nota.wwkz-85.~028 IJking uitgebreid (400 m- net) waterbewegingsmodel van de Westerschelde.

Transcriptie

1 rjkswaterstaat denst getljdewateren bblotheek grenaderswag PG mmdoburg 1 auteur(8) : datum : bjlagen : 19 F.O.B. Lefèvre november 1985 nota.wwkz-85.~028 Jkng utgebred (400 m- net) waterbewegngsmodel van de Westerschelde. samenvattng : Ut de berekenngsresultaten van het n zeewaartse rchtng utgebrede waterbewegngsmodel (400 m-net) van de Westerschelde, beschreven n nota WWKZ-85.VO02 van de Advesdenst Vlssngen, bleek dat verdere jkng van dt model voor het gedeelte van de Westerschelde tussen Hansweert en de Belgsch-Nederlandse grens noodzakeljk was. n deze nota wordt de gejkte verse van bovengenoemd waterbewegngsmodel gepresenteerd. Onder gejkte verse wordt her verstaan, een verse welke geschkt s om gebrukt te worden voor het aanmaken van randvoorwaarden voor een detalmodel en voor het leveren van snelheden voor de ontwkkelng van een calamtetenmodel.

2 me:ater dens? gotjdewateren bbloloek grenoderswog PG nddolhurg NHOUDSOPGAVE 1. NLEDNG 1 2. MODELBESCHRJVNG Rekenmethode Schematserng Randvoorwaarden Begnvoorwaarden Parameters. 3. JKNG MODEL BEREKENNGSRESULTATEN Algemeen Vertkaal get j Horzontaal getj. 5. NABESCHOUWNG. 8 LJST VAN BJLAGEN. 9 LTERATUUROPGAVE. 10

3 ' ' rjkswaterstaat behoort bj: nota nr. WWKZ-85.VO28 november 1985 bladnr: 1 1. NLEDNG. De berekennysresultaten van het utgebrede tweedmensonale waterbewegnysmodel van de Westerschelde, beschreven n lt. 1 gaven aanledng tot verdere jkng van dt model. Dt met het oog op de utvoerng van een tweetal projekten, te weten: 1. Een hydraulsch onderzoek naar de mogeljke gevolgen voor getj, stromnysstuate en morfologe als gevolg van specestortngen vanut het Kanaal door Zud-Beveland n de Westerschelde. Voor dt n opdracht van de Drekte Zeeland ut te voeren onderzoek wordt een tweedmensonaal detalmodel voor het gebed tussen Hansweert en de Belgsch-Nederlandse grens opgezet, waarbj de randvoorwaarden ut een groter model gehaald moeten worden. 2. De opzet van een calamtetenmodel van de Westerschelde, waarbj tweedmensonale snelhedsvelden de bass vormen voor de berekenng van de verspredng van geloosde of vrjgekomen stoffen. n deze nota wordt de gejkte verse van dt model gepresenteerd. n hoofdstuk 2 s een korte modelbeschrjvng gegeven. n hoofdstuk 3 staat de gevolgde jkngsaanpak beschreven. n hoofdstuk 4 zjn de berekenngsresultaten weergegeven en n hoofdstuk 5 tenslotte volgt een nabeschouwng.

4 rjkswaterstaat behoort bj: nota datum: november 1985 bladnr: 2 nr. WwKZ-85.VO MODELBESCHRJVNG Rekenmethode. Zoals n lt. 1 beschreven s worden de berekenngen met dt model utgevoerd met een geoptmalseerde verse van het programma WAQUA. n lt. l staat vermeld, dat het waterkwaltetsdeel en daardoor de koppelng van de zoutbewegng aan de waterbewegng s vervallen. Dt s echter onjust, het waterkwaltetsdeel doet wel degeljk mee. Dt heeft overgens geen gevolgen voor nmddels met dt model utgevoerde onderzoeken en toepassngen. n het navolgende wordt nu een juste beschrjvng van rand- en begnvoorwaarden van dt model gegeven Schematserng. t Op bjlage 1 s het gebed dat door het model wordt omvat weergegeven. Dt gebed s geschematseerd n een rooster met een vakgrootte van 400 m. Verdere gegevens betreffende de toegepaste schematserng zjn vermeld n lt Randvoorwaarden. De randvoorwaarden zjn ontleend aan natuurwaarnemngen van 3 en 4 september 1975: 1. Op de rand Zeebrugge - P139 - P Westkapelle (bjlage 1) zjn n genoemde punten waterstanden opgelegd. Tussen deze punten wordt de waterstand verkregen door lneare nterpolate tussen respekteveljk Zeebrugge - Vlakte van de Raan en Vlakte van de Raan - Westkapelle. De voor het model gebrukte waterstandsrandvoorwaarden zjn vermeld n lt. 1.

5 rjkswaterstaat behoort bl: nota nr. WWKZ-85.VO28 datum: november 1985 bladnr: 2. Op de bovenrand n Belgë s een konstant debet van 40 m3/s opgelegd. Dt debet s een sommate van de afvoeren over de stuwen n Belgë. 3. Op het gehele geschematseerde gebed s voor 3 en 4 september een wndrandvoorwaarde opgelegd volgens lt Op de zeerand Zeebrugge-Westkapelle s bj nstromng (vloed) een zoutkoncentrate (salntet) van 31,78 kg/m3 opgelegd. Bj utstromng geldt de zogenaamde zwakke randvoorwaarde: De zoutbewegng s gekoppeld aan de waterbewegng Begnvoorwaarden. 1. De begnvoorwaarde voor de waterbewegng s een waterstand van N.A.P. +l,50 m n eder roosterpunt van het model (Q=O), waardoor de platen aan het begn van de berekenng onder water staan. Omdat deze begnvoorwaarde n het prototype het dchtst benaderd wordt op het moment van hoogwaterkenterng, s de berekenng om en nabj dt tjdstp gestart. 2. De begnvoorwaarde voor de dchthedsverdelng s een zoutkoncentrate n eder punt van het model. Ut kontrole van deze zoutkoncentrates, gebrukt voor berekenngen n lt. 1, bleken deze net helemaal just te zjn. Een verbeterng s verkregen door de zoutkoncentrates beter overeen te laten komen met de op 3 en 4 september geldende omstandgheden.

6 - ' 11 ' Parameters. n tabel 1 samengevat. rjkswaterstaat behoon bl: datum: bladnr: nota november 1985 zjn een aantal belangrjke parameters van dt model Tabel 1 Parameters tweedmensonaal utgebred model van de Westerschelde. parameter waarde eenhed 1 rumtestap tjdstap mannngwaarde 0,020 dffusekoëffcënt vscostykoëffcënt wnd- stress-koëf f cënt 0,0026 nr. WWKZ-85.VO28

7 rjkswaterstaat behoort bl: nota november 1985 nr. WWKZ-85.VO28 bladnr: 3. JKNG MODEL. Ut lt. 1 bljkt dat de berekende hoogwaters n het oosteljk deel van het model te hoog zjn. De faseovereenkomst tussen natuur en model bljkt echter goed te zjn. voor het afregelen c.q. jken van het model heeft Waqua een aantal parameters de bjgesteld kunnen worden. Echter omdat wjzgng van deze modelparameters behalve een ampltudeveranderng tevens een her ongewenste faseverschuvng ntroduceert s een andere weg bewandeld om tot betere berekenngsresultaten te komen. Kontrole van zoutkoncentrates de gebrukt zjn voor de berekenngen vermeld n lt. 1 leerde dat deze afweken van de op 3 en 4 september geldende omstandgheden. Door nu deze zoutkoncentrates, als begnvoorwaarden voor de dchthedsverdelng, beter overeen te laten komen met de koncentrates ut natuurmetngen van 3 en 4 september werden betere berekenngsresultaten verkregen. Dt s het gevolg van het fet dat een gewjzgde gradënt van het zoutgehalte, mddels koppelng van de zoutbewegng aan de waterbewegng n het model, een veranderng n de berekende waterstanden oplevert.

8 E a rjkswaterstaat behoort blj: nota november 1985 bladnr: 6 nr. WwKZ-85.VO BEREKENNGSRESULTATEXl 4.1. Algemeen. De eerste uren van de berekenng vormen een nspeelperode, de buten beschouwng moet worden gelaten Vertkaal getj. De kontrolepunten voor de waterstanden zjn vermeld op bjlage 2. De resultaten voor het vertkaal getj zjn weergegeven op bjlage 3 t/m 10. Voor de statons n het westeljk deel van de Westerschelde s de goede overeenkomst tussen natuur en model, waarvan reeds sprake was n lt. 1, gebleven. Een verbeterng van de overeekomst tussen natuur en model s verkregen voor het oosteljk deel van de Westerschelde. Voor het staton Baalhoek s de natuurregstrate net korrekt gebleken Horzontaal getj. voor het ooste1j.k deel van de Westerschelde zjn voor een aantal kontrolepunten (bjlage 11) de berekende snelheden vergeleken met de geobserveerde snelheden ut puntmetngen. De snelheden ut de puntmetngen zjn snelheden van andere meetdagen de naar 4 september 1975 zjn herled. Op bjlage 12 t/m 19 zjn deze snelheden weergegeven. Bj nterpretate hervan dent rekenng te worden gehouden met het fet dat de berekende snelheden ut een 400 m-net komen, hetgeen n smalle geulen een vergeljkng met puntmetngen mnder reëel maakt. Gelet op bovenstaande, de herledng en dat snelheden mnder nauwkeurg geme-

9 rjkswaterstaat behoort bl:, nota datum: november 1985 nr. WWKZ-85.VO28 bladnr: 7 ten kunnen worden dan waterstanden zjn de berekenngsresultaten van bjlage 12 t/m 19 zeer redeljk te noemen. Omdat berekende snelheden nauweljks afwjken van de n lt. 1 gepresenteerde snelheden zjn er geen debetberekenngen utgevoerd. voor debetsmulates door het model wordt verwezen naar lt. 1.

10 - ' rjkswaterstaat behoort bj: nota nr. WWKZ-85.VO28 datum: november 1985 bladnr: * 5. NABESCHOUWNG. Algemene konkluse s dat het model de waterbewegng, dus zowel het vertkale als het horzontale getj, goed smuleert. Dt betekent dat het model gereed s om o.a. als bass te denen voor de n de nledng genoemde onderzoeken. Opgemerkt dent nog wel te worden dat de snelhedsvelden, afkomstg ut dt model met een 400 m-net, zeker voor het oosteljk deel van de Westerschelde een nogal grove benaderng zjn om als bass te denen voor een calamtetenmodel. n een later stadum verdent het wellcht aanbevelng een fjnere schematserng (b.v. 300 m-net) voor het aanmaken van snelhedsbestanden te gebruken. Aan de waterkwaltetsaspekten van het model s geen aandacht besteed zodat het model door jkng geschkt gemaakt zal moeten worden voor waterkwaltetsonderzoek. S

11 rjkswaterstaat behoort bu: nota datum: november 1985 bladnr: 9 nr. WwKZ-85.VO28 LJST VAN BJLAGEN Bj lage- Omschrjvng nummer Tekenngnmmer t/m t/m 19 Overzcht model. Overzcht kontrolepunten waterstanden. Waterstanden. Overzcht kontrolepunten stroomsnelheden. Stroomsnelheden. P

12 rjkswaterstaat behoort bj: 'Ota det",,,: november 1985 bladnr: 10 LTERATUUROPGAVE Lt. 1 Dekker L. Presentate berekennqsresultaten van het utgebrede tweedmensonale waterbeweqnqsmodel (400 m-net) van de Westerschelde. Advesdenst Vlssngen, nota WWKZ-85.VOO2, 1985, Lt. 2 Leendertse J.J. Aspects of a computatonal model for lonq-perod-water-wave propaqaton. The Rand Corporaton, RM-5294-PR nr. WWKZ-85.VO28 _ 1 u Lt. 3 Lt. 4 Leendertse J.J. and Grtton E.C. A waterqualty smulaton model for well-mxed estuares and coastal seas. Volume to V. The Rand Corporaton, RM-6230-RC, Dekker L. Tweedmensonaal model westerschelde. Presentate model; Advesdenst Vlssngen, nota WWKZ-83.VO10, 1983.

13 -., ' : /! _..!! - 1. <_ ~. <... X*../,ODCO, 'A2 je2 27

14 ! z O 4 > : :! 1 '!! l! westerschelde - scheldebekken overzcht model en controlepunten. voor waterstanden,

15 4. 3. Lu E 1. z - O NAP < > Lu Lu u1 -d *. VLSSNGEN < CONPUTED ooooovlscngen ( OBSERVED ) W V W J

16 E-UEST-T8 400f-GRtD. SMJLATON 2-5 SEPT 1975 WV 1 L z 0 O 9 - < 9 > UJ 9 9 J -1. Lu NAP 929 CY %9 UJ < 3 ::,,~!.:,!,,,$ - BORSSELE í COMPUTED ) oooooborsele ( OBSERVED ) s SEP e 75 4SEP * 75!, s,! 9 *.,..! *.,!,.,!,, >! <..!, >, W cr WATER LEVEL AT STATON OBSERVED WATER LEVEL -

17 E-EST-T0. 400WGRDs SfMhATON 2-5 SEPT 1975 <85\89\17 18:28:22 85,89r 8 88 ~ 0257 > UNV 1 <83\85\0+ 18a6:43 ) 3 c A cn Lu k Lu z 1 " - Z O NAP + a > Lu - -1 Lu TERNEUZEN 1 í COMPUTED ocoooterneuzen ( OBSERVED,,!,,,!,,.,. *!, >.! $ :,!.,,!. : :, "?; L x.,, 12 3SEP 75 4SEP 75 L.. KATER LEVEL AT STATON OBSERVED WATER LEVEL

18 4 r PAGE f. (B 2. c! Lu k Lu E 1. " - Z O NAP L a > U -J -1. Lu c! U - a o t,,,!,,,!,,,! - BAARLANO ooooobaarland j :! a :,!,, $ 1 ( COMPUTEO ) < OBSERVEO ) SEP 75 4SEP 75 WATER LEVEL AT STATON OBSERVEO WATER LEVEL

19 r < O N o> W.ATER LEVEL AT STATON OBSERVEO WATER LEVEL

20 E-WEST-TW, 40Wl$-GRO SYTrATON 2-5 SEPT 1975 <85\89\17 10:28:22 8S/W9,18 88:82:57> UNV 11 <83\85\W+ 1W:16:'3 > - BAALHOEK C COîPUTED ) ooooobaalhoek ( OBSERVED ) - W U 4 a a SEP a 75 4CEP * 75 WATER LEVEL AT STATON OBSERVED WATER LEVEL W

21 3 r\ (D 2 c! Lu c Lu E 1 " - z O NAP - < > u Lu c! U - -2 a CEP 75 4CEP 75 WATER LEVEL AT STATON OBSERVED WATER LEVEL

22 r PAGE 7 E-WEST-T0, 48Bn-GRDz SRULATON 2-5 SEPT 1975 <85\09\17 10:20: ,19 88:82:57) lm1v 11 <83\05\04 10:16'3 ) SEP * 75 4SEP 75 WATER LEVEL AT STATON OBSERVED WATER LEVEL

23 ~ _ ,......, n C kombergngsgebed :::::::::::::Z::-:. :. belgsche rveren _-* C. *-----a waterstandsrand,! /.! :, -. j j 1!,!!...!.--.! - -! westerschelde - scheldebekken overzcht model en controlepunten voor stroomsnelheden.-

24

25 ?,L -CU!?rENT oovoocdrsfnt 122.2

26 D

27 r w U a A 2 m u W a Ō z ' Z

28 N W cn < O N W E L r D C rn

29 z O -1 L L a, < O h> W

30 J

31 m w +SE? ~ 7' c rn