsnelheid in MP5 groter dan 3,0 m/s.
5 Journaal van de proef van 7 oktober 1994
5 Journaal van de proef van 7 oktober 1994
5.1 Inleiding
In de nacht van 6 op 7 oktober is het gat dat in de dam was geslagen gedicht met zand. Hiervoor is eerst gewacht tot Het Zwin zo ver was leeggelopen dat er geen water meer door het gat naar zee stroomde. Doordat de wind was gaan liggen (tijdens de tweede proef was er een zeer zwakke zuidelij-ke wind met een windsnelheid van ongeveer 2 m/s), kwam er na het sluiten van het gat slechts weinig water aan de Zwinzijde van de dam te staan.
In de ochtend van 7 oktober is de meetbrug door twee graafmachines van de opleggingen getild, naar de Nederlandse zijde weggevoerd en daar gedemonteerd. De buispalen waar de brug was opge-legd, zijn blijven staan tot de week na de proef. De meetlatten die aan de onderrand van de brug wa-ren bevestigd, zijn gebruikt als schaalverdeling voor de foto- en video-registratie. Deze latten zijn door een student-assistent gedurende de gehele proef naast de bres gehouden, in het zicht van de foto-grafen en de video-cameramannen.
Alle geplaatste meetpalen hadden de eerste proef goed doorstaan. Het enige dat aan de meetpalen moest worden gedaan, was het weggraven van het zand dat zich tijdens de eerste proef voor meet-palen MP4, MP5 en MP6 had opgehoopt.
Van alle trillo's die los in de dam waren gelegd, bleken de kabels kapot getrokken te zijn. Deze trillo's konden derhalve niet meer worden gebruikt. De trillo's aan de palen onder de dam zijn wel gebruikt in de tweede proef.
Tijdens de eerste proef was een aantal van de paaltjes die op de dam waren geplaatst i n het gat verdwenen. Daarnaast was er nog een aantal paaltjes verdwenen, vermoedelijk door toedoen van het toegestroomde publiek. In de ochtend van 7 oktober zijn nieuwe paaltjes gemaakt aan boord van de 'Biezelinge'.
Om te voorkomen dat ook ditmaal de dam overspoeld zou worden met niet genode bezoekers is de afzetting opnieuw opgezet, dichter bij de dam, zowel aan Belgische als aan Nederlandse zijde. Met personeel van de gemeente Sluis die de afzetting in de gaten zouden houden is afgesproken dat alleen mensen met zwemvesten zich tussen de afzettingen mochten begeven. Dit heeft tijdens de proef goed geftinctioneerd.
5.2 Het damlichaam en de initiatiegeul
In de ochtend van 7 oktober is de zanddam in profiel gebracht, waarbij het buitentalud niet 1:3 maar ongeveer 1:1,5 werd uitgevoerd, zie figuur 5.1. Verwacht werd dat een steiler buitentalud het
8 , O m 8 , 4 m z e e z i j d e NAP + 2 , 5 m NAP + 3 , 3 m fi 3¬ 2! > O O 0. I
-O
O-O
43\ 'yC. initiële bres
Z w i n z i j d e
N A P + 0 , 5 m
Figuur 5.1 Dwarsprofiel van de zanddam op 7 oktober 1994.
4 , 0 m
_ NAP + 3 , 3 m
; NAP + 2 , 5 m 1 , 5 m l , O m 1 , 5 m
h
—HFiguur 5.2 Langsprofiel van de zanddam over de initiële bres op 7 oktober 1994.
erosieproces sneller zou laten verlopen omdat het restant dam dat in fase I I I van het bresgroeiproces (Visser, 1994a, 1995a) weggeërodeerd zou moeten worden minder volumineus was.
Om het probleem van de vorige dag met het niveauverschil tussen de waterstand en de bodem van de initiatiegeul te vermijden, werd het bodemniveau van deze geul 'dynamisch' bepaald. De water-stand werd continu gevolgd en vergeleken met de voorspelling zoals die die ochtend was gemaakt. Op deze wijze kon een goed onderbouwde schatting van de hoogste waterstand van die dag worden gemaakt. Het hoogwater kwam op 7 oktober in de monding van de Zwingeul tot ongeveer NAP -I- 2,75 m. Om bij het begin van de proef, ongeveer 15 minuten voor hoogwater, een begin-stroom met een diepte van ongeveer 0,15m te kunnen krijgen in de initiatiegeul, werd voor het bo-demniveau van deze geul NAP + 2,50m aangehouden'. Naar aanleiding van het verloop van de proef van 6 oktober, waarbij de initiatiegeul zo smal was dat deze tijdens de eerste minuten steeds verzandde door instortende zijkanten, werd deze geul op 7 oktober breder gemaakt en werden de zij-kanten van flauwere taluds voorzien. De initiële bres was op de bodem iets meer dan 1 m breed en de taluds hadden een helling van circa 1:1. Om een voortijdige stroming van water door de initiatie-geul te voorkomen werd in het midden van deze initiatie-geul een zanddijkje aangebracht met een hoogte van ongeveer 0,20 m, zie Visser e.a. (1995) en Bakker e.a. (1996).
) Deze hoogte van NAP + 2,50 m kan ook worden afgelezen van dia's van de proef: om 14:14uur liep het water aan de zeezijde de initiële geul in. Het waterniveau bij MP-1 was toen NAP -f- 2,52 m.
5 Journaal van de proef van 7 oktober 1994
MP2
t i j d t ( i n m i n u t e n , t = O csm 14:25 u u r )
Figuur 5.3 Resultaten van de waterstandsmetingen in M P l t/m MP5 op 7 oktober 1994.
5.3 Het verloop van de proef
De proef startte om 14:25 uur (is t = to = 0) met het weggraven van het dijkje in de initiële bres met één van de graafmachines. De waterstand in MP2 was toen NAP + 2,72 m (NAP + 2,69 m ge-middeld over M P l , MP2 en MP3), deze liep in MP2 op tot NAP + 2,75 m om 14:35 uur (het is niet uitgesloten dat door de aanzuigende werking van het zich ontwikkelende gat de waterstanden iets ver-der op zee voor de monding van de Zwingeul nog iets hoger zijn geweest; om 14:40 uur werd bij de permanente meetpaal nabij Cadzand een maximale waterstand van NAP + 2,67 m bereikt, dus onge-veer 0,10m beneden de verwachte waarde).
Het doorbraakproces kwam nu wel direct goed op gang. Na ongeveer 1,5 minuut {ti ~ 1,5 min) was fase I van het breserosieproces (verstelling binnentalud, zie hoofdstuk 1) afgelopen. I n een tijds-bestek van slechts ongeveer v i j f minuten werd fase I I (terugschrijding evenwichtstalud, ^2 ~ 6,5 min) doorlopen, en circa twee minuten later was de resterende zandophoging aan de zeezijde van het stroomgat geheel opgeruimd (einde fase I I I op tj « 8,5 min). Zo'n drieëntwintig minuten na het begin van de proef verdwenen de 'undular waves' benedenstrooms van de bres ten teken dat de ongestuwde afvoer door het gat overging in een gestuwde afvoer (^4 « 23 min). Ongeveer een uur na aanvang van de proef waren de stroomsnelheden in de bres zo klein geworden dat de bresbreedte niet verder toenam (t^ ~ 60 min). De kentering trad 75 minuten na het begin van de proef in.
-10 O 10 20 30 40 50 60 70 t i j d t ( i n m i n u t e n , t = 0 om 14:25 u u r )
Figuur 5.4a Resultaten van de stroomsnelheidsmetingen in MP2 t/m MP5 op 7 oktober 1994.
t i j d t ( i n m i n u t e n , t = O om 14:25 u u r )
Figuur 5.4b Resultaten van de stroomsnelheidsmetingen in MP2 t/m MP5 op 7 oktober 1994 (Ott-molens in MP4 voor O < r < 35 min en in MP5 voor O < r < 30 min niet permanent onder water, zie paragraaf 5.4).
5 Journaal van de proef van 7 oktober 1994
5.4 De resultaten van de proef
In het verloop van de proef van 7 oktober 1994 waren duidelijk de v i j f verschillende fasen van het (veronderstelde) vijftraps bresgroeiproces te herkennen, duidelijker dan in de eerdere proeven (zie hoofdstuk 1). De v i j f fasen zijn ook goed terug te zien op zowel de videobeelden, de dia's als de foto's van deze proef, zie bijvoorbeeld de foto's in Visser e.a. (1995) en Bakker e.a. (1996).
De resultaten van de metingen verricht door de Meetdienst Zeeland op deze dag luiden als volgt (zie Meetdienst Zeeland, 1995):
® M P l : waterstand: resultaat goed; ® MP2: waterstand: resultaat goed,
stroomsnelheid op NAP + 1,48 m: resultaat goed, stroomsnelheid op NAP + 2,36 m: resultaat goed; ® MP3: waterstand: resultaat goed.
• MP4: waterstand: resultaat goed,
stroomsnelheid op NAP + l , 7 0 m : resultaat goed, stroomsnelheid op NAP + 2,20 m: resultaat goed; ® MP5: waterstand: resultaat goed,
stroomsnelheid op NAP + 1,44 m: resultaat goed, stroomsnelheid op NAP + 2,14m: resultaat goed;
« MP6: zandconcentratie op NAP + 0,99 m: geen resultaat (instrument verzand), geleidendheid op NAP + 0,99 m: resultaat twijfelachtig.
De resultaten van de waterstandsmetingen zijn in figuur 5.3 samengevat, die van de stroomsnel-heidsmetingen zijn (gemiddeld in de diepte over de beide metingen) weergegeven in figuur 5.4a. De gemeten stroomsnelheden in MP4 zijn in figuur 5.4a weergegeven voor r > 35 m i n , die in MP5 voor
t>:30 m i n . De voor deze tijdstippen gemeten waterstanden geven aan dat de betreffende Ott-molens
niet permanent onder water stonden, en het is dan ook logisch dat de Meetdienst Zeeland (1995) de resultaten van de stroomsnelheidsmetingen voor deze tijdstippen niet vermeldt. De onderste Ott-mo-lens in MP4 en MP5 hebben voor O < ? < 35 min (MP4) en O < f < 30 min (MP5) wel snelheden gemeten. Deze zijn weergegeven in figuur 5.4b. De reden dat deze figuur in dit rapport is opgenomen is dat de gemeten stroomsnelheden fysisch zo realistisch lijken te zijn en zeker niet (uitsluitend) de heersende windsnelheden (van ongeveer 2 m/s) vertegenwoordigen. Een mogelijke verklaring hiervoor volgt uit de drie video's van de proef (zie hoofdstuk 6), waarop duidelijk is te zien dat water wordt opgestuwd tegen de meetpalen om vervolgens langs de Ott-molens heen te spuiten. Verder zal de door
waterstand visueel: resultaat goed, stroomsnelheid op NAP + 1,62 m: stroomsnelheid op NAP + 2,42m:
resultaat goed, resultaat goed;
de stroming meegesleurde lucht vlak boven de waterspiegel een voldoend grote snelheid gehad hebben om de Ott-molens aan te drijven. De meetresultaten zullen daarom wel een redelijke indicatie van de opgetreden stroomsnelheden geven, maar zekerheid omtrent de nauwkeurigheid is niet te geven. Een waarschuwing voorzichtig met deze meetresultaten om te gaan is derhalve zeker op z'n plaats.
De resultaten van de snelheidsmetingen in de bres met drijvers en video zijn weergegeven i n tabel 5.1. Deze resultaten zijn verkregen door met een stopwatch te meten hoeveel tijd een drijver er over deed een afstand van 5 m langs de meetlat af te leggen. Per tijdstip zijn minimaal tien waarnemingen gedaan. De onnauwkeurigheid van de op deze manier waargenomen stroomsnelheden wordt geschat op ongeveer ±3%. Het aantal waarnemingen is beperkt vanwege het aantal drijvers dat in de bres werd geworpen en dat ook nog langs de meetlat met de videocamera werd gevolgd.
t (min) 1,9 3,1 13,3 13,5 14,0 18,2 25,2
u (m/s) 1,4 1,3 4,2 4,3 4,2 4,4 3,2
Tabel 5.1 Resultaten metingen stroomsnelheden in de bres (met drijvers en video) in de proef van 7 oktober 1994.
Het rapport van de Meetdienst Zeeland bevat ook van deze dag de resultaten van de permanente meting van het verticale getij door de peilschrijver Cadzand, alsmede van de windsnelheid en -richting gemeten bij dit meetstation.
De toename in de tijd van de breedte van de bres in deze proef is zeer goed waarneembaar op de video-opname genomen vanaf de 'Biezelinge'. In tabel 5.2 is weergegeven op welk tijdstip (ten op-zichte van de start van de proef op f = O om 14:25 uur) welk letterbordje omviel, zie Somers (1995). In figuur 5.5 is dat grafisch weergegeven. Het resulterende verloop van de bresbreedte aan de kruin van de zanddam is weergegeven in tabel 5.3 en figuur 5.6. Het verloop van B,^/ kan afgeschat worden uit B^^ door te veronderstellen dat B,^/ ongeveer 2 m kleiner is dan B^,., als waargenomen in de proef van 6 oktober. De breedte van het stroomgat nam na ongeveer 60 minuten, dus om 15:25 uur, niet meer toe; de breedte B^,,. aan de kruin van de dam was toen ongeveer 41 m.
b u i s p a a l meetbrug 4858m O A B C D E F G H I J K L
I
\1 \ 1 \ \ 1 1 1 1 h
M N O P Q R S T H \1 1 1 1 1
h O U V W X b u i s p a a l meetbrug toFiguur 5.5 Omvallen van de letterbordjes ( • » ) en positie van de koppen van de zanddam (aan de kruin op NAP + 3,3 m, ) in de proef van 7 oktober 1994.
c -I 3 fi: ta S CL n O •< ta 3 <1 O 7T O O"
bordje L M K N J 0 I t (s) 464 490 571 596 814 831 906 t (min) 7,7 8,2 9,5 9,9 13,6 13,8 15,1 bordje P H Q G R S T t (s) 972 1102 1209 1312 1340 1462 1564 t (min) 16,2 18,4 20,2 21,9 22,3 24,4 26,1 bordje F U V W E X t (s) 1613 1741 1916 2064 2708 3480 t (min) 26,9 29,0 31,9 34,4 45,1 58,0
Tabel 5.2 Tijdstip van omvallen van de letterbordjes gemeten vanaf f = O (is 14:25 uur) in de proef van 7 oktober 1994.
t (min) 0 5 10 12,5 15 17,5 20 22,5 25
Bkr (m) 4,0 4,0 8,5 11,4 15,2 18,4 21,2 25,0 28,6
t (min) 27,5 30 32,5 35 40 45 50 55 60
Bkr (m) 31,5 33,1 35,4 37,1 38,6 39,7 40,3 40,7 41,0
Tabel 5.3 Waargenomen bresbreedte % (breedte aan de kruin van de dam op NAP + 3,3 m) in de proef van 7 oktober 1994; waarden opgemeten uit figuur 5.5.
De signalen van de trillo's zijn geanalyseerd door Somers (1995). Somers concludeert dat een nauwkeurige bepaling van de bodemligging aan de hand van de intensiteiten van de trillosignalen niet eenvoudig is omdat de relatie tussen beginnen te trillen, bloot komen te liggen en de intensiteit van het trillosignaal niet volledig bekend is, dit ondanks de voorbereidende proeven met de trillo in het laboratorium door Smit en Snip (1995c). Derhalve geeft Somers (1995) een ondiepe en een diepe schatting voor de ontgrondingskuil.
De volgende kanttekeningen worden bij de analyse van Somers (1995) gemaakt:
5 Journaal van de proef van 7 oktober 1994 50 40 + 30 •O <u M
1
20 i -u{ — I — 1 — ^ — I — I — I — I — I
-« ® , 0 t , t , | ^-to
10 20 30 40 50 60 t i j d ( m i n u t e n ) tFiguur 5.6 Waargenomen verloop bresbreedte Bj^ (aan de kruin van de dam) in de proef van 7 oktober 1994.
MPlO en M P l l defect waren. D i t blijkt duidelijk uit de door deze trillo's afgegeven signalen. De zwakke signalen van deze trillo's wijzen eerder op kabeluiteinden die tijdens de proef op een be-paald moment in contact kwamen met zeewater dan op trillo's die in trilling geraakten door stro-mend water. De zwakke verstoring in de signalen van MP7B t/m MP7D, MP8A t/m MP8D, MP9C, MP9D, MPIOA t/m MPIOD en M P l I A t/m M P l l D op hetzelfde moment (t « 17 min) wijst in deze richting.
9 Echter, Somers negeert vervolgens niet de signalen van de trillo's MP7 t/m M P l 1, maar accepteert deze voor de diepe schatting van de ligging van de ontgrondingskuil. De diepe schatting leidt tot een ontgrondingskuil bij MP7 t/m MP 12 met een diepte van ongeveer 3 m onder de bodem van de Zwingeul voor t ^ 17 min, terwijl op ? » 16 min er nog nauwelijks sprake zou zijn geweest van een ontgrondingskuil. Om twee redenen is dit niet realistisch. Allereerst is het ontstaan van een ontgrondingskuil met een diepte van 3 m in een minuut fysisch onmogelijk. Daarnaast wijst het verloop van de waterspiegel (waarneembaar op de videobeelden, de foto's en de dia's) niet op een dergelijk diepe ontgrondingskuil (van t ~ 10 min tot t = 23 min is de stroming in de bres kritisch met een waterdiepte d « 1,5 m). Overigens geeft Somers dit laatste ook aan (Somers,
1995, p. 24). Conclusie: de diepe schatting van Somers (1995) is niet realistisch.
Aanvullend op het werk van Somers (1995) zijn de trillosignalen nogmaals geanalyseerd. De resul-taten zijn weergegeven in tabellen 5.6 t/m 5.15. Tabel 5.4 bevat de verticale positie van de bodem van de Zwingeul bij de meetpalen MP12 t/m MP16. De trillo's A , B, C en D bevonden zich respec-tievelijk 0,75ra, 1,50 m , 2,25 m en 3,00m onder de geulbodem. De analyse is als volgt uitgevoerd:
• Allereerst zijn de stroomsnelheden in de bres geschat m.b.v. de resultaten van de stroomsnelheids-metingen in MP2 t/m MP5 (zie figuur 5.4b) en in de bres met drijvers (zie tabel 5.1).
• Vervolgens zijn deze stroomsnelheden m.b.v. de ijking van Smit en Snip (1995c, Bijlage I I , of f i -guur 4.1 in Somers, 1995) vertaald naar maximale waarden van de trillosignalen in Volts, zie tabel 5.5. De in tabel 5.5 gegeven maximale waarden van de trillosignalen zijn te verwachten van tril-lo's volledig in de stroming ( + in tabellen 5.6 t/m 5.15). Triltril-lo's dicht bij de bodem ( + in tabel-len 5.6 t/m 5.15) en trillo's gedeeltelijk in de bodem (o in tabeltabel-len 5.6 t/m 5.15) zultabel-len lagere sig-nalen hebben afgegeven.
9 Zeer zwakke signalen zijn geïnterpreteerd als zijnde afkomstig van trillingen in de meetpalen die werden opgewekt door de stroming langs de bovenste uiteinden van deze palen, en dus afkomstig van trillo's in de bodem. Weliswaar waren de trillo's na het inbrengen in de zandbodem los gekop-peld van de meetpalen, maar de trillo's bevonden zich nog wel dicht bij de meetpalen.
De in de tabellen 5.6 t/m 5.15 gegeven resultaten van de analyse van de trillosignalen verschillen enigszins met de ondiepe schatting van Somers (1995), mogelijk te wijten aan kleine verschillen in aflezing van de tijd. Kwalitatief komen beide analyses met elkaar overeen, en komen tot dezelfde con-clusie dat de ontgrondingskuil tussen MP12 en MP16 niet dieper is geweest dan ongeveer 2 m onder de bodem van de Zwingeul, met tijdelijk een maximale waarde van ongeveer 2,5 m bij MP14 op
t = 22,5 min (dat is aan het einde van fase I V van het bresgroeiproces, zie hoofdstuk 1).
MP 12 MP13 MP14 MP15 MP 16
Positie bodem Zwingeul
t.o.v. NAP (m) + 0,95 + 1,13 + 0,84 + 1,06 + 1,27
Tabel 5.4 Verticale positie bodem Zwingeul bij meetpalen MP12 t/m MP16 (uit Meetdienst Zeeland, 1995).
5 Journaal van de proef van 7 oktober 1994
t (min) 16 18 20 22,5 26 30 34 38 42 50 55
u (m/s) 4,2 4,4 4,2 4,2 3,2 3,1 2,8 2,5 2,2 1,5 1,0
tr (V) > 2 > 2 > 2 > 2 1,5 1,2 1,0 0,8 0,7 0,4 0,3
Tabel 5.5 Geschatte stroomsnelheden u in de bres in de proef van 7 oktober 1994 en de bijbehorende maximale waarden van de trillosignalen tr (zie Bijlage I I in Smit en Snip, 1995c, of figuur 4.1 in Somers, 1995) op / = 16, 18, 20, 22,5, 26, 30, 34, 38, 42, 50 en 55 minuten.
trillo positie onder geulbodem MP 12 MP13 MP 14 MP15 MP16 A 0,75 m
+
+
- - -B 1,50 m 0 - - - -C 2,25 m - - - - -D 3,00 m - - - --Tabel 5.6 Resultaten aflezing signalen trillo's in MP12 t/m MP16 op t = 16 min (proef van 7 okto-ber; 4- = trillo duidelijk in stroming, o = twijfelachtig, - = trillo duidelijk in bed).
trillo positie onder geulbodem MP 12 MP13 MP 14 MP 15 MP 16 A 0,75 m
+
+
- 0 0 B 1,50 m 0 0 - 0 -C 2,25 m - - - - -D 3,00 m - - - --Tabel 5.7 Resultaten aflezing signalen trillo's in MP12 t/m MP16 op f = 18 min (proef van 7 okto-ber; + = trillo duidelijk in stroming, o = twijfelachtig, - = trillo duidelijk in bed).
