AFSLUITING BROUWERSHAVENSE GAT

Transcriptie

1 AFSLUITING BROUWERSHAVENSE GAT DEEL II ZUIDELIJK SLUITGAT RAPPORT MODELONDERZOEK BIBLIOTHEEK Stanst Weg- en Waterbouwkunde Postbus 5044, 2600 GA DELFT WATERLOOPKUNDIG LABORATORIUM DELFT M675-2

2 Vlfcpr d.2 4m

3 Bijvoegsel bij rapport: Afsluiting Brouwershavense Gat W.L. Delft, M In dit rapport wordt een proevenserie beschreven, welke heeft gediend ter verkrijging van inzicht in de ontgronding die in het zuidelijk sluitgat van het Brouwershavense Gat zal optreden tijdens en na het aanbrengen van een caissondrempel, waarvan de kruin gelegen is op I.A.P.-,0 m. ïevens wordt een vergelijkend onderzoek behandeld voor verschillende landhoofdconstructies met als kriterium de door deze landhoofdén veroorzaakte ontgronding. Met betrekking tot de in het rapport vermelde conclusies wordt het volgende opgemerkt: a. Het verloop van de ontgronding als funktie van de tijd wijkt voor de landhoofdconstructies met een doorlaatcaisson en een phoenixcaisson af van hetgeen tot op heden is gevonden in het drie-dimensionale tijdschaalonderzoek. Of hier sprake is van een "aanloopverschijnsel" kon niet worden vastgesteld. b. De in het rapport genoemde tijdschaal uur model = 4 etmalen prototype wordt als te ongunstig beschouwd. Wordt de tijdschaal berekend met de in nota W-78 afgeleide formule, dan ligt deze tijdschaal tussen de waarden uur model = 20 etmalen prototype en uur model = 40 etmalen prototype. Bij toepassing van genoemde formule voor het destijds uitgevoerde Veerse Gat onderzoek, wordt een bevredigende overeenstemming gevonden met de tijdschaal bepaald uit de vergelijking tussen model en prototype. De ontgronding welke veroorzaakt wordt door de opbouw van uitsluitend de caissondrempel op S.A.P.-,0 m werd te groot geacht. Het onderzoek is daarom voortgezet voor drempels welke dieper gelegen zijn dan N.A.P.-,0 m. s-gravenhage, maart 966. (ir. F. Spaargaren)

4 WATERLOOPKUNDIG LABORATORIUM. Afsluiting Brouwershavense Gat, Deel II Zuidelijk sluitgat. BIBLIOTHEEK Dienst Weg- en Waterbouwkunde Postbus 5044, 2600 GA DELFT Rapport modelonderzoek. * 3 *itï\ Vssi M 675» december 9^5 >

5 p INHOUD.. Inleiding... Probleemstelling... I <~ «\J 0LC J~LA.S A.& O o o o o a a a o o o e o * e o v o o o o o a o o a o a o o a o o 9 o o o o e o 6 & o T. Eet modelonderzoek. 2.. De bouw van het model en de opzet van het onderzoek Randvoorwaarden De proeven met de ontworpen landhoofdconstructies. 3.. Tergelijkend onderzoek Bepaling tijdschaal voor het ontgrondingsverschijnsel Aanvullende proeven met landhoofdconstructie opgebouwd * met phoenix- en doorlaatcaissons... * 4«De bouw van de sluitgatdrempel. 4.. De ontgronding bij de bouw van de sluitgatdrempel Bepaling van de ontgronding uit de tijd-ontgrondingslijnen voor enige fasen. 4 <3

6 LIJST TM FIGUEEÏÏ.. Overzicht model. 2. Vergelijking stroombeeld detail- en overzichtsmodel. 3. Debieten in sluitgat Zuid bij constante sluitgatoppervlakte P w. = 8000 m 2. Noord 4. Landhoofdconstructies met doorlaatcaissons. 5. Landhoofdconstructies met phoenixcaissons. 6. Landhoofdconstructies met "kleine caissons". 7.Ontgronding bij landhoofdconstructie met doorlaatcaisson, Peiling na 0 uur. 7.Ontgronding, bij landhoofdconstructie l met doorlaatcaisson. Peiling na 9 uur, 8.Ontgronding bij 3 landhoofdconstructie met phoenixcaisson. Peiling na 0 uur. 8.Ontgronding bij L landhoofdconstructie met phoenixcaisson. Peiling na 9 uur. 9.Ontgronding bij ; landhoofdconstructie met phoenixcaisson. Peiling na 0 uur. 9.Ontgronding bij ] landhoofdconstructie met phoenixcaisson. Peiling na 9 uur. 0.Ontgronding Ontgronding bij ] landhoofdconstructie met "kleine caisson". Peiling na 0 uur. 0.Ontgronding )ntgronding bij ] landhoofdconstructie met "kleine caisson". Peiling na 9 uur..ontgronding bij landhoofdconstructie met "kleine caisson". Peiling na 0 uur. -p.ontgronding bij landhoofdconstructie met "kleine caisson". Peiling na 9 uur. 2. Tijd-ontgrondingslijnen landhoofdconstructies. 3. Snelheden in sluitgat Zuid bij landhoofdconstructies met door laatcaissons.

7 4. Snelheden in sluitgat Zuid hij lanöhoofdconstructies met phoenixcaissons. 5. Snelheden in sluitgat Zuid bij landhoofdconstructies met "kleine caissons". 6. Tijd-ontgrondingslijnen voor landhoofdconstructie met "kleine caisson". 7. Verband n en 8.Ontgronding,Ontgronding bj bij landhoofdconstructie met doorlaatcaisson. Peiling na 0 uur. 8.Ontgronding bij landhoofdconstructie met doorlaatcaisson. Peiling na 5ö" uur (- 3 weken prototype). A 9.Ontgronding bij landhoofdconstructie met doorlaatcaisson. Na een week doorlaatcaisson naast landhoofd geplaatst. Peiling na 0 uur, -p 9.Ontgronding bij landhoofdconstructie met doorlaatcaisson. Na een week doorlaatcaisson naast landhoofd geplaatst. Peiling na 5r uur (:-. 3 weken prototype) 20.Ontgronding bij landhoofdconstructie met doorlaatcaisson. Na twee weken doorlaatcaisson naast landhoofd geplaatst. Peiling na 0 uur. p 20.Ontgronding bij landhoofdconstructie met doorlaatcaisson. Na twee weken doorlaatcaisson naast landhoofd geplaatst. _ Peiling na 5ö" 2 uur ( ^ 3 weken prototype). 2.Ontgronding bij landhoofdconstructie met phoenixcaisson p Peiling na 0 uur. 2.Ontgronding «Ontgronding bij ; landhoofdconstructie met phoenixcaisson, Peiling na 5-5- uur (?. 3 weken prototype Ontgronding bij landhoofdconstructie met phoenixcaisson. Na een week doorlaatcaisson naast landhoofd geplaatst. Peiling na 0 uur. o 22.Ontgronding bij landhoofdconstructie met phoenixcaisson. Na een week doorlaatcaisson naast landhoofd geplaatst. Peiling na 5ö" uur ( ^ 3 weken prototype). 23.Ontgronding bij landhoofdconstructie met phoenixcaisson. Na twee weken doorlaatcaisson naast landhoofd geplaatst. Peiling na 0 uur.

8 23. Ontgronding bij landhoofdconstructie met phoenixcaisson. Ha twee weken doorlaatcaisson naast landhoofd geplaatst. Peiling na 5ö" uur ( ~ 3 weken prototype). 24. Tijd-ontgrondingslijn voor geleidelijke opbouw landhoofdconstructie met doorlaatcaisson. 25. Tijd-ontgrondingslijn voor geleidelijke opbouw landhoofdconstructie met phoenixcaisson. 26. Drempelhoogte als functie van de bouwtijd. 27 Ontgronding bij geleidelijke opbouw van de sluitgatdrempel. Peiling na 0 uur. 28. Ontgronding bij geleidelijke opbouw van de sluitgatdrempel. Ontgronding na fase. 29. Ontgronding bij geleidelijke opbouw-van ds sluitgatdrempel. Ontgronding na fase Ontgronding bij geleidelijke opbouw van de sluitgatdrempel. Ontgronding na fase Ontgronding bij geleidelijke opbouw van de sluitgatdrempel. Ontgronding na fase Ontgronding bij geleidelijke opbouw van de sluitgatdrempel. Ontgronding na fase Ontgronding bij geleidelijke opbouw van de sluitgatdrempel. Ontgronding na fase Ontgronding bij geleidelijke opbouw van de sluitgatdrempel. Ontgronding na fase Tijd-ontgrondingslijn voor geleidelijke opbouw sluitgatdrempel. 36. Ontgronding bij drempel op N.A.P. -6,5 m. Peiling na O uur. 36. Ontgronding bij drempel op N.A.P. -6,5 m. Peiling na 4 uur. 37. Ontgronding bij drempel op N.A.P. -2,75 m. Peiling na 0 uur. 37. Ontgronding bij drempel op N.A.P. -2,75 m. Peiling na 4 uur. A 38. Ontgronding bij drempel op M.A.P. -,00 m. Peiling na 0 uur. p 38. Ontgronding bij drempel op N.A.P. -,00 m. Peiling na 4 uur. 39 Tijd-ontgrondingslijnen voor diverse fasen in opbouw van sluitgatdrempel. 40. Snelheden ter plaatse van tracelijn, 50 m en 20 m benedenstrooms. Geen drempel.

9 4. Snelheden ter plaatse van tracelijn, 50 m en 20 m benedenstrooms. Drempel op N.A.P. -6,5 m» 42. Snelheden ter plaatse van tracelijn, 50 m en 20 m benedenstrooms. Drempel opïï.a.p.-2,75 m. 45. Snelheden ter plaatse van tracelijn;, 50 m en 20 m benedenstrooms. Drempel op ü.a.p. -,00 m.

10 LIJST YAN FOTOS.. Stroombeeld met drempel op IT.A.P. - m zonder landhoofdconstructie (vloed). 2. Stroombeeld bij landhoofd met doorlaatcaisson (vloed). 5. Stroombeeld bij landhoofd met phoenixcaisson (vloed). 4. Stroombeeld bij landhoofd met "kleine caisson" (vloed).

11 AFSLUITING BBDUWEESHAYENSE GAT, ZUIDELIJK SLUITGAT,. Inleiding... Probleemstelling. In een bespreking gehouden op 30 mei 963 tussen de Waterloopkundige Afdeling van de Deltadienst der Rijkswaterstaat en het waterloopkundig Laboratorium werd de opdracht verleend tot de bouw van een detailmodel van een der beide sluitgaten van het Brouwershavense Gat. Op grond van een oriënterend ontgrondingsonderzoek in het overzichtsmodel werd besloten hiervoor het Zuidelijke sluitgat te kiezen, aangezien hier de ontgronding het grootst was. Deze ontgronding vormt een gevaar voor de stabiliteit van de Schouwense oever. Daar de snelheden tijdens vloed hoger zijn dan tijdens eb werd besloten het onderzoek in eerste instantie te beperken tot de situatie bij vloed. In dit rapport zijn de resultaten verzameld van de proeven die in 964 in het detailmodel zijn verricht. In hoofdstuk 3 wordt het onderzoek met diverse, door Rijkswaterstaat ontworpen landhoofdconstructies, beschreven. Hoofdstuk 4 heeft betrekking op de proeven ten behoeve van de bouw van de sluitgatdrempel. In dit verslag zijn alleen de resultaten vermeld van de proeven met het in horizontale lagen omhoog brengen van de drempel tot K.A.P. - m. De proeven met andere door Rijkswaterstaat ontwikkelde drempelvormen zullen in een volgend verslag worden beschreven. Het modelonderzoek stond onder leiding van ir. J. v.d. Weide, die tevens dit verslag samenstelde..2. Conclusies.. Uit de resultaten van de vergelijkende proeven met de drie landhoofdconstructies (doorlaatcaisson, phoenixcaisson en "kleine caisson") blijkt dat het ontgrondingsbeeld in alle gevallen

12 - 2 - nagenoeg gelijk is. Het verloop van de ontgronding als functie van de tijd is voor het "kleine caisson" echter ongunstiger dan voor de andere twee oplossingen, gezien de snelle toename van de ontgronding in de beginfase. Om deze reden is het onderzoek met dit type niet verder voortgezet. 2. Met de resterende twee oplossingen zijn een serie aanvullende proeven verricht, waarbij de opbouw van het landhoofd in drie weken voltooid werd gedacht. Dit werd in het model gerealiseerd door gedurende een periode, overeenkomende met een week te stromen met de situatie, die aan het eind van de week zou zijn bereikt als het landhoofd in horizontale lagen werd omhoog gebracht. Aan de hand van een globale berekening kon hiervoor een tijdschaal worden, bepaald waarbij een uur stromen model overeenkomt met 4 etmalen getij stroming in het prototype. De resultaten van deze proeven zijn voor de constructies met doorlaatcaissons gunstiger dan voor de oplossing met phoenixcaissons. In het eerste geval werd na het voltooien van de landhoofdconstructie een "absolute" ontgronding bereikt van ca 0 m, voor het landhoofd met phoenixcaisson bedraagt deze waarde ca 6 m. Er dient op te worden gewezen dat deze cijfers alleen vergelijkende wrarde hebben, aangezien hierin niet do ontgronding is verwerkt, die reeds is opgetreden tijdens de bouw van de drempel. 3. Nagegaan is of de ontgronding kan worden beïnvloed door tijdens de bouw, resp. na en 2 weken een doorlaatcaisson naast het landhoofd te plaatsen. Dit heeft tot gevolg dat het punt waar de maximale ontgronding optreedt, zich verplaatst. De absolute waarde van de ontgronding wordt echter slechts in geringe mate hierdoor beïnvloed.

13 Wanneer wordt uitgegaan van bovengenoemde tijdschaal ( uur & 4 etmalen in prototype) wordt na opbouw van de horizontale drempel tot N.A.P. - m een ontgrondingsdiepte van ca 26 m bereikt. Het blijkt dat via superpositie, uit de tijd-ontgrondingslijnen voor de diverse fasen van de opbouw van de drempel een goede benadering van de te verwachten ontgronding wordt verkregen, zolang de tijd-ontgrondingslijnen niet afbuigen. Later uitgevoerde berekeningen, gebaseerd op tweedimensionale ontgrondingstheorieën hebben uitgewezen dat de bovengenoemde tijdschaal echter te klein en dus te ongunstig is.

14 Het modelonderzoek. 2.. De bouw van het model en de opzet van het onderzoek. Figuur geeft een overzicht van het model van het Zuidelijk sluitgat. Voor een overzicht van het gehele gebied en de situering der sluitgaten wordt verwezen naar het verslag M 675-deel I. Voor de bouw van het model werd gebruik gemaakt van dieptelijnenkaart no , gebaseerd op peilingen van 962. De gegevens voor de bouw van de drempel en de verschillende landhoofdconstructies werden ontleend aan tek.no , en benevens een aantal niet genummerde detailtekeningen van de sluitgatdrempel en het aangrenzende gebied. Mede in verband met de beschikbare ruimte werd als schaal gekozen n T = n-j- = 60. De instelling van het model is geschied met behulp van de in het overzichtsmodel gemeten snelheidsverdelingen. Daartoe is gebruik gemaakt van de gegevens verkregen bij het traceonderzoek. Op figuur 2 zijn de snelheden en de stroombanen weergegeven zoals deze in het overzichtsiaodel en in het detailmodel zijn vastgelegd. Aangezien de sluitgatbreedte in het overzichtsmodel iets kleiner was dan in het detailmodel, zijn de snelheden gemeten in de as van de drempel in het overzichtsmodel daar ter plaatse iets groter dan in het detailmodel. Aan de benedenstroomse zijde van het sluitgat is een bakelietbak aangebracht. Bij het ontgrondingsonderzoek is gebruik gemaakt van grof bakeliet (d =,9 mm). Bij alle proeven was het gebied benedenstrooms van de tracélijn verdedigd over een lengte van 20 m s gemeten uit de tracélijn. Het einde van de bodemverdediging loopt evenwijdig aan de tracélijn.

15 Randvoorwaarden.. De debieten voor de verschillende stadia van het onderzoek zijn ontleend aan nota 365 van Rijkswaterstaat. Hierin zijn vermeld de debieten s die na het afsluiten van de Grevelingen, in het Noordelijk en Zuidelijk sluitgat van het Brouwershavense Gat moeten worden aangehouden bij diverse sluitgatoppervlakken. Bij de berekening van de debieten in het Zuidelijk sluitgat is voor dit onderzoek uitgegaan van een bruto sluitgatoppervlak in het noorden van 8000 mr beneden ÏF.A.P. Aangezien de in de nota genoemde debieten zijn bepaald op basis van metingen tijdens springtij, is voor het bepalen van het debiet tijdens een gemiddeld getij hierop een reductiefactor van 0,9 toegepast. Aldus wordt een verband gevonden tussen het dwarsprofiel van het zuidelijk sluitgat (F z ) en het bijbehorende debiet (zie figuur 3)» Bij alle proeven is een benedenstroomse waterstand van JF.A.P.+,0 maangehouden. Deze werd door middel van een peilnaald s ca 25 m benedenstrooms van de tracelijn gecontroleerd. Voor een aantal proeven is gebruik gemaakt van tijdschemas welke in samenwerking met de betreffende uitvoerende dienst van Rijkswaterstaat zijn opgesteld. Het resultaat van de ontgrondingsproeven is gegeven in de vorm van een kaart van de bodemligging aan het begin en aan het eind van een proef. Bovendien is de grootste absolute ontgronding die op diverse tijdstippen is gemeten uitgezet als functie van de stroomtijd. Onder absolute ontgronding wordt hier verstaan het verschil tussen de diepte in het betreffende punt op het tijdstip t en het tijdstip t = o. Voor het merendeel der proeven zijn snelheden gemeten op de drempel en aan het eind van de bodemverdediging. Alle snelheden zijn gemeten met behulp van een Ott-molen ter plaatse van de halve waterdiepte. De resultaten zijn omgerekend naar prototypewaarden.

16 3. De proeven met de ontworpen landhoofdconstructies. 3«. Yer-gelijkend onderzoek» Ten behoeve van een mogelijke afsluiting van het Zuidelijk sluitgat met "behulp van doorlsatcaissons zijn door Rijkswaterstaat een drietal ontwerpen voor een landhoofdconstructie ontwikkeld,, welke op de figuren 4s 5 en 6 zijn xreergegeven, In het model is getracht aan de hand van een aantal vergelijkende proeven hieruit op grond van hydraulische criteria een keuze te maken. Daartoe is 9 uur gestroomd met een debiet van 400 liter/sec waarbij de optredende ontgronding is bepaald. Bovendien zijn de snelheden op de drempel gemeten en is met behulp van fotos het stroombeeld rond het Zuidelijk landhoofd vastgelegd. Om te controleren in hoeverre de gevonden resultaten reproduceerbaar zijn is een tweetal ontgrondingsprooven herhaald. De resultaten hiervan vertonen een bevredigende overeenkomst. Op de figuren 7 t/m is het ontgrondingsbeeld na 9 uur stromen vastgelegd; op figuur 2 is de grootste absolut ontgronding als functie van de tijd uitgezet. De figuren 3» 4 en 5 geven een overzicht van de snelheidsverdelingen, die in de verschillende situaties op de drempel zijn gemeten,, terwijl aan de hand van de fotos no. 2, 3 en 4 een indruk wordt verkregen van het stroombeeld rondom het landhoofd aen de Schouwense oever. Ter vergelijking is op foto no. het stroombeeld weergegeven bij de situatie met een horizontale drempel op ïf.a.p. - m, doch zonder landhoofdconstructie. Ten aanzien van de resultaten kan het volgende worden opgemerkt5 Het ontgrondingsbeeld na 9 uur stromen is voor alle onderzochte gevallen nagenoeg gelijk. De grootste ontgronding vindt plaats onder de Schouwense oever (op ca 300 m uit de oever) en wordt veroorzaakt door de gecombineerde werking van stroom en wervelstraat afkomstig van het landhoofd.

17 - 7 - Beschouwen we echter de ontgronding als functie van de tijd, dan blijkt dat deze voor het landhoofd met phoenixcaisson en met doorlaatcaisson, uitgezet op dubbellogarithmisch papier tot ca 5 uur vrij goed wordt benaderd door een rechte met richtingscoëfficiënt,7 a»8. Na 5 uur buigt de kromme duidelijk af. Voor een landhoofd met het kleine caisson evenwel worden de gevonden waarden het best benaderd door een rechte met een helling van 0,5» Aangezien hier na 5 uur stromen geen duidelijke afwijking van dit verband is te constateren zou kunnen worden geconcludeerd dat de kromme reeds eerder afbuigt. Ter controle is de proef daarom met een aantal verschillende debieten gestroomd. De tijd-ontgrondingslijnen van deze proeven zijn op figuur 6 gegeven. Voor alle toegepaste debieten van l/sec wordt nagenoeg dezelfde helling gevonden, Een verklaring van het bovengenoemde afwijkende gedrag van de "kleine caisson" kon niet worden gevonden. Aangüzien uit de tijd~ontgrondingslijnen volgt, dat vooral in het begin de ontgrondingen bij de "kleine caisson" veel groter zijn dan voor de landhoofdconstructies met phoenix en doorlaatcaissons is besloten het onderzoek alleen voort te zotten met deze laatste twee landhoofdconstructies. Het stroombeeld en de snelheden in de verschillende situaties vertonen veel overeenkomst. Uit de fotos blijkt dat in alle gevallen ter plaatse van het uitgebouwde landhoofd een wervelstraat ontstaat. Doordat bij het landhoofd met phoenixcaissons de wervelstraat aan de bovenstroomse zijde van het caisson ontstaat treedt een iets grotere contractie op. De snelheden ter plaatse van de drempel zijn daardoor nauwelijks groter dan voor de situatie met doorlaatcaissons.

18 - S Bepaling tijdschaal voor het ontgrondingsverschijnsel. Yoor een juiste interpretatie van de resultaten van het ontgrondingsonderzoek is het nodig te weten welke tijdschaal moet worden gebruikt om het tijdstip te berekenen waarop de in het model gemeten ontgronding in werkelijkheid optreedt. Aangezien het hier een driedimensionale ontgronding betreft kan de bepaling van een tijdschaal slechts globaal geschieden? gezien de vele onzekerheden in. de gebruikte formules en de bepaalde coëfficiënten. De berekening is opgezet, uitgaande van de aanname dat ook voor een driedimensionale ontgronding de relatie geldts n, = ru**. n~ /c>. n, ( ) te L v m J v J waarin n, = effectieve tijdschaal Ti iij = lengteschaal n = snelheidsschaal n ra = materiaalschaal. Onder de effectieve tijdschaal wordt hier verstaan de tijdschaal die voor het ontgrondingsverschijnsel geldt in geval zowel in model als prototype en permanente situatie optreedt. Vergelijking van modelresultaten en prototypemetingen (zie verslag M 755) hebben aangetoond dat met deze relatie de gevonden resultaten voor model en prototype goed overeenstemmen.. Berekening nte s De berekening van de tijdschaal is terug te brengen tot een juiste keuze van de waarden.x s /i en & m. Door vergelijking van de ontgronding bij een aantal debieten kan de invloed van de snelheidsschaal op het ontgrondingsverschijnsel worden nagegaan. Aangezien geen gegevens beschikbaar waren voor de phoenix- en doorlaatcaissons is dit geschied aan de hand van figuur 6,waar de ontgronding bij een

19 landhoofdconstructie met kleine caisson is uitgezet als functie van de tijd. Daar de bij dit sluitgatoppervlak behorend maximale vloedstroom voor een gemiddeld getij circa 9 = 500 ar/sec bedraagt kunnen de model debieten worden omgerekend tot snelheidsschalen. Het is dan mogelijk uitgaande van de bijbehorende tijd-ontgrondingslijnen de macht/? te berekenen. Daartoe wordt met behulp van de tijd-ontgrondingslijnen nagegaan op welk tijdstip een gegeven ontgronding wordt bereikt. Voor de bijbehorende snelheidsschaal wordt de tijdschaal gedefinieerd door de tijd die nodig is om de gegeven ontgronding in prototype te bereiken te delen door de in model gevonden tijdsduxen proto, 0 s n te = ^ - (2) model v/anneer voor twee snelheidsschalen n en n de waarden van t, n vi v2 model bekend zijn o kan s uit () \ / en (2) \ / (door v eliminatie van t proto, ) het verband tussen,3 en n worden gevonden, wanneer zowel n, als n gelijk blijven. Het aldus berekend verband tussen n v en/ is op figuur 7 weergegeven» Hierbij is de waarde van fj de twee snelheidsschalen "waaruit deze is berekend. uitgezet tussen Het blijkt dat een toename van de snelheidsschaal een toename van de macht/j tot gevolg heeft. Eenzelfde resultaat is gevonden voor de proeven voor het Veeree Gat, Ter vergelijking is ook het daar gevonden verband tussen n^ en /? in de figuur opgenomen. Het blijkt dat in beide gevallen ongeveer dezelfde relatie wordt gevonden. De invloed van c< en n m kan niet eenvoudig experimenteel worden bepaald. Uit tweedimensionale proeven volgt dat n bakeliet in vergelijking met zand (d voor grof = 20 i) een waarde heeft tussen 7s5 e n 5 afhankelijk van de turbulentie-intensiteit. De waarde van ep< ligt voor tweedimensionale proeven tussen,8 en 2>2. Uit de proeven voor het Veerse G-at volgt dat het verband

20 -0- tussen n. en Q{ en n Qn/3 dezelfde tendens vertoont; met andere woorden een hoge macht <x gaat met een hoge macht/? gepaard en omgekeerd. Een mogelijk meest ongunstige combinatie van een hoge macht /? en een lage macht.^ Behoeft daarom niet te worden beschouwd. Op grond hiervan is voor de volgende proefserie een globale tijdschaal bepaald, s uitgaande van een debiet Q, model,-, = 200 l/sec, De bijbehorende snelheidsschaal is 4 s 5s voor/j 5 wordt hierbij een waarde 5*5 gevonden. Op grond van het bovenstaande is voor c/ een gemiddelde waarde van 2 aangenomen, terwijl n m is gesteld op 0. Aldus vinden we op grond van () n te = 60 2 x 4,5-5 5 x 0 = 9,2 2. Berekening t e s Bovenstaande waarde voor n, levert een vergelijking tussen de tijdsduur in model en prototype op basis van een permanente situatie. Aangezien in werkelijkheid geen permanentie optreedt doch getijbeweging moet een tijdsduur worden berekend die, gestroomd met het maximale debiet, hetzelfde resultaat geeft als een getij - fase. De getijkromme \<?ordt daartoe gereduceerd volgens de betrekking t s> t e = f (^fat (3) -> max o Yoor het Brouwershavens e Gat wordt;, voor fê = 5? 5 gevonden t =,4 uur voor een vloedfase. Als de duur van een geheel getij op 2 uur wordt gesteld komt 2,28 uur stromen met maximaal debiet dus overeen met etmaal getij invloed. Daar n, gelijk is aan 9*2 volgt hieruit dat uur model gelijk is aan ^ 0- a ~ 4 etmalen in 2,28 prototype.

21 - - Latere ontwikkelingen hebben aangetoond dat de hier afgeleide tijdschaal in geval van een tweedimensionale stroming en te ongunstig beeld geeft o Daar voor driedimensionale ontgrondingen verdere gegevens nog ontbreken kan hiervoor de geschatte waarde voorlopig als richtlijn worden aangehouden, Aanvullende proeven met landhoofdconstructie opgebouwd met Phoenix- en doorlaatcaissons. Uitgaande van de hierboven bepaalde tijdschaal is getracht de ontgronding, die optreedt tijdens de bouw van het landhoofd, te bepalen Daartoe is aangenomen dat het gehele landhoofd in 3 weken gereed kan zijn, In model is gedurende week (^ 7 kwartier in model) gestroomd, met de situatie die aan het eind van de week zou zijn bereikt bij het in horizontale lagen omhoogbrengen van de bestorting tussen caissons en aansluitende dijkgedeelten. Daartoe is het volgende schema aangehouden dag alleen caisson op de drempel week landnoofd opgevuld tot lï.a.p m «week landhoofd opgevuld tot N.A.P. -3 m week landhoofd opgevuld tot ÏT.A.P. +5=0 m. Om de invloed na te gaan van het tussentijds bijplaatsen van een doorlaatcaisson^ zijn de proeven herhaald waarbij respectievelijk na week en na 2 weken een doorlaatcaisson naast het landhoofd word geplaatst. Er mo^t op worden gewezen dat deze proeven slechts vergelijkende waarde hebben en geen uitspraak geven omtrent de werkelijk optredende ontgrondingen, aangezien verwacht moet worden w dat reeds een zekere ontgronding is opgetreden op het moment dat met de bouw van de landhoofdconstructies kan worden begonnen na de opbouw van de drempel De resultaten van bovengenoemde proeven zijn op de figuren 8 t/m 23 weergegeven in de vorm van dieptelijnenkaartjes,op de figuren 24 en 25 zijn de grootste absolute ontgrondingen als functie van de tijd uitgezet.

22 - 2 - Het blijkt dat de invloed van het opbouwen van het landhoofd gering is. Dit moet worden verklaard uit de grote invloed van de wervelstraat op de ontgronding. Deze is vanaf het moment dat het caisson op de drempel is geplaatst werkzaam, en wordt slechts in geringe mate door het opbouwen van de landhoofden beïnvloed. Het bijplaatsen van een caisson tijdens de bouw van het landhoofd heeft tot gevolg dat de plaats van de wervelstraat zich wijzigt waardoor ook de ontgrondingskuil van plaats verandert, De grootte van de absolute ontgronding neemt echter niet af. In alle gevallen wordt aan het eind der proef een absolute ontgronding gemeten die in dezelfde orde van grootte ligt als voor het geval waarbij geen caissons tussentijds zijn bijgeplaatst. Uit de tijd-ontgrondingslijnen blijkt dat het landhoofd opgebouwd met een doorlaatcaisson het gunstigste resultaat geeft.

23 De bouw van de sluitgatdrempel, 4». De ontgronding bij de bouw van de sluitgatdrempel. Uitgaande van de tijdschaal v/elke in het vorige hoofdstuk is berekend, is in het model de sluitgatdrempel opgebouwd volgens een, door Rijkswaterstaat verstrekt tijdschema (zie figuur 26), In het model werd daartoe telkens gedurende een periode overeenkomende met 5 weken gestroomd met de situatie die aan het eind van die periode was bereikt. De drempel werd in horizontale lagen opgebouwd. De gegevens van de proef zijn in onderstaande tabel verzameldi fase j fase 2 f i fase 3 i fase 4 i fase 5 fase 6! i fase 7 I duur in weken ; i prototype i I drempel diepte HAP -2,65 m STAP «8,60 m NAP -6,5 m NAP -4,20 m NAP -2,75 m NAP -,80 m NAP -,00 m sluitgat opp (m 2 ) prototype np/sec debiet model l/sec Het resultaat van deze proeven is op de figuren 27 t/m 34 gegeven, in de vorm van peilkaarten waarop zijn aangegeven de bodemliggin na iedere fase. Op figuur 55 is de absolute ontgronding als functie van de tijd uitgezet.

24 Bepaling van de ontgronding uit de tijd-ontgrondingslijnen voor enige fasen. Voor een aantal fasen in de opbouw van de drempel is vervolgens 9 uren gestroomd en uit de daaruit bepaalde tijd-ontgrondingslijnen is s volgens het op figuur 26 gegeven tijdschema de ontgronding berekend na het voltooien van de bouw van de drempel. Deze tijd-ontgrondingslijnen zijn op figuur 39 gegeven, de via superpositie hieruit bepaalde tijd~ontgrondingslijn voor de opbouw van de sluitgatdrenipel is op figuur 35 weergegeven» Het blijkt dat door superpositie een goede benadering wordt verkregen voor de te verwachten ontgronding? indien de evenwichtsdiepte nog niet is bereikt. Uit de op de figuren 36 t/m 38 gegeven dieptelijnenkaarten, gebaseerd op peilingen na 4 uur stromen met deze fasen, kan worden geconcludeerd dat in alle gevallen de grootste ontgronding op dezelfde plaats optreedt. Vergelijking met de resultaten van de peilingen tijdens de opbouwfasen van de dam leidt tot de conclusie dat ook in dat geval de maximale ontgronding op hetzelfde punt optreedt. De snelheden gemeten aan het eind van de bodemverdediging en ter plaatse van de drempel zijn op de figuren 4 t/m 43 gegeven. Ter vergelijking zijn ook de snelheden gegeven, gemeten in het oorspronkelijke profiel, zonder drempel doch met inbaggering in het noordelijk deel van de geul (figuur 40)-

25 OVERZIGHT MODEL SCHAAL 4 ; 300 WATERLÖOPKUNDiG LABORATORIUM M 675

26 ^^0^^: y--^m^ : "... :,..._ / v-;/, :/-\-/^yï ; ;" ; :. o V ^ V. ; " t : : * : i " " :-- f f "" * /./ *... DETAILMODEL : :. OVERilCHTSMODEL VERGE LUK ING STRQOMBEELD DETAI L - EN OVERZICHTSMODEL lcm & 4 m / sec SCHAAL 4:0000 WATERLOOPKUNDiG LABORATORIUM M 675 FJG. 2

27 :, ; :, : i ; ; ^!, ; h : y"> " :.: / I n., ;,,(, i. \.": l, f:*". ^^P^I^S^^^W^^r^W^W^^B:,/ir, V:,. / i..,.!. : ^y.-^r- <,:.,.< ;vv;s; J iïm :!! ^ :, : ;";" ".:,,,,, l.,, ", ", ;, : i. l, ; ".v],:.,, i.i;".;,,:!"",.. l.:!;.:v! V..,;,;;,; ï, " ):" :. :,,,,.... ÏHvvV/V,. n. i,".."/i.;. I.. V,. ",. \ i,.,.. " \ : ï ",. ; l -. :,./ V : i :" i ;; ;!y ip^:;: v : / ; v ".. n "..., I ";. ;,;." >, ". i...;,.,. ;,! ".,,, i..,".. ;...,,. ".. ; ;! :«*/. ",,. i "., ",, ; i i i,,,, i, j.,. :?,..* J };<"~ :«*/. ",,. "T*. l ",,i, ^ "..; ;., V / / , ;. ; i i.,,", ;l,, V-Y ;,,. :, ",,!l V, ".,,.. :, ;, V,,.,. :, :,.,,. " i, o»,,.,,...", v ó : "..", /O.v O i < > ; :. \ O-- V, I l, l!,., l A ". /. "...., ".. ", "..o,.;.,: i;. o.o!; o,,, /,.,..,!,,., II,," ;.," ;. i. " : K i\~---x ".! 7 /. \.m, : i" ;.-..,, +<. "". >,, ;^v : " " : : ;;;; : n V,\. 2 ; < " +V,, /...../:.;,,.. i "..,,. "} ; "Ss. : ; " ;..;. ;....., "., /. i : \A ::;: ", ; :.. ".,,, :. : /. / ", "... :,,," "., ". ;., H... v^v. ".. :...": +-r#f NOTA <. Q 2 lil! *..,. ^K. ; ^».. ",, i,., i..,,;,., : ;.., \ ;, ",, 2, " >;, M,,,l ""... *,Q 2 2 i O, e : O. ; 3 o O \ 0 " CO o : 0,;, L OÓO.y r :., ;.., "., " V, ". ",., " " ;." 7 \. ^i ^s : :.,,, : " ",.. i o O O O O O O O C O O O O O O O O O* >o O 0 O O O Q O Q "» ±- O o> eö K -o ui * «f <M V *- «- *» «-» - - DEBIET IN m /sec ^ - DEBIET EN IN SLUITGAT ZUID BJ CONSTANTE SLUITGATOPPERVLAKTE F no ord=8000 m 2 WATERLOOPKUNDIG LABORATORIUM M. 675 FIG. 3