17 november Fysica van watersystemen. q t. Fysica van watersystemen. Basisprincipes van waterbeweging. Basisprincipes van waterbeweging

Vergelijkbare documenten
Important note To cite this publication, please use the final published version (if applicable). Please check the document version above.

BIJLAGE G VERSPREIDING ZOETWATERNEVEL LANGS DE IJSSELMEERDIJK

WMCN cursus, algemeen deel Hydrodynamica van meren. Hans de Waal Deltares

Beknopt stormverslag van de periode november 2004

Beknopt stormverslag van de periode februari 2005

Samenvatting van het onderzoek Grensoverschrijdende effecten van extreem hoogwater op de Niederrhein, april 2004

Beknopt stormverslag van de periode december 2005

10. Hoogwaterafvoer HOOGWATERAFVOER

Beknopt stormverslag van 18 januari 2018

Beknopt stormverslag van de periode december 2004

Waar komt het water vandaan

Synoptische situatie 2-3/03/2000

Beknopt verslag van de stormperiode december 2003

Hydraulische belasting op golfbrekers in haven Wemeldinge

Beknopt stormverslag 26-27/02/1990

Beknopt stormverslag van 3 januari 2018

Beknopt stormverslag van 21 maart 2008

Beknopt stormverslag van 8 en 9 december 2011

Beknopt stormverslag van zondag 20 november 2016

Beknopt stormverslag 03-04/03/1998

Beknopt stormverslag van 29, 30 en 31 maart 2015

Beknopt stormverslag 7/12/2006

Beknopt verslag van de stormperiode 8 en 9 november 2001

Onderzoek Grensoverschrijdende effecten van extreem hoogwater op de Niederrhein

Beknopt stormverslag van de periode november 2007

1) Bijsluiter betrekkingslijnen 2013_2014 geldigheidsbereik 1 november oktober 2014

Hydraulische randvoorwaarden 2001: maatgevende afvoeren Rijn en Maas

Beknopt stormverslag 03/02/1990

Synoptische situatie 19-21/02/2002

Beknopt stormverslag 24-25/02/1997

Beknopt stormverslag 15-16/10/2002

Synoptische situatie

Beknopt stormverslag van 5 en 6 mei 2015

Waterbericht Maas. Hoogwaterbericht nummer H Uitgegeven om: 20:00 locale tijd. Kleurcode GEEL

Waterbericht Maas. Hoogwaterbericht nummer H Uitgegeven om: 10:00 locale tijd. Kleurcode GEEL

Rivierkundige berekeningen Randwijkse Waard Rivierkundige analyse

Toetspeilen Oude IJssel

Beknopt stormverslag van donderdag 23 februari 2017

Overzicht. omvangrijk en complex onderwerp behandeling hier heel algemeen en voor kwalitatief begrip

Beknopt stormverslag 4-5/11/1996

Beknopt verslag van de stormperiode 25 tot 29 januari 2002

SEDIMENTATIE INVAAROPENING EN PLAS WAALWAARD IN BESTAANDE EN VERDIEPTE EN VERBREDE SITUATIE (VARIANT 0+)

Invloed van de zijdelingse toestroming van beken en zijrivieren op hoogwaterstanden van de IJssel. Frans Berben RWS ON

Beknopt stormverslag 24-25/11/2012

Hydraulische Randvoorwaarden primaire waterkeringen

Neerslag-afvoermodellering. met SOBEK-RR

Waterbericht Maas. Hoogwaterbericht nummer H Uitgegeven om: 08:00 locale tijd. Kleurcode GEEL

Hoogwaterberichtgeving Maas januari / februari 1995

vw Toetspeilen 1 bovenrivierengebied (de Rijntakken en de Maas) Aan de Voorzitter van de vaste commissie voor Verkeer en Waterstaat

Beknopt stormverslag 25/11/2006

Beknopt stormverslag 28/02/90-1/03/90

Beknopt stormverslag 24-25/11/2005

Waterbericht Maas. Hoogwaterbericht nummer H Uitgegeven om: 20:00 locale tijd. Kleurcode GEEL

Analyse Laagste Laagwaterstanden in jachthaven WSV De Engel, De Steeg

Synoptische situatie 06/01/2005

Waterbericht Maas. Hoogwaterbericht nummer H Uitgegeven om: 08:00 locale tijd. Kleurcode GEEL

Waterbericht Rijn. Statusbericht nummer S6. Vrijdag Uitgegeven om: 10:00 lokale tijd. Kleurcode GEEL

Waterbericht Rijn. Statusbericht nummer S Uitgegeven om: 10:00 lokale tijd. Kleurcode GEEL

Beknopt stormverslag 25-28/12/1990

Beknopt stormverslag van 21 november 2015

Beknopt stormverslag 23-24/12/2013

Hydraulische randvoorwaarden categorie c-keringen Achtergrondrapport Kadoelermeer, Vollenhovermeer en Vollenhoverkanaal (dijkring 7 en 9)

Beknopt stormverslag van 25 juli 2015

Beknopt stormverslag van 12 en 13 september 2017

Waterbericht Maas. Hoogwaterbericht nummer H Uitgegeven om: 10:00 locale tijd. Kleurcode GEEL

Waterbericht Maas. Hoogwaterbericht nummer H Uitgegeven om: 20:00 locale tijd. Kleurcode GEEL

Theorie windmodellen 15.1

Beknopt stormverslag van 20 tot 24 november 2008

Uitbreiding scheepswerf Jooren Aanvullende rivierkundige analyse

Lage afvoer Rijn leidt bijna tot laagst gemeten waterstand bij Lobith

Beknopt stormverslag van 3 tot 5 januari 2012

Waterstanden langs de Rijn en zijn takken bij vijf herhalingstijden

Help! Het water komt!

Waterbericht Maas. Hoogwaterbericht nummer H Uitgegeven om: 10:00 locale tijd. Kleurcode GROEN

Bergen met onzekerheden

Beknopt stormverslag 6-7/10/1988

Waterbericht Rijn. Statusbericht nummer S Uitgegeven om: 10:00 lokale tijd. Kleurcode GEEL

Beknopt Stormrapport 17 juli 2004

Droogtebericht. Waterbeheerders spelen in op actuele situatie. Watermanagementcentrum Nederland. Landelijke Coördinatiecommissie Waterverdeling (LCW)

Waterbericht Rijn. Statusbericht nummer S Uitgegeven om: 10:00 lokale tijd. Kleurcode GEEL

AK HF SE 2 'Wonen in NL' hoofdstuk 1

AK samenvatting H4. Het stroomstelsel is de hoofdrivier met alle zijtakken, het bestaat uit drie delen:

hydraulische, morfologische en scheepvaarteffecten dijkversterking BR636-1 BR636-1/smei/147 ir. A. Zoon

Onderbouwing Hydraulische Randvoorwaarden 2001 voor de IJsseldelta. RIZA rapport

notitie Grondbank GMG 1. INLEIDING

GOLFKLIMAAT LANGS DE BELGISCHE KUST. Y. Meersscbaut'

Synoptische situatie

Opdrachtgever: Deltares. GRADE Niederrhein. Dijkoverstroming versus dijkdoorbraak

Samenvatting Aardrijkskunde Hoofdstuk 4

Droogtebericht. Watermanagementcentrum Nederland. Landelijke Coördinatiecommissie Waterverdeling (LCW) 5 december 2011 Nummer

Dienst Weg- en Waterbouwkunde afdeling Waterbouw Advies

Waterbericht Rijn. Statusbericht nummer S Uitgegeven om: 10:00 lokale tijd. Kleurcode GEEL

NAUWKEURIGHEID VAN FORMULES VOOR

Bepaling primaire impacten van klimaatsveranderingen

Beknopt stormverslag van 23 januari 2009

Opdrachtgever: DG Rijkswaterstaat - RIZA. Probabilistisch bepaald effect van retentie. Rapport fase 1. H. van der Klis. April 2004.

VORtech Computing. Experts in Technisch Rekenwerk MEMO. EV/M Datum 18 augustus 2009

Blauwe Eilanden. conceptontwikkeling in opdracht van Boskalis (maart 2008)

Watergolven. H.E. de Swart (IMAU, Utrecht) Inhoud: 1. classificatie 3. golfvergelijkingen 2. kenmerken 4. dispersie. Waarom ontstaan watergolven?

Modellering van extreme waterstanden veroorzaakt door opwaaiing toegepast op het Slotermeer

Transcriptie:

17 november 015 Fsica van watersstemen h h u u h 0 t Fsica van watersstemen Erik Mosselman WMCN-cursusdag Water Management Centre of the Netherlands Lelstad, 17 november015 Basisprincipes van waterbeweging Basisprincipes van waterbeweging diep ondiep diep ondiep Waar zijn de stroomsnelheden het grootst? Waar zijn de stroomsnelheden het grootst? Basisprincipes van waterbeweging Continuïteit Basisprincipes: Wet van Behoud van Massa (continuïteit) Antoine Lavoisier q t h q q t hqt 0 Wet van Behoud van Impuls () h q 0 t Isaac Newton 1

17 november 015 Continuïteit h q 0 t Stationaire stroming:../t = 0 q 0 q constant hu constant massabalans: sterkere stroming boven ondiepten F ma Per eenheid van massa: F m Dt Werking van verschillende krachten: F Dt m F F Dt m V z w b g wind 0 Dt h h Welke krachten werken er op een watervolume? Zwaartekracht (via drukgradiënt) Stromingsweerstand (bodemwrijving, vegetatie, overlaten) Wind F wind wind m h F m druk zw g gi m h F resist b z w b g wind 0 Dt h h z w b g wind 0 Dt h h

17 november 015 z w b g wind 0 Dt h h z w b g wind 0 Dt h h z w b g wind 0 Dt h h z w b g wind 0 Dt h h u u z u g w b wind 0 t h h u u b wind u gi 0 t h h Euler Stationaire stroming:../t = 0 Uniforme stroming:../ = 0 Empirisch: b = gu /C Geen wind gu gi Ch u C hi 0 impulsbalans: sterkere stroming in diepe delen

17 november 015 Basisprincipes van waterbeweging 4

17 november 015 u gh u u gh Als u < (gh) 1/ (subkritische stroming): stroomopwaarts en stroomafwaarts Waterbeweging hangt af van informatie op bovenrand en benedenrand Bovenstroomse randvoorwaarde: afvoer Benedenstroomse randvoorwaarde: waterstand (wiskundige afleiding op verzoek) Invloedsrichting Invloedsrichting Rivier met stuw Opening van stuw invloed van afvoer invloed van waterstand invloed van afvoer voortplanting waterstandsdaling voortplanting afvoergolf stuw Invloedsrichting Hoogwatergolven op rivieren Opening van stuw voortplanting waterstandsdaling voortplanting afvoergolf voortplanting stroomafwaarts topvervlakking Door normalisatie en kanalisatie van de Oberrhein: kortere looptijd: afvoer twee dagen eerder in Lobith minder topvervlakking: 1000 m /s (0 cm) hoger in Lobith 5

17 november 015 Invloed van vegetatie Invloed van vegetatie Hoogwatergolven afremmen met bos in uiterwaarden? Langere looptijd sterkere topvervlakking Meer stromingsweerstand hogere waterstanden ter plaatse Water vasthouden met bebossing in het stroomgebied? Sponswerking: effect bij matige hoogwaters, niet bij maatgevende hoogwaters Langere looptijd van afvoergolven op zijrivieren piekafvoeren lager of hoger Bijdrage aan afvoer Ourthe opgetreden piekafvoer Maas te Borgharen Bovenloop Maas Tijd gecorrigeerd voor looptijd (december 199) Sambre Namur Meuse Chooz Vertraging van looptijden door bebossing beneden Chooz verhoogt de piekafvoer bij Borgharen Maastricht Liège Lesse Amblève Ourthe Semois Verdun Vesdre Morfologie tijdens etreme hoogwaters Morfologie tijdens etreme hoogwaters 15 14.8 14.6 Nederrijn Pannerdensch Kanaal Waterstand (m+nap) 14.4 14. 14 IJssel 1.8 1.6 Roosteren 1.4 1. 881 880.5 880 879.5 879 878.5 878 877.5 877 876.5 876 Kilometerraai (km) u u z u g w b wind 0 t h h Geen dieptegemiddelde stroming: u = 0 Verwaarlozing van wrijving Empirisch: wind = lucht C wind U wind z U gh w lucht wind Cwind wind z w druk z U gh w lucht wind Cwind Hoe groot is de opwaaiing over 50 km van het IJsselmeer bij windkracht 11 (0 m/s)? lucht 1 kg/m 1000 kg/m Cwind 0,5 0,06Uwind 10 g 10 m/s h5m z w 40 mm/km z w m 6

17 november 015 z U gh w lucht wind Cwind Hoe groot is de opwaaiing over 900 km van de Noordzee bij windkracht 11 (0 m/s)? lucht 1 kg/m 1000 kg/m Cwind 0,5 0,06Uwind 10 g 10 m/s h100m z w mm/km z w 1,8m 1 m/s Hoelang duurt het voor die opwaaiing bereikt is? 5 m 900 km 1,8 m 100 m Te vullen volume per eenheid van breedte = 0,5 1,8 900 000 800 000 m Watertoevoer per eenheid van breedte = 1 5 = 5 m /s Vulduur = 160 000 s dagen Stormduur is een belangrijke factor! Windrichtingen tijdens stormdepressies NNW Grootste opwaaiing als wind eerst ZW dan NNW (Jan Kroos, WMCNcursus 5 december 01) X (Coriolis-effect op verzoek) Windrichtingen tijdens stormdepressies Windrichtingen tijdens stormdepressies X X (Coriolis-effect op verzoek) (Coriolis-effect op verzoek) 7

17 november 015 De Ramp van 195 Depressiebaan 9 januari februari 195 1 februari 195, 01h00 De Ramp van 195 Stormopzet Etreme omstandigheden: Noordwestenwind met: > snelheden boven 0 m/s (windkracht 9) > uitzonderlijk lange duur van uur Springtij (aarde, zon en maan op één lijn) Toch geluk gehad: Lage rivierafvoeren Volle maan in plaats van nieuwe maan Maan in het apogeum (grootste afstand vanaf de aarde) Stormopzet is resultaat van verschillende bijdragen: Afwaaiing Stormopzet die vanuit Atlantische Oceaan de Noordzee binnendringt ( eternal surge ) Luchtdruk (daling tijdens stormdepressie) Buistoten Havenseiches (Jan Kroos, WMCN-cursus 5 december 01) Buistoten Buistoten Oorzaak: Zware bui of frontpassage Kenmerken: Plotselinge verhoging van waterstand, zichtbaar langs groot deel van kust Waterstandverhoging tot 0,7 m ur 0,5 tot uur (Jan Kroos, WMCN-cursus 5 december 01) 8

17 november 015 Getijden Golven Getijden: Enkele aspecten genoemd bij de Ramp van 195 Theorie: initiële golfgroei als stabiliteitsprobleem wind Theorie: teveel voor dit college Goede PowerPoint-presentatie van Jan Kroos voor WMCN-cursus op 5 december 01 wind groei wateroppervlak effect van drukken en schuifspanningen door wind demping Golven Golven Voorspelling van golven: Geen individuele golven maar pakketten van golfenergie Karakterisering van golfenergie door significante golfhoogte: > H s = gemiddelde van de % hoogste golven > H s = visuele schatting van golfhoogte door ervaren waarnemers H s =,75 m strijklengte 60 km windsnelheid 0 m/s Empirische formules van Bretschneider windduur 9 h Empirisch nomogram volgens Bretschneider Golven Empirische vuistregel voor golfbreking: Dank! Vragen? Golven breken als H > 0,75 h (H = golfhoogte; h = waterdiepte) Gecombineerd effect van hardere wind, langere windduur en grotere strijklengte: Aankomst van hogere golven Grotere waterdieptes Minder golfbreking 9