5 Plan van aanpak voor vervolgonderzoek seiches
5.7 Voorgestelde prioritering
Alle hierboven beschreven werkpakketten bestaan uit technisch relevante analyses. Maar met het oog op de grootste (en meest urgente) kennisleemtes kan er een prioritering gegeven worden aan de verschillende werkpakketten.
Op korte termijn zullen relevant zijn, in volgorde van urgentie:
• F1: Welke faalmechanismen zijn belangrijk?
Dit is het startpunt van verdere werkzaamheden. Deze vraag is heel relevant, ook voor WTI2017, omdat hiermee de invloed van de seiches op de primaire waterkeringen uitgewerkt zal worden aan de hand van specifieke faalmechanismen. Ook indirecte effecten, zoals de invloed van een seiche op de lokale golfgroei, zal hierbij beschouwd worden. De andere werkpakketten zullen hierna nader ingevuld en bijgestuurd worden.
• O1: Inventarisatie fysische maxima
Deze vraag is zeer relevant als het gaat om ‘winst’ te behalen op (het onderbouwd reduceren van) de toeslagen voor seiches. In vele eerdere studies is de hypothese van De Jong (2004) van mogelijk lagere seiches bij extreme stormen genoemd, maar kon niet hard gemaakt worden. Als voldoende onderbouwing hiervoor gevonden wordt, dan zou het mogelijk worden om een bovengrens van de invloed van seiches te geven.
• V2: Koppelen van een numeriek weersmodel met een numeriek stromingsmodel
Indien aangetoond kan worden dat het numeriek simuleren van de opwekking van seiches inmiddels mogelijk is geworden, door de steeds toenemende resolutie van weersmodellen, dan geeft dat mogelijkheden voor het nauwkeuriger afleiden van seiche-toeslagen in verschillende gebieden en voor operationele voorspelling van seiches, waar benodigd. Hierbij zou ook gekeken kunnen worden naar (stromende) estuaria en mogelijke interacties met getijcomponenten.
Op langere termijn zou daaraan toegevoegd kunnen worden:
• B1: Kwantificeren van de seiche-response op binnenwaterlocaties
Voor de response van binnenwaterlocaties zou eerst gericht kunnen worden op het IJssel- en Markermeer en de randmeren. Voor dergelijke locaties zijn systematische resultaten zeer beperkt beschikbaar, zoals lokale statistiek van de invloed van seiches.
• O2: Kwantitatieve beschrijving opwekking seiches
Dit betreft het verder uitwerken van de fysische begrenzing van de opwekking van seiches. Deze stap zou gezet kunnen worden nadat Werkpakket O1 is afgerond.
• V1: Causaal verband tussen meteorologische parameters en seiches Hier zijn al enkele studies naar uitgevoerd en basisinzichten zijn beschikbaar. Dit werkpakket zou leiden tot het nader uitwerken en verifiëren van die basisinzichten.
• K1: Response kustlocaties
Voor Rotterdam en IJmuiden zijn al relatief veel studies naar seiches uitgevoerd, onder andere in het kader van WTI. Dat maakt het uitvoeren van nieuwe studies op die locaties minder urgent. Wel zou modellering verbeterd kunnen worden door completere numerieke modellen in te zetten. In geval van gemelde operationele hinder in havens zou dit punt hoger op de lijst gezet kunnen worden.
6 Conclusies
Verkenning
• De huidige studie heeft geresulteerd in een inventarisatie van potentieel seiche-gevoelige gebieden in Nederland (waar kunnen seiches optreden?).
• Voor enkele gebieden zijn seiches reeds uitgebreid bestudeerd (bijvoorbeeld Rotterdam en IJmuiden), terwijl voor andere locaties tot nu toe nog geen systematisch onderzoek naar seiches is gedaan (bijvoorbeeld Markermeer). Per geïdentificeerd gebied is aangegeven of aanvullende studies relevant zullen zijn.
• Literatuur en expert-schattingen zijn gebruikt om een eerste kwantificering van de seiches in deze verschillende gebieden te maken (typische perioden en amplituden).
• In veel gebieden zijn naar verwachting de seiches niet kritisch voor operationele situaties maar wel van belang voor de HR.
• De resultaten van de verkenning zijn samengevat in Tabel 3.1 op Pagina 36 van deze rapportage. RWS kan deze tabel samen met Deltares gebruiken bij het maken van keuzes of seiches nader bestudeerd dienen te worden en welke gebieden het eerst zullen worden uitgewerkt. Deltares raadt aan om de invloed van seiches op de meest kritische locaties in Nederland nader uit te werken, zeker waar relevant voor de HR.
Casestudie
• In een beknopte casestudie zijn waterstandsregistraties geanalyseerd van twee locaties langs de oever van het Markermeer, één van de geïdentificeerde potentieel seiche-gevoelige gebieden. Hieruit bleek dat er inderdaad seiche-achtige fluctuaties op het meer optreden, zowel in de winter- als in de zomermaanden.
• Typische amplituden van deze fluctuaties zijn in de orde van enkele decimeters met uitschieters naar ca. 0.5 m. Deze fluctuaties lijken in de meeste gevallen gerelateerd te zijn aan overtrekkende lagedrukgebieden en (scherpe) koufronten.
• Verstoringen vertonen twee typische tijdschalen: 6-12 uur, voor de opwaaiing door een storm, met daar bovenop oscillaties met periode van ca 2-3 uur. Die kortere tijdschalen komen naar verwachting overeen met een seiche-modus van het meer.
Plan van Aanpak
• Er is een Plan van Aanpak uitgewerkt met losse werkpakketten voor analyse van:
– hoe seiches faalmechanismen van waterkeringen kunnen beïnvloeden;
– de sterkte van de aandrijvende krachten, inclusief voorspelbaarheid daarvan en mogelijke beperkingen van die sterkte tijdens extreme situaties;
– de response van een kustlocatie;
– de response van een binnenwaterlocatie.
• Het Plan van Aanpak (Hoofdstuk 5) geeft ook een overzicht van aanbevelingen van te beschouwen aspecten.
• De meeste taken zouden in 2016 opgestart kunnen worden, afhankelijk van het aantal gebieden dat beschouwd zal gaan worden.
• Uitgebreidere analyses van de opwekking van seiches, inclusief het koppelen van numerieke meteorologische en hydrodynamische modellen zal vervolgens tot ca. 2 jaar doorlooptijd in beslag nemen.
• Een samenwerking tussen Deltares en KNMI zal daarbij van groot belang zijn.
Referenties
Alkyon (2001), Zeepoort IJmond, Seiches (of Halingen) in de Buitenhaven van IJmuiden, Rapport A697R1R2, auteur: J.J. Veldman.
Alkyon (2005), Seiches en golven in HR2006 Benedenrivieren, Fase 1 en 2: rekenmethodiek, adviezen, berekeningen, controle en analyse van de resultaten, Rapport A1375R2, auteurs: J.J. Veldman en C.E.J. Jacobs.
Alkyon (2010), Actualisatie seiches Europoort, Rapport C04011.002451R2r1, auteurs:
F.J.M Enet en J. Hoekstra.
Beurden, I.J.C.A. van, en Robben, F.M.J.M. (1987), Probalistische randvoorwaarden Noordersluis IJmuiden, MSc thesis, TUD.
BMT Argoss (2014), Detaillering golfrandvoorwaarden Nieuwe Zeesluis IJmuiden, Referentie A13120R1r5, auteurs: Gerbrant van Vledder en Francois Enet.
Deltares (2010a), Update of the seiche allowance for the Rotterdam Europoort area: WTI 2009/2010, input for the Hydraulic Boundary Conditions 2011 (1200103-052 ZWS, auteurs: M.P.C. de Jong en J.A.M. de Bont).
Deltares (2010b), Uncertainty of wind statistics, storm surge duration and seiches, SBW-belastingen (1200264-008-HYE-0008, hoofdauteur: A. Tijssen, auteur: Hoofdstuk 4, seiches: J.V.L. Beckers).
Deltares (2010c), Evaluatie grootschalige invloed alternatieven van landaanwinning voor havenuitbreiding Den Helder, Tech. Rapport 1203366-000-HYE-0005, in opdracht van Gemeente Den Helder, auteurs: J.J. Schouten en A.P. Oost.
Deltares en Arcadis (2011), Modelinstrumentarium IJmuiden – Opzet en Calibratie, auteurs Deltares: J.J.A.M. van Os, A.C. Bijlsma, C. Gautier, M.P.C. de Jong, auteurs Arcadis:
B. Grasmeijer, J. Adema, L. Perk, O. Koop, H. Veldman, F. Enet.
Deltares (2013a), Toetsing nota HR Nieuwe Zeesluis IJmuiden – Evaluatie seiche-toeslag, 1208138-000-HYE-0004, auteur: M.P.C. de Jong.
Deltares (2013b), Invloed van seiches in het Botlek gebied, Tech. Rapport 1207032.001, auteurs: D. Wagenaar en M.P.C. de Jong.
Deltares (2013c), Fourieranalyse waterstanden Westerschelde Rapport G-1, LTV Veiligheid en Toegankelijkheid, Tech Rapport 1204686, auteur: Z. B. Wang
Deltares (2013d), Analysis of water level data for the Ems-Dollard Estuary, Tech. Memo zonder referentienummer, auteurs: Z. B. Wang en A. Oost.
Deltares (2014a), Actualisatie seiches Rotterdam WTI2017 -Waterstandsafhankelijke seiche-waarden, 1209433-006-HYE-0002, auteurs: S.P. Reijmerink en M.P.C. de Jong.
Deltares (2014b), Toetsing seiche-gegevens zeesluis IJmuiden, memo, auteur: M.P.C. de Jong.
Deltares (2014c), Statistiek seiches buitenhaven IJmuiden voor ontwerp nieuwe zeesluis, Rapport 1209945-000-HYE-0002, auteurs: M.P.C. de Jong, S.P. Reijmerink en M.J.A.
Borsboom.
Deltares (2014d), Impactanalyse Roggebot-Noord, Tech. Rapport 1209915-000-HYE-0014, auteurs: C. Gautier, N., C. Geerse en J. den Bieman.
Deltares (2015a), Expert-interpretatie seiches buitenhavens Terneuzen, 1220093-003-GEO-0002, auteur: M.P.C. de Jong.
Deltares (2015b), Expert-beoordeling invloed verdieping Nieuwe Waterweg op seiches, 1220363-000-HYE-0002, auteur: M.P.C. de Jong.
DHV (2012), Hydraulica en Morfologie Lichteren IJmuiden Fase 2: berekeningen en analyses met het detail model instrumentarium, dossier BA1469, registratienummer LW-AF20112024, versie 4.
Hoek, W.J.N. (1971), Onderzoek naar het vóórkomen van buioscillaties in de monding van de Westerschelde - Onderzoek naar de effecten van buioscillaties op een haven ontwerp, MSc thesis TUD.
Hout, A.J. Van der, en M.P.C. de Jong (2014), Passing ship effects in complex geometries and currents, 33rd PIANC World Congress, San Francisco, June 2014.
Janssen, J.P.F.M. (1994), Gevoeligheid overdracht seiches voor spectrum op zee, Rijkswaterstaat, SVKW-TOC-94.0015 (interne memo).
Janssen, J.P.F.M. (1995), Aanpassing seichestatistiek t.p.v. de SVKW voor open- en sluitcondities, SVKW-TOC95*** (interne memo).
Jong, M.P.C. de (2004), Origin and prediction of seiches in Rotterdam harbour basins, Delft University of Technology, ISBN 90-9017925-9.
Jong, M.P.C. de en J.A. Battjes (2003), Onderzoek karakteristieken seiches Maeslantkering, TU Delft, in opdracht van: Rijkswaterstaat, Directie Zuid-Holland, Rapport ZHA 23735.
Jong, M.P.C. de en J.A. Battjes (2004), Seiche characteristics of Rotterdam Harbour, Coastal Engineering, 51, 373-386.
Jong, M.P.C. de, J. Dekker, and G. Kant (2006), Characteristics of seiches in the Port of Rotterdam during design storm conditions, Proc. 30th Int. Conf. Coastal Eng., Vol. 2, pp. 1210-1221.
Jong, M.P.C. de, M. Bottema, R.J. Labeur, J.A. Battjes, and C. Stolker, Atmospherically generated large-scale water-level fluctuations in a closed basin, Proc. 30th Int. Conf.
Coastal Eng.,Vol. 2, pp. 1184-1196, 2006.
KNMI (2008), Meteorologische omstandigheden tijdens het optreden van type C seiches in de Rotterdamse Haven – Een aanzet tot het verbeteren van de seichesverwachting, maart 2008, auteur: M. van Schaik.
Molen, Van der (1967), Hydraulica C.R.F. Haven, Hoek van Holland, MSc thesis, TUD.
Pradle, D. en Rahman (1980), Tidal response in estuaries, Journal of Geophysical Oceanography, Vol 10 (10), pp 1552 – 1573.
Redeker & Partners (2003), Seicheberekeningen Maasvlakte II, Eindrapport 7 februari 2003, auteur: F.R. Redeker.
RWS (1961), Rapport Deltacommissie, Bijdragen III, Beschouwingen over stormvloeden en getijbeweging.
RWS (1967), Seichesonderzoek havengebied Scheveningen, Deltadienst, Tech. Rapport W.905/L67.130, auteur: H.J. Stroband.
RWS (1976), Seiches in de haven van Den Helder bij extreme waterstanden, Deltadienst, Tech. Rapport W-76.036, auteur: J. Dronkers
RWS (1980), Seiches in de Eemshaven, Rijkswaterstaat, Meet- en Adviesdienst, Notitie 80-5, maart 1980, auteurs: R. Akkerman en W. Schuur.
RWS (1989), Seichesonderzoek voorhavens Den Oever en Kornwerderzand, Dienst Getijdewateren (DGW), Tech GWWS-89.008, Rapport auteur: T. van Heuvel.
RWS (1991), Waterkering Harlingen – Globale oplossingen voor het bereiken van de Deltaveiligheid, Rijkswaterstaat Bouwdienst, april 1991 WKH-N-91009
RWS (1999), Paraplu document seiches, een overzicht en verantwoording van de activiteiten van de projectgroep seiches 1995-1999. Rijkswaterstaat document nummer A-14-0021.
RWS (2007), Measured wind-wave climatology Lake Ijssel (NL) - Main results for the period 1997-2006, Tech. Rapport RWS-RIZA 2007.020, auteur: M. Bottema.
RWS (2014), Hydraulische randvoorwaarden voor de Nieuwe Zeesluis bij IJmuiden – Zeetoegang IJmond, mei 2014, auteur: J.J. Veldman (BMT ARGOSS).
Torrence, C., Compo, G.P. (1998), A practical guide to wavelet analysis. Bulletin of the American Meteorological Society 79, 61– 78.
TNO Bouw (1994), Statistisch model voor seichehoogten ten behoeve van de kering in de Nieuwe Waterweg, 4.21.3.8581, auteur: A.C.W.M. Vrouwenvelder.
TNO Bouw (1995), Statistisch model voor seichehoogten ten behoeve van de kering in de Nieuwe Waterweg (aanvullende berekeningen), 5.21.3.8887, auteur: A.C.W.M.
Vrouwenvelder.
Veraart, C. (1994), Events of long waves in the North Sea, RIKZ-94.034, Rijkswaterstaat/RIKZ en TU Delft.
Waterloopkundig laboratorium (1974), Golfdoordringing en halingen in de haven van Scheveningen, Tech. Rapport W215, auteurs: J.C.W. Berkhoff, B.H.J. van Zanten.
Wilson, B.W. (1972), Seiches, Adv. Hydroscience 8, 1-94.
WL | Delft Hydraulics (1987), Golfdoordringing in de haven van IJmuiden – Korte golven, Halingen, H542, auteur: J.J. Veldman.
WL | Delft Hydraulics (1991), Trisula berekeningen seiches Europoort, november 1991, Tech.
Rapport Z434, auteur: H.W.J. Kernkamp.
WL | Delft Hydraulics (1993), Europoortkering – Seiche-berekeningen in het kader van het project: “Europoortkering met Open Beerdam”, H1409-10, auteur: J.J. Veldman.
WL | Delft Hydraulics (1994), Seiches Europoort: analyse en betrouwbaarheid van seiches-berekeningen met PHAROS en TRISULA; onderlopende kades - fase 3: met onderlopen, Z0568, H1866, auteurs: H.W.J. Kernkamp, A.K. Otta, R.E. Uittenbogaard, J.J. Veldman.
WL | Delft Hydraulics (1995), Seiches Europoort : analyse en betrouwbaarheid van seiches-berekeningen met PHAROS en TRISULA – evaluatie, Z0568, H1866, auteurs:
H.J.M.G. Steeghs, R.E. Uittenbogaard.
WL | Delft Hydraulics (2004a), Statistiek seiches Rotterdam: identificatie seiche-gevallen Rozenburgse Sluis 1989-2004, H4540, auteur: M.P.C. de Jong.
WL | Delft Hydraulics (2004b), Verkenning seiches in WAQUA: studie naar waterstandslingeringen in het IJsselmeergebied, Tech. Rapport H4531, auteurs: M.P.C.
de Jong and C. Stolker, 2004 (nov.)
WL | Delft Hydraulics (2005), Statistiek seiches Rotterdam, Deel 2: beschrijving methode voor ontwerp van SVKW en toepassing van nieuwe meetgegevens, H4678, auteur: M.P.C.
de Jong.
WL | Delft Hydraulics (2006), Statistiek seiches Rotterdam, Deel 3: selectie dataset metingen en bepaling nieuwe ontwerpwaarde seiche-amplitude SVKW, H4678, auteur: M.P.C. de Jong.
WL | Delft Hydraulics (2007), Analyse en advies voorspellingen en methodiek seiche-statistiek, auteurs: M.P.C. de Jong, J.V.L. Beckers en J. Groeneweg.