rijkswaterstaat C 5931 Jm,

Transcriptie

1 rijkswaterstaat C 5931 Jm /

2 ministerie van verkeer en waterstaat rijkswaterstaat dienst getijdewateren nota GWIO MEETNET WADDEN 'BUITEN' PRERN*. DATUM auteurs): datum: samenvatting: ir M.H.J. Ettema 273'87 1.) Inleiding. «S!CM.!::..:J IFLOCÜ r'" K!..:> \>..;.'. v:. Koï^rr:;k..:j AA 'sgravenhage aat In het gebied ten noorden van de Waddeneilanden is het primair peilmeetnet nog niet optimaal (zie bijlage 1). Ten behoeve van de scheepvaart de registratie van opgetreden hoogwaters de bepaling van het reductievlak voor lodingen de Stormvloedwaarschuwingsdienst enz. (zie lit.8) kunnen de waterstanden onvoldoende nauwkeurig berekend worden vanuit de bestaande meetstations. Er zal in deze notitie van uitgegaan worden dat Huibertgat opgenomen wordt in het landelijk meetnet. Huibertgat wordt vanaf 1988 opgenomen in de getij tafels en het ligt dan voor de hand om dit station dan ook op te nemen in het landelijke meetnet. Het doel van deze notitie is aan te geven welke lokaties in dit gebied in aanmerking komen om de waterstanden te gaan meten. In hoofdstuk 2 worden de resultaten besproken van voorgaande onderzoeken met het zelfde doel. In Hoofdstuk 3 volgen enkele aanvullende overwegingen en berekeningen. Hoofdstuk 4 tenslotte bevat een voorstel voor een voorlopige vaststelling van het meetnet.

3 2) Bespreking naar aanleiding van oude onderzoeken. 2.1) MLRtoetsing Westgat Eierlandse Gat en Stortemelk. Door J. Doekes (lit 1) zijn de stations van de voormalige Studiedienst Hoorn Westgat Eierlandse Gat en Stortemelk m.b.v de MLRmethode gecorreleerd aan primaire meetstations en aan elkaar. De resultaten waren onbevredigend wat betekent dat de standaardafwijking van de berekende waarde min de opgetreden waarden veel te hoog was. Dit werd geweten aan het waarnemingsmateriaal dat vrij veel hiaten vertoonde en een twijfelachtige nulpuntshandhaving. Bovendien kunnen in de buurt van stroomgaten (waar deze meetpalen staan) amplitudes en fases van harmonische komponenten op korte afstand sterk verlopen ook t.o.v. elkaar. Dit blijkt o.a. uit de toetsingsresultaat van Den Helder met Westgat. De gevonden correlatie is klein ondanks de geringe afstand tussen deze stations. De conclusie die hieruit getrokken kan worden is dat landelijke meetpunten beter niet vlakbij of in de stroomgeulen kunnen staan. 2.2) Geografische spreiding meetnet. In de notitie van van der Made uit 1974 (lit 2) werd gewezen op het belang van de geografische spreiding van de meetpunten. De gewenste stationsafstand in dit gebied zou volgens deze notitie 45 tot 50 km bedragen. Dit werd afgeleid uit meetnetdichtheden van andere gebieden. Zou men het gebied tussen Den Helder en Huibertgat willen opvullen volgens deze theorie dan komt men uit op twee stations. De lokaties komen dan ter hoogte van de Vliestroom (tussen Vlieland en Terschelling) en Ameland. (bijl. 1) 2.3) Scheepvaart. Een andere overweging die bij plaatsing van meetpalen een rol speelt is het belang van de scheepvaart. De meetpalen moeten dan langs scheepvaartroutes staan ( van der Made lit 2). De lokaties ter hoogte van 'Westgat' (Den Helder) en 'Vliestroom' (Harlingen) komen dan in aanmerking. De eerste lokatie is tevens van belang voor de marine. Vanwege de reden genoemd in punt 2A is besloten om de meetlokaties niet in de buurt van de zeegaten te situeren. Het zou bovendien voor de scheepvaart wenselijk zijn dat de gegevens online beschikbaar zijn zoals dat nu bij Westgat het geval is. 2

4 2.4) Studiedienst Hoorn. Uit notities van de voormalige Studiedienst Hoorn dit.48910) blijkt dat zij de voorkeur gaven aan de optie Texel Terschelling. Ook hier luidde de conclusie dat de meetpunten beter niet in de buurt van de stroomgeulen tussen de eilanden kunnen staan. Door verplaatsing van geulen kan de diepte bij een meetpunt snel afnemen. De meetopstelling kan hierdoor verzanden waardoor verplaatsing noodzakelijk wordt. Dit past niet in een 'landelijke' meetnetfilosofie waarbij men er naar streeft om lange meetreeksen te verzamelen die representatief zijn voor een zo groot mogelijk gebied. Bij navraag bij het hoofd van de Studiedienst Hoorn (ir P. Brolsma) bleek dat men er bij het voorstel Texel Terschelling er van uitging dat Wierumergronden als (toekomstig) primair meetstation aangemerkt zou worden. Dit zou leiden tot de verdeling Petten Texel Terschelling Wierumergronden(Huibertgat). 3 Aanvullende overwegingen en berekeningen. 3.1) Beschikbaar waarnemingsmateriaal. In het verleden hebben er al eens meetstations gestaan aan de Noordzeezijde van de Waddeneilanden (zie bijlage 1 en tabel 1) Door de vele storingen zijn de waarnemingen echter na korte tijd weer gestaakt. Het waarnemingsmateriaal is daarom ook niet verwerkt. De orginele peilschrijverbladen zijn wel in het archief aanwezig. Van de secundaire meetstations zijn wel waarnemingen in DTBEST aanwezig doch deze zijn over het algemeen van slechte kwaliteit. Ook zijn enkele stations alweer opgeheven (tabel 1) Station Westgat bestaat nog wel maar er zijn sinds 1982 geen gegevens meer opgenomen zijn in DTBEST. Westgat is een operationeel meetpunt van de dir. Noord Holland. Van het secundaire meetstation Wierumergronden zijn enkele jaren waarnemingen beschikbaar. Hiermee zijn enkele MLRberekeningen gemaakt om zo mogelijk tot een uitspraak te komen over de gewenste meetnetdichtheid (zie 3.3) 3.2) Andere mogelijke verdeling. De verdeling Texel Terschelling zou volgens de benadering van van der Made ook mogelijk zijn.(zie 2.2) Stelt men namelijk dat Den Helder aan een stroomgeul ligt dan wordt het OP te vullen 'gat' niet Den Helder Huibertgat maar Petten Huibertgat. De verdeling Texel NZ Terschelling NZ voldoet dan ook vrij goed aan de 'geografische spreiding'. De afstand Terschelling NZ Huibertgat is dan relatief vrij groot. Dit zelfde probleem doet zich echter voor bij de andere verdeling daar is Petten De Vliestroom weer te groot. 3

5 33) MLRBerekeningen Wierumergronden. In tabel 2 zijn de resultaten van de MLRberekeningen (MultiLineaire Regressie) weergegeven met Wierumergronden als het te toetsen station. De meetgegevens uit de jaren 1982 en 1984 waren zo onvolledig dat ze niet bij deze toetsing betrokken zijn. De nulpuntshandhaving van de diverse stations blijkt te wensen over te laten getuige tabel 3. Dit heeft een nadelige invloed op de toetsingsresultaten. De standaardafwijking (st.af.) van 'wminv' (waarneming min berekende waarde) blijkt in het gunstigste geval circa 45 cm te bedragen. De beste resultaten (laagste st.af.) geeft de toetsing met Huibertgat Schiermonnikoog en West Terschelling. Een toetsing met WestTerschelling levert betere resultaten op dan een toetsing met het dichterbij gelegen Nes. De oorzaak ligt of in de verschillende kwaliteit van de gegevens en/of in de vormverandering en looptijd van de getijgolf in het Waddengebied. Ook is bij bestudering van tabel 2 te zien dat Huibertgat een belangrijke reductie levert van de standaardafwijking. Dit komt omdat de stations Wierumergronden en Huibertgat aan dieper water liggen. Daardoor verandert de vorm van de getijgolf tussen deze twee stations minder en is het verband dus groter. Volgens de normale criteria zou Wierumergronden opgenomen dienen te worden in het primair meetnet. Er zouden goed beschouwd zelfs nog meer stations nodig zijn om aan de eis van 3.5cm st.af. te kunnen voldoen. Als een station voor de kust van Terschelling geplaatst zou worden dan zal een MLRtoetsing met Wierumergronden en o.a. Terschelling N2 ongetwijfeld beter uitvallen dan de hier uitgevoerde toetsingen. Dit mede om de zelfde reden als Wierumergronden Huibertgat een goed verband vertonen. Mogelijk wordt het resultaat zo goed dat Wierumergronden te berekenen valt uit omliggende (primaire) stations met de vereiste nauwkeurigheid van 3.5cm st.af. In dat geval hoeft men Wierumergronden niet op te nemen in het meetnet. Of dit werkelijk het geval zal zijn is niet van te voren met zekerheid te zeggen. Het getij van een station voor de kust van Ameland zal gezien de afstand overigens niet veel afwijken van dat te Wierumergronden. In plaats van een nieuw station zou men Wierumergronden kunnen aanpassen en opnemen in het primair meetnet. Als Terschelling NZ geplaatst zou worden dan kan waarschijnlijk TerschellingWest vervallen als primair meetpunt. Dit station is in de notitie van Kroos dit. 7) al bestempeld volgens ouderwetse nomenclatuur tot 'aanvullend ' meetstation. Met het nieuwe station erbij zal TerschellingWest waarschijnlijk te berekenen zijn uit de 4

6 omliggende (nieuwe) stations met de vereiste 35cm St.af. Ook is het waarschijnlijk 20 dat men bij berekening van andere stations i.p.v. TerschellingWest het nieuwe station Terschelling NZ zou kunnen gebruiken. Dit betekent dat TerschellingWest zou kunnen gaan vervallen. Geografisch gezien betekent het dat er een groter gebied bemeten kan worden met dezelfde hoeveelheid stations. West Terschelling zal overigens gehandhaafd blijven om andere redenen. Een conclusie die getrokken kan worden uit deze toetsing is dat het meetnet Wadden 'Buiten' niet los gezien kan worden van het meetnet Wadden 'Binnen'. De MLRmethode geeft redelijk goede resultaten ook met stations aan de binnenzijde. Het rijtje ( b.v. ook Westgat) Vlieland Haven Terschelling NZ Nes Huibertgat is om en om buitenbinnen. Dit is een geografisch voordeel van deze mogelijkheid. 3.4) Beschrijving van de Getij amplitude. Aan de Nederlandse kust bereikt de amplitude van de belangrijkste harmonische komponent (M2) nabij Den Helder een minimum. (zie bijlage 2). Om het verloop van deze component (en ook enkele andere) nauwkeurig te kunnen beschrijven is een meetpaal voor Den Helder nodig. Het station Westgat zou hieraan kunnen voldoen maar ook nog TexelNZ. Bijlage 2 is in feite te grootschalig om op af te kunnen gaan. Uit het verloop van het gemiddelde hoog en laagwater langs de Nederlandse kust (bij 1.3) blijkt dat bij Den Helder mede onder invloed van het Marsdiep het tijverschil het kleinst is. (Dit is mede een gevolg van de kleine M2 amplitude). Ook ter hoogte van het Westgat is deze nog klein en waarschijnlijk minder gestoord door stromingen dan bij Den Helder. Tussen Den Helder en Huibertgat neemt het tijverschil weer toe. Om het preciese verloop van het tijverschil te beschrijven zou een punt buitengaats Den Helder nodig zijn. Dit om de kleinste waarde te kunnen meten.de ligging van Westgat of mogelijk Texel NZ in de buurt van Den Helder zou een goede plaats zijn om dit verloop te beschrijven. 3.5) Beschrijving van de Getijkrorome. De getijkrommen in bijlage 4 zijn voor wat betreft de primaire stations geselecteerd uit bestaande waarnemingen die gedaan zijn aan de hand van karakteristieke waarden (slotgemiddelden). Bij de secundaire stations is de selectie verricht op astronomische standen. Dit omdat de registraties hiervan niet meer beschikbaar zijn. Doordat bij deze methode niet hetzelfde getij bij alle stations wordt gepresenteerd zijn er verschillen van niet systematische aard. Het gaat hier echter om een globale indruk. 5

7 Uit het topologisch verloop ziet men dat de 4maal daagse komponent bij Westgat duidelijk aanwezig is in de vorm van een dubbele top. Daarna verdwijnt deze top richting Huibertgat steeds meer in de hoofdtop. Bij Stortemelk is geen dubbele top meer aanwezig. Dit kan veroorzaakt worden doordat dit station in de buurt ligt van een stroomgeul. Toch is te zien dat de getijkromme voor de beschouwde kuststrook slechts in relatief lichte mate aan verandering onderhevig is. Dit houdt in dat de meetnetdichtheid niet zeer groot hoeft te zijn als men de vormverandering van de getijkromme wil beschrijven. Dit valt ook te verwachten omdat op open zee de storingen door stroming en bodem veel geringer zijn. (Huibertgat en Wierumergronden hebben een goede correlatie.) Wat de dichtheid precies moet zijn is hier niet direkt uit af te leiden. Waarschijnlijk zijn 1 of 2 stations tussen Huibertgat en Den Helder (of Petten) voldoende om een goede indruk te krijgen van het verloop van de getijkromme tussen deze stations. 3.6) Het belang van de eilanden. Het belang van de eilanden (grootte en aantal inwoners) kan ook een punt van overweging zijn i.v.m. de economische waarde en de veiligheid. (Studies naar duinafslag SVSD e.d.) Dit pleit voor een optie met Texel en/of Terschelling. 3.7) Praktische overwegingen. Bij het nemen van de uiteindelijke beslissing zal de mening van HydroInstrumentatie ook meetellen. Op praktische gronden zouden er bezwaren kunnen bestaan. Aangezien er met meetpalen gewerkt gaat worden zal het onderhoud vanuit boten moeten geschieden. De lokaties moeten dus bereikbaar zijn met de boot. 4) Conclusie. Met de huidige gegevens zijn geen sluitende bewijzen te vinden voor de meetnetdichtheid en de meetlokaties van het meetnet Wadden 'Buiten'. De ervaring leert dat de meetpalen beter niet in of bij de stroomgeulen tussen de eilanden kunnen staan. De lokaties moeten dus voor de eilanden gezocht worden. Gaat men uit van een te plaatsen meetpaal dan komt Terschelling NZ in aanmerking. Dit is voor een station de beste geografische spreiding t.o.v Den Helder (eventueel Petten) en Huibertgat. De meetnetdichtheid is dan gezien de hier besproken MLRtoetsingen waarschijnlijk nog te klein. Men zou ook een meetpaal voor Vlieland kunnen plaatsen en later eventueel kunnen overwegen (aan de hand van meer 6

8 gegevens) om Wierumergronden wel of niet als landelijk meetpunt aan te merken. De geografische spreiding blijft in het laatste geval ook nog goed. Het 'belang' van Vlieland is echter minder dan dat van Terschelling. Wil men ook een tweede meetpunt voor Texel dan valt het te overwegen om daarvoor in de plaats het bestaande station Westgat op te nemen. Hoewel dit station nabij een stroomgeul ligt heeft het ook enkele voordelen (zie terug) Daarnaast bestaat het station al wat langer zodat de bestaande reeksen doorgezet kunnen worden. Er hoeft geen extra meetpaal geplaatst te worden alleen zal er een DNM geinstaleerd moeten worden. Het eerste station kan dan voor Terschelling geplaatst worden om aan de geografische spreiding vast te houden. Naschrift. Nu gebleken is dat op de meetpaal Westgat niet zonder meer een DNM te plaatsen is kan men ook overwegen om hier een tweede beschikbare paal te plaatsen. Voor onze doeleinden zouden wij liever een lokatie voor Texel hebben. Gaat directie Noord Holland akkoord met een nieuwe lokatie voor Texel (ten koste van Westgat) dan is dat voor het landelijk meetnet een vooruitgang. Houdt men bij de Dir. Noord Holland vast aan de oude paal Westgat dan zouden wij voorlopig genoegen kunnen nemen met het overnemen van de gegevens (offline) van de Westgatpaal. Bij opname van Wierumergronden kan een te plaatsen paal ook voor Vlieland staan. Bijlage 1 Overzicht vermelde lokaties bij notitie GWIO Bijlage 2 Isoamplitudelijnen M2 getij berekend met JONSDAP gegevens. Bijlage 3 Verloop gemiddelde Hoog en Laagwaterlijnen voor de Nederlandse kust. (Studiedienst Hoorn) Bijlage 4ab Diverse gemiddelde spring en doodtij krommen van de enkele meetstations voor de Noordzeekust van de Wadden. Bijlage 5 Voorstel uitbreiding meetnet Wadden Buiten. 7

9 TABEL 1 Overzicht meetpunten in onderzochte primair meetnet zitten. Zie bijlage 1 gebied die niet in het nr. plaats begin einde opmerking waarnemingen 601 Westgat Texel 1981 Dir. N. Holland zie Lit Eierlandse Gat zie Lit Stortemelk 1981juli '82 zie Lit Wierumergronden Meetpunt Dir. Groningen 875 Oude Westereems gegevens slecht. 841 Hornsborngat gegevens slecht. 855 Engelsmanplaat gegevens slecht. 645 Huibertgat Meetpunt Dir Groningen. Overzicht oude meetpunten van WWWH waarvan de gegevens niet verwerkt zijn. begin einde 610 Vlieland Noordzee ] Gegevens slecht door 620 Terschelling N.z ] materiaal pech geen nul 630 Ameland Noordzee j puntshandhaving te korte 640 Schiermonnikoog Nz ] tijd.(op schr.bladen) Tabel 2 STANDAARDAFWIJKING bij Toetsing Wierumergronden ( drie verschillende jaren) met diverse stations.() W.Tersch Huibertgat Schiermon. Lauwersoog Nes W.G W.G W.G W.G Bijgegist 1981 betekent dat met t % % % dit station getoetst is m m m B. % # # TABEL 3 GEMIDDELDE ZEESTAND bij bovenstaande toetsing tabel W.Terschelling Schiermonnikoog Nes cm cm cm Wierumergronden cm

10 LITERATUUR 1) Doekes J. Voorlopige toetsing meetnet Zeezijde Waddeneilanden Notitie RWS DGWKD ) Made ir J.W. Van der. Meetnet Waddenzee april Rapport RWS WH ) Studiedienst Hoorn. Gemiddelde hoog en laagwaterstanden langs de Noordzeekust vanaf ZuidHolland t/m Schiermonnikoog. RWS Memo ) Visser G.C. Gebruik eigen permanente meetstations mede gebruik stations van het primaire meetnet: toekomstvisie permanente meetopstelling RWS Notitie WWKZ.H252 5) Visser G.C. Vertikaal getij in een raai benoorden Terschelling 1983 RWS Notitie WWKZ83.H006 6) Voogt ir L. Een getijmodel van de Noordzee gebaseerd op de Jonsdap 1976 meting mei 1985 Nota RWS WWKZ84G.006 7) Kroos J. Meetnet Wadden. RWS Wat&Wat Notitie JK ) Reus ir J.H. de. Herplaatsing meetopstanden. oktober 1981 RWS Adv.D.Hoorn Notitie WWKZ81.H252 9) Visser G.C. Herpositionering van de getijmeetopstelling aan de Noordzeezijde. RWS WWKZ81.H217 10) Rakhorst H.D. Argumentatie van de te meten grootheden en meetposities t.b.v. het ideëel meetnet Kust en Zee in het werkgebied van de Studiedienst Hoorn. RWS WWKZ80.H282.

11 OVERZICHT PEILMEETSTATIONS Y Primair peilmeetstation Horsborngat y y Secundair peilraeetstation Verdwenen primair peilmeetstation Terschelling lil 620 Ameland NZ 630 Huibertgat 645 ~ T r^ V ^^"tschiernonnikoog f * V"< Schiermonnikoog NZ t*4q f^^> ^? * Éngelsmanplaat j^uuwersoog Stortemelk 617 Vlieland NZ 610 _^

12 H \ Be ie BB E t GEÏND 17 t eooo M GKIP l I AMM.1TUHES \ I KOMF'ONENI : I I MAfcn. AMAirSC 15 MM '7* _ l«apk *7« RIJKSWATERSTAAT DIENST GETIJDEWATEREN BIJLAGE 2 NOTITIE GWIO87121 ISOAMPLITUDE LIJNEN VAN M2 BEREKEND MET HET GENOMODEL UIT LIT.6

13 1 1 : '"» IJ» OW 670 HAP "' t. > " 1 i i! i 1 i!! i. GHI j Ly J 1 1 r » M?5?0 «W «SO ts *fl ^ KROMC TREKINC r^ * laettiiddeld hora i ï l J 1 " " t 1 i 1 f.l W (gpmrddtf d Jüog*at j " r1 rwatflr) _ ^ ".. =: *. cw. S r _. r r* ^ j i' ) * «_j UI 5 GAT UJ i 6 ^3 4 "<... L.' i < NOSE 1 * VLIELAND 1 M k * ^ * \ a LU i > y s GAT UJ ^ ^ A ;/ ' +««. A * ^>... ' 4... Si. VS* < AMELAND z < UJ UJ '* AMELAND 10 J* JO» 10 5 O S» «O 3 10 IS » «2» A t "*."..._!'^J^ <+*rk < ui UJ UJ LU cc u. KriOMETREIIIM _ w r 5 1 I *«\? ï e... _ ï s 1 «IJl 0J0 «20 OM a«100 m»f«0 «T NCTWWN W OC JA*EN «MKtNO UIT I «TM.i RIJKSWATERSTAAT DIENST GETIJDEWATEREN BIJLAGE 3 NOTITIE GWIO87121 GEMIDDELDE HOOG EN LAAGWATERSTANDEN PER 1 SEPT.1973

14 STORTEMEIK ; 10 II I I I I I I I I I I I I I J I S 6 7» ASTRONOMISCH CETIJ ASTRONOMISCH CETIJ ASTRONOMISCH CETIJ RIJKSWATERSTAAT DIENST GETIJDEWATEREN BIJLAGE 4A ± KARAKTERISTIEKE GETIJKROIWE WESTGAT EIERLAND EN STORTEMELK NOTITIE GWIO87121

15 HÜIBERTGAT HORSBORNGAT J J I! i 1! 1 J I 1! 1 24 I I I I I I I I I I I I I I :i M I M I! I! I I I I i 4 i é t i i ia n ti i3 u ii ie io n 12 IJ u 15 i«tr li is n ASTRONOMISCH CETIJ ASTRONOMISCH CETIJ ASTRONOMISCH CETIJ RIJKSWATERSTAAT DIENST GETIJDEWATEREN BIJLAGE 4B NOTITIE GWIO87121 KARAKTERISTIEKE GETIOKROHME WIERUMERGRONDEN HÜIBERTGAT EN HORSBORNGAT

16 VOORGESTELDE PEILMEETSTATIONS? W Op te nemen peilnieetstation van secundair net Te plaatsen peilnieetstation r Primair peilnieetstation Terschelling NZ f