Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

DSD-NL 2018 Geulmanagement Vierhuizergat - Paarlberg

64 views

Published on

Presentatie door Andries Paarlberg, HKV Lijn in Waters, op het D-HYDRO Symposium 2018, tijdens de Deltares Software Dagen - Editie 2018. Woensdag, 6 juni 2018, Delft.

Published in: Software
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

DSD-NL 2018 Geulmanagement Vierhuizergat - Paarlberg

  1. 1. Geulmanagement Vierhuizergat Toepassing hydrodynamisch D-HYDRO-model Waddenzee Deltares Software Dagen 2018, D-HYDRO symposium, 6 juni 2018 Andries Paarlberg, Roy Daggenvoorde, Vincent Vuik, Sonja Ouwerkerk (HKV) m.m.v. Herman Kernkamp, Arthur van Dam (Deltares)
  2. 2. Achtergrond • POV Waddenzeedijken (POV-W): Innovatieve oplossingen voor waterveiligheid langs de Friese en Groningse Waddenkust • Geulmanagement: Ebstroom Vierhuizergat veroorzaakt ondermijning Lauwersmeerdijk – Noorderzijlvest – Rijkswaterstaat-NN
  3. 3. Achtergrond
  4. 4. Achtergrond
  5. 5. Achtergrond Sas, H. (2017). Geulmanagement; rapportage fase B1. Rapport POV Waddenzeedijken, 11 oktober 2017
  6. 6. Achtergrond Geul erodeert richting dijk Eerst aangevuld met zand … … 2012 noodingreep met staalslakken
  7. 7. Achtergrond • Er is al veel onderzoek gedaan naar mogelijke “zachte oplossingen” (Sas, 2017) – actief ingrijpen in grootschalige morfologie van het Wad – versterking van de geulwand met zacht materiaal • Nu wens voor pilot “geulmanagement”
  8. 8. Doel pilot geulmanagement • Drie oplossingsrichtingen (staalslakken, stortsteen en zand) vergelijken op gebied van veiligheid, morfologie, ecologie, levensduur, kosten, omgevingseffecten • Vergroten inzicht in haalbaarheid geulwandsuppletie met zand: inschatting levensduur versus kosten • D-HYDRO! 8
  9. 9. Deze presentatie • Opzet hydrodynamisch D-HYDRO model • Validatie met hydrodynamische metingen najaar 2017 (vast + varend) • Schatting levensduur “zachte oplossing” – Sedimentsamenstelling (metingen) – Stroomsnelheid uit D-HYDRO – Sedimenttransport (Van Rijn, TRANSPOR2004)
  10. 10. D-HYDRO, hydrodynamisch • Voordelen: – Sluit aan bij de onzekerheid van morfologische processen en karakter van een pilot – Relatief eenvoudig lokaal te verfijnen  voldoende resolutie om varianten te schematiseren – Iteraties relatief snel te doorlopen – Gevalideerde functionaliteit in D-HYDRO
  11. 11. D-HYDRO, hydrodynamisch • Voordelen: – Sluit aan bij de onzekerheid van morfologische processen en karakter van een pilot – Relatief eenvoudig lokaal te verfijnen  voldoende resolutie om varianten te schematiseren – Iteraties relatief snel te doorlopen – Gevalideerde functionaliteit in D-HYDRO • Nadelen: – Geen
  12. 12. D-HYDRO, hydrodynamisch • Voordelen: – Sluit aan bij de onzekerheid van morfologische processen en karakter van een pilot – Relatief eenvoudig lokaal te verfijnen  voldoende resolutie om varianten te schematiseren – Iteraties relatief snel te doorlopen – Gevalideerde functionaliteit in D-HYDRO • Nadelen: – Geen feedback morfologische ontwikkeling op stroming
  13. 13. Dutch Continental Shelf Model • Operationeel model voorspelling waterstanden Nederlandse Kust: DCSM-ZUNO-v6 • Dekt de Waddenzee, grof rooster (WGS84)
  14. 14. Randvoorwaarden uit “overall model” Diepte tov NAP
  15. 15. WAQUA  D-HYDRO • Model omgezet naar D-HYDRO (matlab-tools) – Ca 200x200 m – Rooster – Bodemligging en -ruwheid – “thin dams”, weirs, etc • Afgeknipt aan randen (ook IJsselmeer en Lauwersmeer)
  16. 16. Modeldomein • Randvoorwaarden: F(x,t) op basis van WAQUA • HIRLAM wind (zelfde als WAQUA)
  17. 17. Forcering rand • Waterlevelbnd – Bij instroming worden advectieve termen verwaarloosd • Uxuyadvectionvelocitybnd – Volledige snelheidsvector (halve cel) buiten het model definiëren d.m.v. aparte randvoorwaarde – Zowel voor sub- als superkritische stroming – Geen harde, maar sturende randvoorwaarde – I.c.m. waterlevelbnd toch variatie van instroomsnelheid
  18. 18. Zeerand, alleen wlevbnd
  19. 19. Zeerand, met uxuy
  20. 20. HUIBGT
  21. 21. Meetpunt Oostraai vaste ADCP
  22. 22. Meetpunt Oostraai vaste ADCP Ingezoomd  fasering en grootte niet goed
  23. 23. Model zonder verfijning • Niet voldoende voor berekenen stroomsnelheid (waterstand OK) • Voldoende resolutie nodig om – Stroming in zeegat goed te modelleren – Varianten te kunnen schematiseren
  24. 24. Bodemmetingen
  25. 25. Verfijning Vierhuizergat • Verfijnd rondom het Vierhuizergat vaklodingen 20x20 m en andere bodempeilingen • Stappen – Basisrooster geschikt maken voor verfijning (orthogonaliteit en smoothness) – Vervolgens stapsgewijs verfijnen – Vierhoekige cellen – Smagorinsky voor turbulentie cf riviermodellen (0.15) – Cutcells langs de randen (harde kering)
  26. 26. Verfijning Vierhuizergat VHgat Spherical (plane)
  27. 27. Verfijning Vierhuizergat • Verdicht met factor 3 • Grid uitgebreid richting kust “vierkantige” cellen in te verdichten gebied ~ 200 x 200 m VHgat
  28. 28. Verfijning Vierhuizergat • Stapsgewijze verfijning Spherical (plane)Spherical (Stereo graphic)
  29. 29. Verfijning Vierhuizergat • … en vervolgens steeds slag verfijnen • Cellen in interessegebied ~20x20 m VHgat
  30. 30. Bodem Vhgat Oorspronkelijke rooster
  31. 31. Bodem Vhgat Verfijnde rooster
  32. 32. Bodem Vhgat VHgat, dijk via “cutcells”
  33. 33. Modelresultaat na verfijning • Sterk verbeterd t.o.v. oorspronkelijk rooster
  34. 34. Modelresultaat na verfijning: Oostraai (1) Projecteren op raai
  35. 35. Modelresultaat na verfijning: Oostraai (2)
  36. 36. Modelresultaat na verfijning: Westraai (1) Projecteren op raai
  37. 37. Modelresultaat na verfijning: Westraai (2)
  38. 38. Stroming uit D-HYDRO Schatting levensduur LINK
  39. 39. Vertaling naar levensduur • Berekening sedimentbalans 1. Transport (kg/s) op 12 momenten in het getij, o.b.v. stroombeelden uit D-HYDRO 2. Opschaling naar m3/uur 3. Sommeren over 12 uren: m3/getijperiode 4. Op jaarbasis: vermenigvuldigingsfactor
  40. 40. Aanpak: rooster met balansvakken netto kg/s 40
  41. 41. Volumeverandering in een jaar, referentie -140.000 m3 -75.000 m3 +91.000 m3 41 erosieSedimentatie Plaat: neiging tot aangroeien Geulwand: neiging tot erosie
  42. 42. Optimalisatieproces Diverse varianten: • Vorm van de slijtlaag, eventueel met zandmotor • Verminderen kromming van de bocht • Reduceren stroomsnelheid door verwijding • Doorgaande transportbanen, zonder sterke gradiënten in stroming en transport 42
  43. 43. Variant 6 - referentie 43 Creëren van een doorgaande transportbaan Aanbrengen slijtlaag
  44. 44. Ebstroming, verschil variant 6 - referentie 44
  45. 45. Volumeverandering in een jaar, variant 6 -34.000 m3 -66.000 m3 +43.000 m3 45 Indicatie dat wingebied minder snel aangroeit dan referentie Erosieve neiging sterk gereduceerd t.o.v. referentie
  46. 46. Globale inschatting levensduur • We berekenen de “erosieve neiging” (geen feedback) – Ondergrens: verliezen uit gehele geul – Bovengrens: alleen zuidelijke helft van de geul Var 1 Var 2 Var 3 Var5 Var6 Volume (m3) 100.000 300.000 300.000 420.000 450.000 Ondergrens erosie (m3/j) Bovengrens erosie (m3/j) 103.000 162.000 68.000 122.000 75.000 101.000 44.000 80.000 34.000 100.000 Ondergrens levensduur Bovengrens levensduur 0.6 jaar 1.0 jaar 2.5 jaar 4.4 jaar 3.0 jaar 4.0 jaar 5.3 jaar 9.5 jaar 4.5 jaar 13 jaar 46
  47. 47. Conclusies • Stroomsnelheden in geul goed te voorspellen met voldoende verfijnd D-HYDRO 2DH model • Varianten snel en nauwkeurig te schematiseren • Resultaten bruikbaar voor schatting levensduur • De plaat aan noordzijde levert druk op geul en dus dijk: creëren doorgaande transport i.c.m. slijtlaag lijkt kansrijke oplossingsrichting 47
  48. 48. Bedankt voor jullie aandacht 48

×