I J l c i n i V a r i a n t H-Flume
( ' t e e t s t u w 10 H u p s e l s e Beek)
lïota n o . 13
H y d r a u l i c a l a b o r a t o r i u m Landb cuvTho<»e s choo 1
ol-tober I960 ( 6 7 - 5 3 )
iiniouD ;
Pag.
1. Inleiding 1
2. Beschrijving van de ineetinrichting 1
3. Beschrijving van het onderzoek 2
4. Resultaten 2 en 3
5. Konklusie 3
Bijlage: 2 grafieken 1 figuur
1. Inleiding.
Bij het ontwerp van een afvoer meetpunt in de ïTupselse Bc el', diende met eer. aantal factoren rekening eenouden te worden:
Naast topafvoeren van de ca. 4000 l/sec moesten ook basisafvoeren in de orclc van enkele liters per sec, nauwkeurig kunnen worden gemeten. Opstuwing van het water bovenstrooms van de stuw diende, in verband met de lage ligging van de aan de leiding grenzende percelen, tot een minimum te worden beperkt. .Landtransport in de aanvoerleiding hij hoge afvoeren zou een verandering van het dwarsprofiel nabij het meetpunt kunnen veroorzaken en daarmee de relatie
tussen peilaflezing en afvoer beinvloeden.
In overleg met de Commissie Waterbehoefte Gelderland werd, na enkele oriën-terende metingen, een gewijzigd type P-flume gekozen.
Het onderzoek werd verricht in het Hydraulica Laboratorium van de Landbouw-hogeschool te Wageningen en stond onder leiding van ir. R.H. Pitlo.
2. Beschrijving van de meetinrichting.
De gekozen meetinrichting is een variant van 5 ft HL-flume. In figuur 3 en op de foto's is de. flume weergegeven. Op drie belangrijke punten wijkt de kon-struktie van deze'"variant R-flume" af van een standaard T-TL-f lune ' :
À. De breedte van de bovenstroomse opening bedraagt ongeveer de helft var\ de voorgeschreven breedte. Aangezien de flume moest aansluiten aan een bestaande duiker werd de breedte hieraan aangepast.
B. De flumn-bodem werd in de stroomrichting van het water hellend (1:4-0) in-plaats van horizontaal gein-plaatst. Dit biedt het voordeel, dat zandtransport vrij kan plaats vinden zodat geen zand iu de flume wordt afgezet. Een bij-komend voordeel is nog, dat de afvoer capaciteit van de flume bij een zelfde peil iets groter is.
C. De aanboring voor de peilbuis bevindt zich verder stroomopwaarts dan in het 'Field ilanual'-' is beschreven. Peilbuis en verbindingsbuis met de flume konden hierdoor in het zandlichaam binnen de danwand worden opgenomen het-geen bevriezing gedurende de wintermaanden voorkomt.
De bovengenoemde afwijkingen maakten een ijking noodzakelijk. *)
zie pag. 25 e.V., Field 'lanual for Research in Agricultural Hydrology,
.V*&î.J
,:
"3l
! ' • iiirik..-.'.- -f • v ? g y •1 .
2.
"**^*yi s^^--^ ^J
3.
1. Prototyp« bemedeastrooaae zijd«
2, Prototyp« boronstrooas« zijde
3« Watersprong ia prototype
4« Vatersproag ia nodel (1 «5)
5« Vatersproag in model (1t1)
3. Beschrijving van het onderzoek.
Het onderzoek aan de variant H-flume werd in het laboratoriuir. aanvankelijk verricht aan een model schaal 1:5. In het prototype was reeds opgevallen, dat bij kleine afvoeren in de flume nabij de uitstroom opening een watersprong ontstond (foto 3 ) . Ook in het model bleek deze watersprong op te treden
(foto 4 ) .
De watersprong bleek zich bij toenemend debiet in stroom opwaartse richting te verplaatsen.
Bij een model debiet van + 0 , 9 l/sec overeenkomende met ongeveer 50 l/sec in werkelijkheid bevond hij zich ter plaatse van de meetopening in de zijwand. (foto 5 ) . Bij een verdere toename van het debiet verdween de watersprong. Een en ander bleek aanleiding te geven tot een knik in de relatie tussen afvoer en peilaflezing. Besloten werd om de verschijnselen bij kleine afvoeren
afzonder-lijk te onderzoeken in een model op ware grootte. Doorslaggevend bij dit be-sluit was het ontbreken van de mogelijkheid om zonder extra lange wachttijden debieten kleiner dan 1 l/sec in het model op schaal 1:5 met voldoende nauwkeu" righeid te meten.
De bepaling van de bovenwaterstand II. geschiedde behalve via de daartoe aan-wezige opening in de zijwand van de flume, ook via een statische opening
in de zijwand van de duiker (II. ) op een afstand overeenkomende met + 1,30 m
in werkelijkheid stroomopwaarts van de instroomzijde van de flume (zie schets bij grafiek 1). De bovenwaterstand werd telkens gemeten t.o.v. de flume bodem
ter hoogte van de meetopening op 2 cm uit de zijwand (zie fig. 1 punt 5 ) . Deze exakte aanduiding is noodzakelijk in verband met de helling van de flume bodem, zowel in de stroomrichting als loodrecht daarop.
Deze bodemhelling is zo aanzienlijk dat verschuiving van dit referentiepunt inderdaad een zeer merkbare verschuiving van de Q-F relatie tengevolge heeft.
4. Resultaten.
De resultaten van het onderzoek zijn weergegeven in de grafieken 1 en 2. Grafiek 1 omvat de metingen aan het model op ware grootte. Via het meetpunt Hj, aangebracht in de zijwand van de flume (zie fig. 1), blijkt het niet moge-lijk te zijn om debieten kleiner dan ongeveer 10 l/sec te meten;
bij lage debieten komt dit meetpunt boven het wateroppervlak te liggen. Om deze reden werd de bovenwaterstand tevens gemeten bij het meetpunt H.
S I T U A T I E . SCHETS 1 : 100
"FU.S
B O V E N - E N ZIJAANZICHT* VARIANT H - F L U M E 1 : 33 1/3 DETAIL A î : 2-
5J.
NUL-PUNT 5* . 5 a T' <M0:3.5!
^ f a i HOOGTELIGGING Punt nr. 1 4 5 5a 8 9 10 11 12 Hoogtes t.o.v. punt 1 0.00 cm • 11.59 .. • 12.53 .. * 12.74 .. • 1 2 , 1 0 .. • 11.00 .. • 7.80 .. • 10.30 .. • 7 70 / /o
UI£
cc
o
o
0-•10
cc
UIac
—z>
o
/ / / /FIGUUR
MEETSTUW 10 a HUPSELSEBEEK
LANDBOUWHOGESCHOOL HYDRAULICA LABORATORIUM Blad- 1 van 1 Haten:jn c m Rev.: Omschr: VARIANT H - F L U M FNo. 6 9 . 4 - 0 1 7 D.D. Project Gez. Schaal File 2 1 J 0 V 6 9 S 7 - 5 3 .'"' »<7 "' K
E
o
o
X »—o:
o
i— to cc UJ>
o
1.2.
I J
1.0
0.9.
0.8.
0.7
0.6.0.5.
0.4-0.3.
0.2
0.1.
H,
1.30m
^*"
,+ ^
-* * - MEETPUNT Hl | 0_PUNTEN H, EN H,'
MEETPUNT H,
T.O.V. PUNT 5
A
VELDMETING B'J MEETPUNT H,
H,
GRAFIEK 1
MEETSTUW 10 a HUPSELSEBEEK
LANDBOUWHOGESCHOOL
HYDRAULICA LABORATORIUM B l a d - 1 van. 1 Rev.: Maten : Omschr.iVARlANT H . F L U M E No. 6 9 . . 3 X . . Û 1 5 D.D. Project Gez. Schaal File21JI0.'69
6 7 . 53
K
10
2 0
30
TÖ"
50
60
70
80
90
100
AFVOER Q ( t / s e c )
©
E
o
o
o
X »— cc o t— l/)o:
u
>
o
12. 11. 10.8.
6.
5.
4.
3.
2.
1.
0 V E L D M E T I N GGRAFIEK 2
MEETSTUW 10a HUPSELSEBEEK
L A N D B O U W H O G E S C H O O L HYDRAULICA LABORATORIUM B l a d - 1 van. ^ Rev : Maten: Omschr : V A R I A N T H . F L U M E No. 6 9 _ 3 _ 016 D.D. Project Gez Schaal File 21J0_'69 6 7 _ 53 . " ...--' K 500 1000 1500 2000 2500 3000 3 5 0 0 40 00 A F V O E R CL ( l / s e c )Tabel 1
Meetcijfers
H 1
(dm)
-« M0,109
o,ii8 -r
0,125
0,133
0,11*8
0,163
0,180
0,202
0,218
0,23**
0,255
0,272
0,286
0,306
0,330
0,392
0,1*55
0,501
0,592
0,665
0,735
0,822
0,899
0,955
0,997
1,0U5
u i t model
H 1
1(dm)
0,059
0,079
0,098
0,111
0,126
0,138
0,153
0,163
0,17**
0,185
0,193
0,20l*
0,221,
0,2U0
0,261
0,283
0,302
0,322
0 , 3 ^
0,361*
0,381
0,1*07
0,U35
0,1*75
0,520
0,55U
0,635
0,697
0,760
0,8M*
0,919
0,971
1,01U
1,062
1:1
Q( 1 / s e c )
2,22
3,18
U,35
5,25
6,39
7,39
8,62
9,69
10,61*
11,78
12,53
13,79
15,92
18,33
21,26
2l*,88
27,90
30,77
31*,98
38,82
1*1,73
1*6,01
1*9,33
52,70
5^,71*
56,63
60,80
6U.35
67,90
72,9!+
77,50
80,70
83,72
86,66 1
Meetcijfers u i t
H,
1- (H,)
(dm)
1.15
1,1*8
1,88
2,26
2,99
3,?6
1*,67
5,1*7
7,00
8,33
9,28
10,01
10,61
11,21
11,90
12,1*1
model 1:5
Q( 1 / s e c )
90,5
117,3
11*7,5
189,5
276,1
1*20,9
551,7
729,1*
1152,0
1630,6
2028,6
239l*,1
2732,9
307!*, 5
3532,8
3902,9
»4 N1 *
-It
©
•/. /.?
Tabel 1
Meetcijfers uit model 1:1 iMeetcijfers uit model 1:5
H 1 (dm) 0,109 0,118 * 0,125 0 , 1 3 3 0,lU8 0 , 1 6 3 0,180 0,202 0,218 0,23*+ 0,255 0 , 2 7 2 0,286 0,306 0,330 0,392 0,1*55 0,501 0,592 0,665 0,735 0,822 0,899 0,955 0,997 1.0U5 H 1 (dm) 0,059 0,079 0,098 0,111 0,126 0,138 0,153 0 , 1 6 3 0,171+ 0,185 0 , 1 9 3 0,20U 0,221 0,21+0 0,261 0 , 2 8 3 0,302 0,322 0,3U+ 0,361+ 0,381 0,1*07 0,1*35 0,1*75 0,520 0,551* 0,635 0,697 0,760 0,81*1* 0,919 0,971 1,011* 1,062 Q ( l / s e c ) (dm) 2,22 3,18 * , 3 5 5,25 6 , 3 9 7 , 3 9 8,62 9^9 10,6U 11,78 12,53 13,79 15,92 18,33 2 1 , 2 6 2l*,88 27,90 30,77 31*,98 38,82 1*1,73 1+6,01 1*9,33 52,70 51+,71+ 5 6 , 6 3 6 0 , 8 0 61+,35 6 7 , 9 0 72,Ql+ 7 7 , 5 0 8 0 , 7 0 8 3 , 7 2 8 6 , 6 6 1.15 1,1+8 1,88 2 , 2 6 2 , 9 9 3 , " 6 1*,67 5,1*7 7 , 0 0 8 , 3 3 9 , 2 8 10,01 10,61 11,21 11,90 12,1+1 ( l / s e c ) 9 0 , 5 117,3 11*7,5 189,5 276,1 1*20,9 551,7 729,1* 1152,0 1630,6 2028,6 2 3 9 ^ , 1 2732,9 3071+.5 3532,8 3902,9 t . f l 1 . * " < . V i - ^ " * I , * T ;• v *, * •* i. * * *l -***** ~j v * 1 . 5 " , f» ii ii -, ih d v i ^ ï-r 4* 2 Ff ' •5 -- ï *
