INSTITUUT VOOR CULTUURTECHNIEK EN WATERHUISHOUDING NOTA 306, d. d. 17 juni 1965

Transcriptie

1 INSTITUUT VR CULTUURTECHNIEK EN WATERHUISHUDING NTA 306, d. d. 17 jni 1965 De invled van zijdelingse te strming van water p de hydralishe weerstand van drainbizen dr. J. \7esseling en F. Hmma Nta's van het Institt zijn in prinipe interne mmniatiemiddelen, ds geen ffiiële pblikaties. Hn inhd varieert sterk en kan zwel betrekking hebben p een eenvdige weergave van ijferreeksen, als p een nlderende disssie van nderzeksresltaten. In de meeste gevallen zllen de nlsies ehter van vrlpige aard zijn mdat het nderzek ng niet is afgeslten. Aan gebrikers biten het Institt wrdt verzht ze niet in pblikaties te vermelden. Bepaalde nta's kmen niet vr verspreiding biten het Institt in aanmerking

2 Inleiding In nta 293d.d. 16 maart 1965 werdenderesltatenvan hydralishe weerstandsmet ingen vanenkele typendrainbizen beshreven. p pagina 5 en 6 van genemdenta wrdtgesteld, datdrperfratievande bizendelijndie het verband weergeefttssende waardevande weerstandsëffiiënt X en hetreynldsgetal R p dbbellgaritmisheshaalevenwijdigvershifttenpzihte vandelijnvr ngeperfreerde bizen. Afhankelijkvande kwaliteitvande perfratie, metnamede heveelheidinde bisahtergebleven materiaal (baarden) zal een11 tt 13% grteredrkhgtendigzijn vrhetverwinnenvan de hydralisheweerstand (verg.7» 12 en13 vannta 293). ppagina 9 tt 11 van bvengenemdenta wrdtvrtsgenldeerddat nderveldmstandighedenvannregelmatigheden indestrming, ntstaandr zijdelingsetestrmingvan waterdr perfratiesf sttvegen, eenzelfde srteffetiste verwahten. Hiermeezdandegrteredrkhgtein de drainreeksen, gevnden bijenkele veldwaarnemingen, gedeeltelijkknnen wrden verklaard. m nategaan fdezevernderstellingjist is, werd p hetterrein van hetinstittvrcltrtehniek en Waterhishdingeen mdelgt gebwd waarinde testrmingnaareendrainreeksis nagebtst. Een beshrijving vandeze pref, ende hieritverkregenresltatenvrmenhetnderwerp van deze nta. 2.Mdelpstelling Teneinde zveel mgelijkte besparenp materiaalksten werdeenu5 meter langegt (fig.1) meteen breedtevan20m eneendiepte van25mgegraven meteen hellingvan23m verdegehelelengte. Na bekleding vandezegt met eenplastiek flie werd pde bdemeen 3mdikkelaag metselzandaangebraht, waarpeen k mplastiekdrainbis, mhld meteenlaagglasvlies, werdgelegd. Delaatste 5 meter vande biswas nietvrzienvanperfratiesm 'nderlpsheid' vandedrainreeksbijdeitmndingte vrkmen. Rndmdedrainreeks werdenp 5 pntendrkkamersaangebrahtmdedrkinde bis te meten. Deze kamers werdendr middel vanplastiekslangen verbnden meteenentraal manmetersysteem.vervlgens werdenmde 5 meterindegthtenshtjes aangebrahtdie met behlp vanstrkenplastiekflie aandeafdihtendewandflie vandegt werden vastgelijmd. Hierna werddegehelegttt + 5mnderde bvenrandmetmetselzandgevld. Tssende p hgtegesteldehtenshtten 91

3 - 2 - werdeennstant waterpeilgehandhaafddreengeperfreerdeteverlsiding, aangesltenpeen pmp. De teverdrdezeleiding werdzgeregelddatver elkshtslehtseenzeer kleineheveelheidwaterafstrmde naar het vlgendelagergelegendeel. Tijdensde metingen werddedrdedrainreeks afgeverdeheveelheid water gemeten met behlp van een emmereneenstpwath. Dedrkhgtevershilien tssende meetpnten werdenafgelezenp eenentraal manmeterbrddr bvende manmetereennderdrkte bewerkstelligen. Inplaatsvanabslte waardenvan de drkhgtenzijndan kslehtsrelatieve waarden bekend.drdat vrhet eerste meetpnteenzdanigerretie kn wrdenaangebrahtdat hetdedrkhgtejist bij het beginvandeperfratie aangaf, knehter hetgeheledrkhgteverlpindedrainreekswrden nagegaan. 3. Resltatenvande metingen Begnnen werd meteenseriemetingen waarbijde verlpshtten zdanig warengesteld, datdegemiddelde hellingvan hetpen waterpeilindegt gelijk wasaande hellingvande drainreeks. Variatiesindeafver vande drainreeks werden hierbijverkregendrde itmndingvandedrainreeks gedeeltelijk te blkkerenmet behlp vaneendrbrderbberstp. Figr 2geeftenkele resltatenvandegemetendrkhgten. Vergelijkt mendeze metde hgtevan het pen water, dan valtmeteen p, datdedrkvershillentssen bisengtsterk naardeplaatsvariëren. Dit heefttt gevlg,datdetestrningper lengteeenheid vande bisnietnstant is. Dit blijktkdidelijkitfigr 3 waarindegemetendrkhgtenzijn itgezettegende berekende waarden,delaatste nderaannamedatde testrmingperlengte-eenheid bisgelijk is. Dealds verkregenlijnenzijn nietevenwijdig,zdat kn wrdengenldeerd,datde testrmingnietnstant is. nderdezemstandighedenis hetnietgelkteentheretisheplssingte verkrijgen vrdedrkhgteinde biszelf. Bijdevlgende metingen werd dankeenandere werkwijzetegepast. Nadat bijeen bepaaldeafvereen statinairetestand waspgetreden werdendepeilenin hetpen waterdr verhgingvandeverlpshtten zdaniggewijzigd,datzijalsgemiddelde vereenkwamenmetdedrkhgteninde bis. Figr hgeeft hiervan een vrbeeld. mdat nderdezemstandighedenhet vershilindrkinde biseninde pengt vrijwelveralgelijk is, mag wrdenaangenmendatde testrmingper lengteeenheidvandereeksnstant was. Bijdealdsbeshrevenprefpzet, zijnde 91

4 - 3 - mgelijkeâebieten beperkt, mdatrekening met wrdengehden methet werkelijkedrkverlpinde bisdatsterkafwijkt vande helling vandegt. nderdezeaanname kan vrdedrkinde biseenfrmle wrdenafgeleid. Uitgaande vaneen hydralishgladdengeperfreerdebiskrijgt mendan vreen k m bisdevergelijking h =9,03U.1(T 3 (f) ' {L 2 ' 75 - (L - x) 2,75 } (1) waarin hde bendigdedrkhgte, Ldelengte vande reeks,q,deafverin l/seen xdeafstand van het meetpntttde itmnding vandereeksis (zie verg. 27a nta 293). Met behlp van vergelijking 1 kan n vrelk meetpntde bendigdedrkhgte bijgegevenq. wrden berekend. Dealds verkregen waardenzijninfigr 5itgezettegendegemeten waarden. Depnten vertneneenredelijkrehtlijnigverband. Degetrkkenlijn heefteen helling 1,03. Dit hdtindatde weerstandsfatrvandegemetenbis 1,03 maaldie vaneenngeperfreerdebis is.. Dit kmtredelijkvereen methetreedseerdergevndenvershiltssen ngeperfreerdeengedgeperfreerde bizen (fatr 1,11),zdatmet wrdengenldeerd,datnder denderzhtemstandighedendezijdelingsetestrning van watergeeninvled heeftpde hydralisheweerstandvande biszalsin nta 293is verndersteld. h. Di sssie 2 2 3ijdepreven werdeen bis meteenperfratievan 900 mm per m gebrikt. Vreenlengtevan 1+0 meter betekentdit360m intreedppervlak. De hgstegemetenafvervandereeks was0,682 l/se. hetgeenz neerkmen p eengemiddeldestrmsnelheid van-r^r m/se =1,9 m/se. Neemt meninde bis eengemiddeldestrmingsheveelheid van \ x0,682 =0,3^1l/sedanz dit neerkmen peenstrmsnelheidvan ngeveer27 m/se. Ditbetekent inderdaad, datdezijdelingsestrmingsmpnentgevegelijkkan wrden verwaarlsd. De minimaalgemetenafver bijdepreven bedreg0,372 l/se. Eendergelijkeafverz bijeen maximaaltedrainerenppervlakte van0,53ha peen hm bismeteen helling van20 m per100 meter (tabel 1 nta 293) eenafver van 6mm/dag betekenen. Destrmsnelheidindereekszaldsnderpraktijkmstandighedendrgaans wel kleinerzijndandelaagste hiergemeten waarde dhde 91

5 - H - zijd.eli.n3sempnentzaldank kleiner wrden. Vralsnghefthier niet ittevlgendatdezijdelingsetestrmingindepraktijk wel van betekenis kan zijn. kalzdezijdelingsetever bij kleinereafverenenigeffet hebben, danzalditeffetzekernietgrtgenegzijn n de1,8 xgrteredrkhgten gevndenit veldwaarnemingen (fig. 9en11 nta 293) te verklaren. Menzal hierbijdan kaanandererzaken metendenken. Vrplastiekdrains kan ditindeeersteplaatseen veelslehterekwaliteit vandeperfratie- (veel haren f bramen) zijn. Vrgewnedrainreeksenz menknnendenkenaaneen slehtereaanslitingvande bizennderling. Vr beidereeksenkan mendenken aan eentename vande weerstandsëffiiëntdrafzettingvanslibfijzer inde bizen. Vrtsdientrekeningtewrdengehden methetfeit, datnder veldmstandighedendereeks wellihtnietgeheelgevldisgeweest. mdateen verkleiningvandiametereenrelatiefgrteffetteweeg kan brengendeneen nvlledigevlling fgedeeltelijkedihtslibbingeengrteffet hebben. 5.Cnlsie Metingenverde hydralishe weerstand vaneen k mplastiekdrainbis metzijdelingse watertevergavengeeneffet vandezetestrming pde weerstand tezien. Hewel bijkleinereafveren wellihtenigeffet vaneen dergelijketestrming p kan treden, kandezenietgrtgenegzijnmde veel grtere bendigde drkkente bewerkstelligendieinenkelepraktijkmetingen werdengevnden. Vrde verklaringvan hetlaastgenemdevershijnsel met men dan kdenkenaanandererzakenalsaanwezigheid vanslibfijzerinde bizeneneennietgeheelgevldzijn vande reeksen. 6.Literatr WESSELING, J.,Strmingsweerstandeninplastiekdrainbizen Nta293d.d.16 maart InstittvrCltrtehnieken Waterhishding, Wageningen. 91/0665/^0

6 n m n' if) in ) -» <D (/) "5 X3 3 -M ) C 4-» a ) _ '( 1 10 x: <ü i_ t n a> x: 5 e >> J

7 m i <N en m 0) t_ <D > " x: tn t_ 0) > 15 m C 0) -M ) i_ ö > 0> r

8 fig 3 Dekende drkhgte in m 26r gemeten drkhgte m 65 a 85 5/3.5

9 ) ) 00 E CD -»J t T3 10 CD l C U > CM CM (0 Ö Cl t_ x: C CM CM CD CM E U " U 8 >> x: CM C D CM

10 ) in en' m m 5 a "C J <-> (1) Q> (D ) 0) (/> Ü) t l/) t (Dg <M CD (D m J ( enrv dödöd H H H» er er er er r