Bijlage D. Windopzet
E.2. Berekeningen in BretView
(
2
)
(x
h = c x−x
0 (E10)x in vergelijking E1 ekende. Deze waarde wordt net als h0 via een iteratief proces b ald aan de hand va ng (E7) [52].
E.2. Berekeningen in BretView
oor het bepalen van de waterstand kan BretView op verschillende manieren toegepast worden.
V or het fect van erak-Zoommeer zijn
matrix-veldberekeningen uit de wind een significante invloed heeft op de waterstanden bij de mondin van de Dintel en Vliet. Voor de individuele locaties zijn
vervolgens matrixberekeningen uitgevoerd, waarbij voor veel combinaties van de
randvoorwaarden de waterstand op een locatie worden berekend. De invoer die voor deze berekeningen is gebruikt w in de volgende paragraaf besproken.
E . Invoer in BretV oor het Volke ommeer
Zoals reeds gezegd is de invoer in BretView beperkt tot een gebiedscontour, een constant
bodemniveau, en randvoo den bestaand uit e s meerpeilen, een reeks windsnelheden en een reeks windrichtingen deze invoer eruit ziet wordt in deze paragraaf besproken.
r moet voor zowel de huidige situatie als de situatie met inzet van het Volkerak-Zoommeer een NAP en 0.6 eerpeilen 0 epa is 0 de enige onb n de vergelijki V
Ten eerste kan BretView berekeningen over het hele gebied maken, de zogenaamde veldberekeningen. Ook kan voor een enkele of meerdere individuele locaties de waterstand berekend worden. In deze berekeningen kan op drie verschillende manieren met de
randvoorwaarden omgegaan worden. Ten eerste kan met een reeks meerpeilen, een reeks windsnelheden en een reeks windrichtingen een matrix worden doorgerekend met alle mogelijke combinaties. Ten tweede kan een tijdserie worden doorgerekend met in de tijd variërende randvoorwaarden. Bij deze tijdserie wordt voor ieder tijdstip wel weer uitgegaan van een
stationaire situatie. Als laatste kan gekozen worden voor statistische berekeningen. Hierin kunnen overschrijdingsfrequenties worden aangegeven, waarbij BretView de waterstand uitrekent voor een vast meerpeil en een bepaald windklimaat.
o bekijken van het ef
gevoerd. Hieruit is gebleken wind op het Volk
dat gen ordt
.3 iew v rak-Zo
rwaar en reek . Hoe E.3.1. Randvoorwaarden Ereeks meerpeilen ingevoerd worden. In de huidige situatie varieert het meerpeil tussen
m + NAP [56]. Uit voorgaand onderzoek van RIZA is gebleken dat met inzet van het Volkerak-Zoommeer het meerpeil toe kan nemen tot 2.5 m + NAP. De gebruikte reeksen van de m zijn in tabel E.1 weergegeven.
Verandering van de kans op wateroverlast in het Mark-Vliet systeem
Situatie met waterberging Huidige situatie op het Volkerak-Zoommeer 1. NAP NAP 2. 0.2 m + NAP 0.2 m + NAP 3. 0.4 m + NAP 0.5 m + NAP 4. 0.6 m +NAP 1 m + NAP 5. 1.5 m + NAP 2 m + NAP 6. 7. 2.5 m + NAP
Tabel E.1: Meerpeilreeksen in de huidige en nieuwe situatie voor de invoer van BretView
Voor de reeks windrichtingen en windsnelheden is aangenomen dat de wind uit alle richtingen k komen boven het Volkerak-Zoommeer en dat de windsnelheden variëren van 0 m/s tot 42 m/s. Dit is gebaseerd op gegevens van het IJsselmeergebied [40]. Reden voor de keuze van de
windgegevens van het IJsselmeergebied ligt in de aansluiting op het programma Hydra gebruikt voor het bere
an
-M, dat is kenen van de overschrijdingsfrequentielijn. Verdere uitleg is opgenomen in ijlage F. De windgegevens van het IJsselmeergebied kunnen niet zomaar overgenomen worden
e F. t te houden. tabel E.2 zijn de reeksen voor de windrichtingen en windsnelheden weergegeven. Beide reeksen zijn gelijk voor de huidige en nieuwe situatie.
Windrichtingen Windsnelheden
b
voor het Volkerak-Zoommeer. De verificatie van deze aanname is ook opgenomen in bijlag Voor de windrichtingen worden sectoren van 30 graden gebruikt om de uitvoer beperk In 1. 0° 14 m/s 2. 30° 19 m/s 3. 60° 22 m/s 4. 90° 25 m/s 5. 120° 28 m/s 6. 150° 31 m/s 7. 180° 34 m/s 8. 210° 38 m/s 9. 240° 42 m/s 10. 270° 11. 300° 12. 330°
Tabel E.2: Reeksen windrichtingen en windsnelheden voor de invoer van BretView
De windsnelheden die ingevoerd worden in BretView, de snelheden in tabel E.2, zijn
windsnelheden 10 m boven land gemeten. Deze windsnelheden moeten nog worden omgerekend aar windsnelheden boven water. In BretView kan aangegeven worden of en hoe deze
op
eid van het wateroppervlak van het IJsselmeer gebruikt voor de transformatie.
n
windtransformatie plaats moet vinden. Voor het Volkerak-Zoommeer is een windtransformatie meso-niveau uitgevoerd in BretView, de windsnelheden zijn aan de hand van een van de
windsnelheid afhankelijke ruwheid van het wateroppervlak getransformeerd naar windsnelheden boven water. BretView heeft de ruwh
Als gevolg van aanwijzing van het Volkerak-Zoommeer voor hoogwaterberging
Met 12 verschillende windrichtingen, 9 verschillende windsnelheden en 4 verschillende
meerpeilen worden er voor 432 combinaties waterstanden berekend voor de huidige situatie. Voor de situatie met waterberging op het Volkerak-Zoommeer worden met 12 verschillende
windrichtingen, 9 verschillende windsnelheden en 7 verschillende meerpeilen voor 756 combinaties waterstanden berekend.
E.3.2. Gebiedsinformatie
De gebiedsinformatie aangaande het Volkerak-Zoommeer is uit GIS-bestanden gehaald. Bij het bepalen van de coördinaten van het gebiedscontour is gekozen om alleen de contouren van het Volkerak en het Krammer te gebruiken. Hiervoor zijn twee redenen. Ten eerste zit het grootste bergend gebied in dit contour; de Eendracht, het Zoommeer en het Bathse Spuikanaal hebben een
de waterstand wordt eperkt geacht, zeker gezien de kleine doorstroomopening tussen de Eendracht en het
nd wordt met een gebiedscontour.
ld,
figuur E.5 is te zien dat het gebied in mootjes wordt verdeeld, die vervolgens aan elkaar geplakt worden zodat alle tussenruimtes eruit zijn. Omdat smalle wateren zoals de Eendracht en het Bathse
ede s n geplakt, wordt de invloed van de wind daar overschat tes waarmee gerekend wordt te groot zijn. In een smal water zijn de
ind is daar beperkt. Bovendien is in BretView uitgegaan an onafhankelijkheid in tijd en ruimte van de rekenpunten. In vernauwingen gaan deze aannames
n beperkte inhoud. De invloed van het buiten beschouwing gelaten gebied op
b
Volkerak/Krammer.
De tweede reden om alleen naar het Volkerak/Krammer te kijken zit in een beperking van BretView. In figuur E.5 is weergegeven hoe gereke
Figuur E.5: Versimpeling van het gebiedscontour door BretView. De wijze waarop het gebied in mootjes wordt verdee is afhankelijk van de windrichting zoals in paragraaf E.1.1 is uitgelegd.
In
Spuikanaal aan de br tukken worde doordat de strijkleng
strijklengtes kort en de invloed van de w v
niet op. De versimpeling van het gebiedscontour zorgt daarom voor een overschatting van de op-of afwaaiing in smalle wateren.
Aangezien BretView niet goed werkt voor smalle wateren en het achterwege gelaten gebied in verhouding klein is, is aangenomen dat het Volkerak/Krammer een goede representatie van het Volkerak-Zoommeer vormt als het gaat om windinvloeden. De gebiedscontour zoals ingevoerd i BretView is afgebeeld in figuur E.6.
Verandering van de kans op wateroverlast in het Mark-Vliet systeem
Volkerak Krammer
Figuur E.6: De gebiedscontour van het Volkerak-Zoommeer zoals gehanteerd in BretView
Hierbij is de gebiedscontour van het Volkerak en Krammer op 1 m + NAP genomen als uitgangspunt. Bij extreme omstandigheden, de omstandigheden die tot wateroverlast kunnen leiden, staan deze platen echter onder water. De waterstand is dan minimaal een 1 m hoog, vandaar
Ron NAP wor
aann verhoging niet te
d e
droo
Voo en.
In ta tegegevens van het Volkerak-Zoommeer samengevat. Deze gegevens zijn fkomstig uit een GIS-bestand. Deze diepte komt redelijk overeen met de gemiddelde diepte van de keuze voor de gebiedscontour op deze hoogte.
d de coördinaten (85, 410) ligt in het meer een eiland met een bodemhoogte boven 1 m + , maar dat is maar zeer klein van omvang. Eilanden kunnen in BretView gemodelleerd den, er wordt dan als het ware een stuk uit de gebiedscontour geknipt. Gezien de eerdere
ames aangaande de gebiedscontour is er echter voor gekozen deze kleine
mo elleren in BretView. Bij laag water zijn er in het Volkerak-Zoommeer een aantal platen di g liggen.
r het bodemniveau dat in BretView wordt ingevoerd moet een enkele waarde worden gekoz bel E.3 zijn de diep
a
5.2 m ten opzichte van de gemiddelde waterstand voor het gehele Volkerak-Zoommeer uit de verdiepingsslag [2].
Gemiddelde diepte 4.7 m - NAP
Standaarddeviatie 4.5 m
Tabel E.3: Dieptegegevens Volkerak-Zoommeer
Gezien de grote diepteverschillen in het Volkerak-Zoommeer, zoals blijkt uit de grote standaard eviatie, kan het aannemen van een constante diepte tot grote onnauwkeurigheid in de resultaten
AP) t 1 m, 0.5 m d
leiden. Er wordt uitgegaan van de gemiddelde diepte voor de berekeningen in BretView, maar om de onzekerheid in deze aanname te ondervangen is een gevoeligheidsanalyse uitgevoerd. In eerste instantie is een algemene gevoeligheidsanalyse uitgevoerd. Voor combinaties uit 4 windrichtingen (60°, 150°, 240° en 330°), 3 windsnelheden (14, 28 en 42 m/s) en een constant meerpeil (N
Als gevolg van aanwijzing van het Volkerak-Zoommeer voor hoogwaterberging
en 0.1m gevarieerd rond de gemiddelde bodemhoogte van 4.7 m – NAP. Hieruit kwamen volgende punten naar voren:
∼ De hoogste opwaaiing treedt bij iedere windsnelheid op als de wind uit het zuidwesten kom Een zuidwesten of noordoosten wind zorgt voor grotere opstuwing dan wind uit de noordw of zuido
de t. est ost sector, doordat de geometrie van het meer dan een grotere opstuwing in de hand werkt, zoals in figuur E.7 schematisch is weergegeven;
wind . randering
dan 0.5 m gemaakt, dan zullen onder xtreme windcondities grote afwijkingen van de opwaaiing ontstaan. De waterstanden onder
t voor het bepalen van de kans van voorkomen van
e. Tot windsnelheden van 30 m/s, een windsnelheid die jaar voor komt, kan de fout in de opwaaiing door een
oplopen tot maximaal 15 %. Deze fout is echter
niet wenselijk door de grote onzekerheid die daarmee ing. Als oplossing is gekozen om de waterstanden en
-Zoommeer met drie bodemhoogtes te berekenen. Aan de e drie varian
voo
stan ezien de keuze van de
1 2 WIND opwaaiing Verhang: 500:1 1. WIND opwaaiing Verhang: 500:1 2.
Figuur E.7: Invloed van de geometrie op de opwaaiing, alle omstandigheden behalve de strijklengte gelijk
∼ De hoogte van opwaaiing is zeer gevoelig voor toenemende windsnelheden. Bij zwakke (14 m/s) is de opwaaiing, vrijwel onafhankelijk van de bodemhoogte verandering, zeer gering Bij hoge windsnelheden (28 m/s) wordt het water hoger opgestuwd, gemiddeld over de windrichtingen zal het verschil in opstuwing ongeveer 10 % van de bodemhoogte ve zijn. Bij extreme windsnelheden (42 m/s) is de opstuwing groot in absolute zin, maar de gevoeligheid voor een verandering in de bodemhoogte is ook zeer groot;
∼ De mate van gevoeligheid van de opstuwing voor een verandering in de bodemhoogte is afhankelijk van de richting van de bodemhoogte verandering. De hoogte van de opwaaiing is gevoeliger voor windcondities bij lagere waterdieptes dan bij hoge waterdieptes. Bij een conservatieve aanpak kan daarom beter voor een iets hoger dan gemiddelde bodemhoogte gekozen worden;
Wordt bij de keuze van de bodemhoogte een fout groter e
extreme windcondities zijn juist interessan
maatgevende omstandigheden. Echter, windsnelheden van 42 m/s komen boven het Volkerak-Zoommeer minder dan eens in de 10.000 jaar voor en zullen daarom in alle waarschijnlijkheid niet leiden tot een maatgevende situati
statistische gezien eens in de 5000
onnauwkeurigheid in de bodemhoogte van 1 m nog steeds aanzienlijk.
Het kiezen van een enkele bodemhoogte is geïntroduceerd kan worden in de opwaai overschrijdingskansen voor het Volkerak hand van de uitkomsten van dez
gevoeligheid van de overschrijdingskans bodemhoogte zoals is bepaald uit GIS-be
ten kan een uitspraak gedaan worden over de r de bodemhoogte keuze. De gemiddelde den is 4.7 m onder NAP. Aang
Verandering van de kans op wateroverlast in het Mark-Vliet systeem
bodemhoogte een aanzienlijke fout kan introduceren in de resultaten, vooral wanneer de bodemhoogte te laag is gekozen, is gekozen voor een conservatieve keuze van de gemiddelde
demhoogte. Er wordt daarom gerekend met een gemiddelde bodemhoogte van 4.5 m onder m
n egaan berekeningen van de waterstanden op het
Volkerak-oommeer.
in
ee te nemen, ordt dus een onnauwkeurigheid in de resultaten geaccepteerd. Onder andere het mechanisme
it in het Volkerak-Zoommeer zeker van invloed is door hter
iet
retView worden uurgemiddelde legd. In figuur E.8 is
aterkolom reageert traag op
windinvloeden, een harde windstoot zal bo
NAP. Er zullen daarnaast berekeningen worden uitgevoerd met bodemhoogtes van 3 m en 6 onder NAP.