Zoutafleiding Bijlage bij de RWS Standaard

Transcriptie

1 Zoutafleiding Bijlage bij de RWS Standaard In opdracht van: Project: Ministerie van Verkeer Waterstaat Directoraat-Geraal Rijkswaterstaat Rijkswaterstaat Meetnet Infrastructuur (RMI) Versie: 1.0 November 00

2 Inhoudsopgave 1 INLEIDING Doelstelling van het documt Indeling van het documt Documthistorie...3 ZOUTAFLEIDING Inleiding...4. Afleiding zoutparameters Bepal van de conductivity ratio R T Chlorositeit bij hoge conctraties Chlorositeit bij lage conctraties BEGRIPPEN EN AFKORTINGEN Afkorting Begripp REFERENTIES...11

3 1 INLEIDING 1.1 Doelstelling van het documt In deze bijlage wordt de afleiding van de zoutparameters volgs de standaard van Rijkswaterstaat in detail beschrev zoals die plaatsvindt op zowel lokaties met hoge (zeewater) als lokaties met lage zoutconctratie (Binnwater). Het documt dit als bijlage van de RWS Standaard [1]. In voorgaande versies [] van deze standaard was deze beschrijving e vast onderdeel (in hoofdstuk 4). Bij de update van de standaard in November 00 is het e separate bijlage geword. 1. Indeling van het documt De indeling van dit documt is volgt: - Hoofdstuk beschrijft de standaard afleiding van de zoutparameters - Hoofdstuk 3 geeft e lijst met afkorting begripp. - Hoofdstuk 4 bevat de lijst met referties naar literatuur 1.3 Documthistorie Versie Datum Auteur Wijziging 1.0 November 00 A. Kuijt Extractie uit de RWS Standaard v1. (paragraaf 4..10) [] 3

4 ZOUTAFLEIDING.1 Inleiding Dit hoofdstuk beschrijft de standaard zoutafleiding voor de zoutparameters van Rijkswaterstaat. Alle zoutparameters zijn afgeleide parameters (zie hiervoor [1], paragraaf Afleid onder Hoofdstuk Inwinning Verwerking). Zo wordt CL10 wordt afgeleid uit de parameter GE10) die zelf weer afhankelijk is van de parameter TW10. Paragraaf. beschrijft de afleiding van de parameters.. Afleiding zoutparameters Chlorositeit is e fysische grootheid waarmee oceanograf de hoeveelheid chloride-ion in het zeewater (zout) aanduid. Voor binnwater (zoet/-brak) wordt hiervoor vaak de grootheid chloridegehalte gebruikt. Als standaard voor RWS is gekoz voor chlorositeit, uit te drukk in de parameter CL10. CL10 wordt afgeleid uit de gemet elektrische geleidingsvermog (parameter GE10) van het water, welke zelf weer afhankelijk is van de gemet temperatuur (parameter TW10) van het water. Voor zowel zeewater als binnwater wordt de UNESCO-methode [3] aangehoud voor de bereking van de 'conductivity ratio R T ', waarmee onderscheid gemaakt kan word of de meting in zout dan wel zoet/brak water heeft plaats gevond. Voor zeewater wordt vervolgs gebruik gemaakt van de formules die zijn opgesteld door de UNESCO [3] in 1978 zijn gerelateerd aan e watertemperatuur van 1 C. CL10 wordt daarbij afgeleid uit de te berek praktische saliniteit S (parameter SAL10) het te berek soortelijk gewicht Ro (parameter SG10) van het zeewater. Beide parameters word beschikbaar gesteld aan gebruikers. Vóór 1978 werd saliniteit uitgedrukt in promille, vanaf 1978 spreekt UNESCO [3] over de praktische saliniteit, zonder de aanduiding promille. De waard van beide berekingswijz hebb e te verwaarloz onderlinge afwijking (van max. 0,01 promille) ligg tuss 4. Voor binnwater wordt echter na bereking van R T gebruik gemaakt van e door Rijkswaterstaat op empirische wijze vastgestelde relatie tuss de gemet geleidingsvermog van het water bij 18 C de chlorositeit. Daarbij wordt het temperatuurverschil met die van de UNESCO-methode verwerkt door e correctie op de geleidingsvermog toe te pass. Zowel de praktische saliniteit als het soortelijk gewicht van het binnwater word in deze methode niet berekd. Er wordt ge chlorositeit bepaald als: één van de parameterwaard TW10 of GE10 ontbreekt; één van beide parameterwaard TW10 of GE10 niet de kwaliteit 'goed' heeft...1 Bepal van de conductivity ratio R T Uitgegaan wordt van de formule voor het berek van conductivity ratio R van zeewater, in situ (dus ook voor e vast meetnet). R = r T * R T * R P 4

5 met verder r T = c 0 + c 1 T + c T + c 3 T 3 + c 4 T 4 c 0 = 0, c 1 =,0064 * 10 - c = 1,1049 * 10-4 c 3 = -6,9698 * 10-7 c 4 = 1,0031 * 10-9 r T = de temperatuur correctie. R T = de verhouding van de geleidingsvermog van het gemet zeewater tot de geleidingsvermog van zeewater met e praktische saliniteit van 3, bij e gemet temperatuur van T grad Celsius bij e gemet luchtdruk van P atmosfeer. (In e laboratorium wordt R T direct bepaald met e salinometer.) RP = drukcorrectie, welke voor de meting van RWS op 1 atmosfeer wordt gesteld. T = TW10, de gemet temperatuur. Tevs geldt voor de conductivity ratio R: R = G (=r T *R T ) G s tan daard,1 met G = GE10, de gemet geleidingsvermog. G standaard,1 = 4,91 S/m, is geleidingsvermog van "standaard" zeewater bij 1 C e praktisch saliniteit van 3. R T wordt nu berekd uit: Als R T >= 0,1 is dan wordt de chlorositeit bij hoge conctraties bepaald. In de andere gevall R T = G 4, 91* r T wordt de chlorositeit bij lage conctraties bepaald... Chlorositeit bij hoge conctraties Bepaling praktische saliniteit van zeewater De absolute saliniteit van zeewater wordt gedefinieerd als de verhouding van de massa van het opgeloste materiaal in zeewater tot de massa van het zeewater. In de praktijk kan dit echter niet direct gemet word daarom wordt e 'praktische saliniteit' gedefinieerd voor het rapporter van waarneming op zee. De praktische saliniteit wordt bepaald op basis van K 1. K 1 wordt gedefinieerd als de verhouding van de geleidingsvermog van zeewater bij e temperatuur van 1 C e druk van 1 atmosfeer tot de geleidingsvermog van Kaliumchloride oplossing (KCL) met 3,436 * 10-3 deel KCL, bij dezelfde temperatuur druk. E K 1 waarde van 1 komt overe met e praktische saliniteit van 3. S praktisch = a 0 + a 1 K 0, 1 + a 1, K 1 + a 3 K 1 + a 4 K 1, + a K 1

6 Bij e afwijkde temperatuur van 1 C, bij e druk van 1 atmosfeer wordt uitgegaan van de volgde formule voor het bereking van de praktische saliniteit S praktisch. Met a 0 = 0,0080 a 1 = -0,169 a =,381 a 3 = 14,0941 a 4 = -7,061 a =,7081 Sd = T , 016( T 1) ( , ,,, R, R, R + 0, 0636R 0, 0144R ) t t t t t verder T = TW10, de gemet temperatuur van het zeewater. R T = de verhouding van de geleidingsvermog van het gemet zeewater tot de geleidingsvermog van zeewater met e praktische saliniteit van 3, bij e gemet temperatuur van T grad Celsius bij e gemet luchtdruk van P atmosfeer. Deze definitie is geldig bij: e praktische saliniteit van tot met 4; e zeewatertemperatuur van - tot 3 C; 1 atmosfeer. De parameter voor de praktische saliniteit is dan: SAL10 = S [dimsieloos] Bepaling soortelijk gewicht van zeewater Uitgegaan wordt van de formule voor het berek van het soortelijk gewicht van zeewater Ro. met 1, b + b T + b T + b T + b T S + c + c T + c T S + d S 3 4 Ro = Ro w + ( ) ( ) ro w = a 0 1 a 0 = 999,8494 a 1 = 6,7939 * 10 - a = -9,0990 * 10-3 a 3 = 1,00168 * 10-4 a 4 = -1,10083 * 10-6 a = 6,3633 * 10-9 a T a T a T a T a T

7 verder b 0 = 8,4493 * 10-1 b 1 = -4,0899 * 10-3 b = 7,6438 * 10 - b 3 = -8,467 * 10-7 b 4 =,387 * 10-9 c 0 = -,7466 * 10-3 c 1 = 1,07 * 10-4 c = -1,646 * 10-6 d 0 = 4,8314 * 10-4 ro w = het soortelijk gewicht van het refertiële "pure" water. T = TW10, de gemet watertemperatuur. S = S praktisch. De parameter voor het soortelijk gewicht van het zeewater is dan: SG10 = Ro [kg/m 3 ] Bepaling chlorositeit van zeewater Uitgegaan wordt van de formule voor het berek van de chlorositeit van zeewater Cl. CL = S * Ro 1806, met S = S praktisch. Ro = soortelijk gewicht zeewater. De parameter voor de chlorositeit van het water is dan: CL10 = Cl [mg CL- ion / liter] Als de CL10-parameterwaarde bepaald is, krijgt het bijbehorde kwaliteitskmerk in de waarneming de waarde voor 'goed waarde'. Dit geldt ook voor de waarde van de kwaliteitskmerk voor de waarneming van de SG10-parameter de SAL10-parameter...3 Chlorositeit bij lage conctraties Uitgegaan wordt van de volgde formule voor het berek van de chlorositeit Cl, waarbij de gemet geleidingsvermog dit te word herleid naar de geleidingsvermog bij 18 C. waarin met + h * G + h * G Cl = h 0 1 HULP HULP G = R * G ( ms / cm) HULP T s tan daard,18 7

8 G standaard,18 R T = 4,89 ms/cm, is geleidingsvermog "standaard" zeewater bij 18 C. = de verhouding van de geleidingsvermog van het gemet zeewater tot de geleidingsvermog van zeewater met e praktische saliniteit van 3, bij e gemet temperatuur van T grad Celsius bij e gemet luchtdruk van P atmosfeer h 0, h 1 h zijn afhankelijk van de waarde van G HULP (zie HULP in Tabel 1, als HULP < 0, is dan wordt er ge chlorositeitswaarde bepaald): Tabel 1 h0, h1 h zijn afhankelijk van G HULP H 0 H 1 H H 0 H 1 H 0,<=HULP<=1, 1,<HULP<=,,<HULP<=1, 1,<HULP<=19,0-16,0-137,0-140,0-330,0 139,0 34,0 34,0 380,0 9,8,1 3,0 1,4 19,0<=HULP<=19,97 19,97<HULP<=33,0 19,97<HULP<=33,0 HULP>33,0-340,0-30,0-30,0-1960,0 380,0 380,0 380,0 47,0 1,4 1,4 1,4 0,0 De parameter voor de chlorositeit van het water is dan: CL10 = Cl [mg CL- ion / liter] Als de CL10 parameterwaarde bepaald is, krijgt het bijbehorde kwaliteitskmerk in de waarneming de waarde voor 'goede waarde'. De afgeleide parameterwaard voor SAL10 SG10 word niet bepaald. 8

9 3 BEGRIPPEN EN AFKORTINGEN 3.1 Afkorting Afkorting CET GMT MET RMI RWS SESAM UTC Verklaring Ctral European Time, tijdzone overekomd met UTC+1 (wintertijd). Grewich Mean Time, tijdzone gebaseerd op de tijd op de 0-grad meridiaan die door Grewich (Engeland) loopt. GMT is nagoeg gelijk aan UTC. UTC is echter e atoomtijd, terwijl GMT e astronomische tijd is. GMT wordt elke jaar gelijk gesteld aan UTC. Middle European Time (wintertijd), om de tijdzone in Europese land aan te gev. MET = UTC+1 (wintertijd). RWS-Meetnet Infrastructuur. Rijkswaterstaat. SEnsor-Signaal Aanpassings Module voor hydrologische, huishoudelijke info overige ssor. Deze converteert het uitgangssignaal van één of meerdere ssor aar e standaard bericht. Coordinated Universal Time, de wereldwijde standaard voor tijd datum. (Zie ook GMT). 3. Begripp Begrip Directional Waverider Grootheid Inwinning & Verwerking Meetnet Parameter Parameterwaarde Verklaring Golfmeetboei voor het met van golfhoogte, golfrichting watertemperatuur. E waarneembaar verschijnsel verzamelnaam voor: fysische grootheid, wiskundige grootheid, huishoudelijke informatie, klepstand informatie. Onderdeel van RMI; levert de primaire invoer van Validatie. E systeem, inclusief ssor, data-acquisitie-apparatuur datacommunicatie-infrastructuur, voor het met, verzamel, converter, verwerk, opslaan distribuer van meetgegevs. De definitie in het meetnet van e kmerk van e grootheid. E parameterwaarde wordt volgs e gedefinieerde bereking over e bepaald tijdsinterval bepaald uit meting van dezelfde grootheid of, in het geval van e afgeleide parameterwaarde, bepaald uit meting van verschillde groothed. N.B: Voor huishoudelijke info klepstand zijn ook parameters gedefinieerd. E waarde uit e (parameter-)waardereeks die volgs e gedefinieerde bereking over e bepaald tijdsinterval wordt bepaald uit meting van dezelfde grootheid of, in het geval van e afgeleide parameterwaarde, wordt berekd uit andere parameterwaard. 9

10 Begrip Ssor Verwerk Verzamel Waarde Waarneming Wavec Waverider Wiskundige grootheid Verklaring E instrumt voor de kwantitatieve bepaling van groothed. E 0-ssor is e niet-standaard ssor waarvan de signal alle voor testdoeleind gebruikt word. Het uitvoer van conversies controles op gegevs vanaf de ontvangst van ssorsignal tot de uitgifte van waarneming aan Distributie. Het sambrg /of transporter van meetwaard /of waarneming. Onderdeel van e waarneming; kwantitatieve weergave van e parameter. Het resultaat van meting verwerking in e meetnet waarin de gebruikers zijn geïnteresseerd. E waarneming bestaat uit: parameterwaarde; tijdskmerk; kwaliteitskmerk van de parameterwaarde; lokatiecode; parametercode; additioneel kmerk. Onderscheid word verder: afgeleide waarneming; berekde waarneming; geconverteerde waarneming; bijgegiste waarneming. NB: Huishoudelijke info klepstand word ook in de vorm van waarneming aan de gebruiker gepresteerd. Golfmeetboei voor het met van golfhoogte, golfrichting watertemperatuur. Golfmeetboei voor het met van golfhoogte. E door de wiskunde gedefinieerde uitdrukking, bijvoorbeeld gemiddelde standaardafwijking. 10

11 4 REFERENTIES [1] De Rijkswaterstaat Standaard voor Hydrologische Meteorologische gegevs, versie.0, november 00; [] De Rijkswaterstaat Standaard voor Hydrologische Meteorologische gegevs, versie 1., juli 1999; [3] The Practical Salinity Scale 1978 and the International Equation of State of Seawater 1980, Unesco technical papers in marine scice no 36, Unesco,