Ternperatuurverdeling Botlek en le, 2e en 3e Petroleumhaven. ( definitieve versie maart 1979) Ir. H.W. Brunsveld van Hulten Fysische Afdeling

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "Ternperatuurverdeling Botlek en le, 2e en 3e Petroleumhaven. ( definitieve versie maart 1979) Ir. H.W. Brunsveld van Hulten Fysische Afdeling"

Theophiel Michiels
8 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 ' l ~ ~ ~ ~ ~' i. nleiding 2. Doelstelling van het onderzoek 3. Resultaten 4. Conclusies Literatuur directie waterhuishouding en waterbeweging A; L,~'~,, Rapport bA RSWS 8 Ternperatuurverdeling Botlek en le, 2e en 3e Petroleumhaven. ( definitieve versie maart 979) r. H.W. Brunsveld van Hulten Fysische Afdeling Rijkswaterstaat Directie Waterhuishouding en Waterbeweging 978,' -.,. >: '

8 Ternperatuurverdeling Botlek en le, 2e en 3e Petroleumhaven. ( definitieve versie maart 979) r.

2 G-FA. nleiding Het Rijksinstituut voor Zuivering van Afvalwater (RZA), verzocht in 974 de Contactgroep Remote Sensing Waterstaat (RSWS) na te gaan, in hoeverre het mogelijk was met moderne luchtwaarnemingstechnieken de temperatuurverdeling in de Rotterdamse chemiehavens Botlek en le, 2e en 3e Petroleumhaven vast te leggen. Daarbij wordt in een warmtebeeld de temperatuurverdeling in de genoemde havens en op de Nieuwe Maas vastgelegd. Op 2 mei 974 werd tussen 0,30 en 0.40 uur het gebied overvlogen. Naast de warmtebeelden werden ook met full color filmbeelden van het gebied gemaakt. De resultaten van deze vlucht worden in dit rapport behandeld. 2. Doelstelling van het onderzoek Getracht is na te gaan, in hoeverre het mogelijk is met de beschikk e middelen voor luchtwaarneming en verwerking van de gegevens alsmede de beperkte kennis omtrent de interpretatie daarvan, een temperatuurverdeling in de chemiehavens te kunnen vastleggen. Op grond van regelmatige scheepsmetingen is vastgesteld dat deze havens een belangrijke temperatuurverhoging ondergaan als gevolg van de grote hoeveelheden sterk opgewarmd proceswater, die in deze havens worden geloosd. Binnen de havens bestaat dus een sterke opwarming, terwijl op de Nieuwe Maas deze verhoging weer teruggebracht'wordt door de grote mate van verspreiding en enige menging met het rivierwater. Het gebied staat onder invloed van de getijbeweging, waardoor een ingewikkelde beweging en verspreiding van het warmere (en dus soortelijk lichtere) water onstaat. Bij de uitvoering lag het niet in de bedoeling het dynamische gedrag vast te stellen. Alleen werd gekeken op het moment van laagwater in het betreffende gebied. Daarin is het warmere water zover mogelijk naar zee verplaatst. De toegepaste temperatuurmeting beperkt zich alleen tot de bovenste millimeter van de waterlaag. Het spreekt daarom vanzelf, dat de warmtebeelden alleen de verdeling aan het oppervlak weergeven en dat geen verticale verdelingen kunnen worden bepaald. Er zijn geen scheepsmetingen uitgevoerd, ter calibratie van de temperatuur, omdat geen schip voorhanden was op dat moment, De temperatuur werd vanuit het vliegtuig bepaald met een absolute stralingtemperatuurmeter (radiometer), die recht onder het vliegtuig meet. Voor beschrijving van de gebruikte apparatuur zij verwezen naar Lamers (974). Naast het warmtebeeld werden kleurenfoto's gemaakt vanuit het vliegtuig. /

luchtwaarnemingstechnieken de temperatuurverdeling in de Rotterdamse chemiehavens Botlek en le, 2e en 3e Petroleumhaven vast te leggen.

3 P Het is een bekend feit, dat zonlichtreflectie op water, dat bedekt is met olievlekken, deze olieverdeling zeer goed weergeeft en dat deze verdeling goed kan worden vastgelegd op een kleurenfoto. Hoewel er in de fotografie meer geavan- ceerde technieken bestaan voor het waarnemen van olievlekken (Vizy 974), werd omwille van de eenvoud voor kleurenfotografie gekozen (zie fig. 3 als voorbeeld). 3. Resultaten n fig. is uit de warmtebeelden afgeleide temperatuurverdeling in de Botlekhaven en le, Ze en 3e Petroleumhaven weergegeven. n fig. 2 is de olie- verontreiniging uit de full color foto s weergegeven. Een vergelijk tussen de verdelingen in de twee beelden laat weinig overeenkomst zien. Dit is het gevolg van verschillende oorzaken. De emissiecoëfficiënt voor de stralings- temperatuur van olie isverschillendvan die van water (zie TABEL ). Boven- dien varieert de emissiecoëfficiënt van olie sterk, al naar gelang de soort en dikte. Verder is het een bekend experimenteel feit, dat de stralingstempe- ratuur van olie zowel hoger als lager kan liggen dan de temperatuur van het onderliggende water, waarschijnlijk als gevolg van temperatuurverschillen in de olielagen en films, die de warmtehuishouding (verdamping, instraling, uit- straling, etc.) sterk beheersen. Hierover is nog zeer weinig bekend in de literatuur. De relatie tussen de zwarting op het beeld en de absoluut gemeten temperatuur kon slechts op enkele punten worden gemeten. De bewegingen van het vliegtuig zijn zodanig, dat niet altijd op het water werd gemeten, maar vaak op land. Voor de temperatuurbepaling van schoon water zijn enkele punten voldoende voor de temperatuurzwarting relatie. TABEL : emissiecoefficiënt van olie en water (uit Hudson 969) Gedestilleerd water (20 C) = 0,96 Smeerolie (dunne film op nikkel- O plaat) alleen nikkelplaat (ZO C) = 0,05 Dunne film 0,00 in. = 0,27 0,002,, 0,005,,, = 0,46 = 0,72 Dikke film, = 0,82.~,~. ~., ~ ~, Voor een vergelijk van de temperatuur met de kleurenbeelden h.v. is dit niet bruikbaar, omdat nauwkeurig het meetpunt bekend moet zijn ter plekke van de olie. De temperatuurverdeling is duidelijk anders dan de foto s,die de olieverdeling aangeven. Dit is een gevolg van de sterke invloed van de olielaag op de temperatuur van het water, waarbij de natuurlijke warmtehuishouding sterk wordt /. _.

3 als voorbeeld). 3. Resultaten n fig. is uit de warmtebeelden afgeleide temperatuurverdeling in de Botlekhaven en le, Ze en 3e Petroleumhaven weergegeven. n fig. 2 is de olie- verontreiniging uit de full color foto s weergegeven.

4 FA verstoord. n een gebied met koelwaterlozingen wordt het beeld nog onduidelijker, omdat de watertemperatuur sterk varieert en warmer water een grotere verdamping van de laag-krakende fracties van de olie veroorzaakt, waardoor de eigenschappen van de olie veranderen (hogere viscositeit en soortelijk gewicht o.a.). 4. Conclusies Uit het resultaat mogen we afleiden, dat de thermografie in staat is om warme havens aan te geven, waarbij de mate van nauwkeurigheid van de temperatuurverdeling samenhangt met de meetnauwkeurigheid van het instrument (effectief is dit - t 0,5 OC). De aanwezigheid van olie werkt verstorend op het warmtebeeld, waardoor momenteel alleen kwalitatieve gegevens worden verkregen over de temperatuurverdeling. Olie wordt in deze situatie niet eenduidig weergegeven met warmtebeelden. Olie kan met kleurenfotografie zeer goed worden waargenomen. Als techniek is dit laatste alleen toepasbaar bij voldoende licht (overdag). Er bestaat geen grote overeenkomst tussen de kleurenfoto's en de wamtebeelden. Om de thermografie beter bruikbaar te maken voor zowel temperatuurbepaling als olieaanwijzing, dient onderzoek verricht te worden naar het karakter en het gedrag van emissiecoefficiënten van water en de belangrijkste oppervlakte- actieve stoffen, die voorkomen in verontreinigde gebieden Literatuur Vizy, K.N., Detecting and Monitoring Oil Slicks with Aerial Photos, Photogrammetric Engineering and Remote Sensing 2, 975, pp Lamers, G.L., nfraroodtechnieken en hun toepassing ten behoeven van civiele onderzoekingen, NLR MP 7400 U, Nationaal Lucht- en Ruimtevaartlaboratorium, Amsterdam 974. Hudson Jr. R., nfrared system engineering. Wiley-nterscience 969. >..

veroorzaakt, waardoor de eigenschappen van de olie veranderen (hogere viscositeit en soortelijk gewicht o.a.). 4.

5 ' ' Fig. 3. Voorbeeld van een kleurenopname van olie op de Nieuwe Maas, gelijktijdig met de warmtebeelden gemaakt. De olie tekent zich af in een afwijkende kleur van het water, terwijl de variërende diktes van de lagen in verschillende tinten zijn te onderscheiden.

Vergelijkbare documenten

/, RAPPORT 13 11-PA RSWS 172 OPSPORING KWELPLAATSEN LANGS DE WAAL TUSSEN TUIL EN GORKUM, MET NAARMTEBEELDEN. ir. H.W.

/, RAPPORT 13 11-PA RSWS 172 OPSPORING KWELPLAATSEN LANGS DE WAAL TUSSEN TUIL EN GORKUM, MET NAARMTEBEELDEN. ir. H.W. RSWS 172 /, RAPPORT 13 11-PA OPSPORING KWELPLAATSEN LANGS DE WAAL TUSSEN TUIL EN GORKUM, MET NAARMTEBEELDEN. ir. H.W. Brunsveld van Hulten Fysische Afdeling Inhoud - blz. 1. Inleiding 1 2. Probleemstelling