De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

19 november 2009 – ENW Dag Ap van Dongeren met vele anderen: Andre van der Westhuysen, Jacco Groeneweg, Gerbrant van Vledder, Joost Lansen, Robert Zijlstra,

Verwante presentaties


Presentatie over: "19 november 2009 – ENW Dag Ap van Dongeren met vele anderen: Andre van der Westhuysen, Jacco Groeneweg, Gerbrant van Vledder, Joost Lansen, Robert Zijlstra,"— Transcript van de presentatie:

1 19 november 2009 – ENW Dag Ap van Dongeren met vele anderen: Andre van der Westhuysen, Jacco Groeneweg, Gerbrant van Vledder, Joost Lansen, Robert Zijlstra, Caroline Gaultier, Ivo Wenneker Verbeterde golfmodellering in de Waddenzee

2 Motivatie Veiligheid van de Nederlandse waterkering moet elke vijf jaar bepaald worden Hiervoor zijn Hydraulische (Golf)randvoorwaarden nodig aan de teen van de dijk Voor de Hollandse and Zeeuwse kust wordt SWAN gebruikt voor de vertaling van golven van offshore naar de kust In Waddenzee tot nu toe gebruik van historische/ontwerpgegevens Waddenzee Holland Zeeland Nederlandse kustveiligheid

3 “Diep” water golfboeien en transformatie naar de kust “diep” water golfboeien “vertaling”/transformatie naar de kust voor HR met SWAN SWAN hier nog niet gebruikt!

4 Doel: een consistent, goed-afgeregeld golfmodel + ondersteunende instrumenten om in 2011 en daarna zo betrouwbaar mogelijke HR te produceren voor de Waddenzee (en rest van de kust+grote meren) Wat is het probleem met SWAN in de Waddenzee? SWAN resultaten onvoldoende ivm metingen in zeegat van Norderney, m.n. doordringing van deining. Geen relevante golfdata in NL Waddenzee om model te verifieren

5 En: wat is SWAN eigenlijk? SWAN staat voor “Simulating Waves Nearshore” ontwikkeld door TU Delft obv oudere oceaanmodellen (WAM) rekent NIET in tijddomein (golf voor golf) maar rekent spectraal. Dit betekent dat het golfveld wordt gezien als een optelling van veel componenten, elk met eigen hoogte (energie), periode (frequentie) en richting. Door wind, stroming, waterstand en bodem vervormt het golfveld van buitengaats naar de kust SWAN kan dus gebruikt voor vertaling van golfrandvoorwaarden van meetboeien naar dijk

6 SWAN: niet in de tijd, wel in de frequentie ruimte tftftf + + H s T p T m-1,0 tijdsdomeinfrequentiedomein f=1/T

7 wind diepwaterbreken golfwisselwerkingen breken op diepte bodemwrijving Fysica in SWAN Fysische processen van opwekking, dissipatie, en herverdeling van golfenergie

8 Amelander Zeegat Norderneyer Seegat Onderzoeksgebieden Groninger Wad Slotermeer Oosterschelde IJsselmeer Lake George Australië

9 Meetopstelling in 2009 Waves buoys Wind Water level Currents Bathymetry

10 diepte-gelimiteerde golfgroei door wind golven op stroom - opsteilen, bijdraaien en breken golfdoordringing vanaf open zee (“deining”) Aandachtspunten verbetering golfmodellering

11 Effect van wind-gedreven/reststroming Berekende (paarse) spectra niet gelijk aan meting (zwart) vanwege eerdere foute aanname “kerend tij = geen stroming” Met reststroming en windgedreven stromingsvelden gaat het wel goed (blauw) consequentie: golven op tegenstroom groeien verder door, consequentie: golven op meestroom hebben kleinere golfhoogte en periode Energie frequentie f=1/T

12 Typische resultaten Amelander Zeegat (8 Feb 2004) (met rest- /windstroming) Gemeten Model goede overeenkomst

13 Invloed van stroming op golven Golfperiode wordt kleiner met golven en stroming in dezelfde richting ΔT m-1,0 Consequentie voor typisch geval van golven op meestroming

14 Golven op tegenstroom - spectra op 8 Feb 2004 (eb) Gemeten Model overschatting van golfhoogte op eb stroming

15 Golfstroom interactie bij tegenstroom Probleem: bij eb (tegen) stroom wordt golfenergie niet voldoende gedissipeerd. Consequentie: golfhoogten zijn te groot in de geul en bij de nabije keringen (eilandkoppen, dammen) 1e oplossing: verhoogde dissipatie van steile golven: werkt niet voldoende goed en tast ook jonge golven aan. 2e oplossing: lokale jonge golven scheiden van oudere golven op tegenstroom. Dit kan via een extra afgeregelde parameter Resultaat: veel betere voorspelling (dik=meting, rood = nieuwe methode, stippels = Ris en Holthuijsen, streepjes=default)

16 diepte-gelimiteerde golfgroei door wind golven op stroom - opsteilen, bijdraaien en breken golfdoordringing vanaf open zee (“deining”) Aandachtspunten verbeteren golffysica

17 Amelander Zeegat hindcast No evidence of substantial wave energy around NS peak (0.14 Hz) SWAN does a good job in the lf range.

18 Gemis aan golfdoordringing in oostelijke Waddenzee Probleem: laag-frequente golven (5-30 seconden) worden gemeten maar niet berekend Gevolg: golfhoogte en golfperiode worden onderschat aan de teen van de dijk, m.n. effect op golfoploop Oplossing: onderzoek naar effect van bodemwrijving en refractie (bijdraaiing van golven)

19 Resultaten – verlaagde bodemwrijving lagere bodemwrijving: minder dissipatie en dus hogere golven m.n. in het laagfrequente gedeelte verhoging van de golfhoogte en golfperiode langs de dijk, dichter bij metingen

20 Resultaten – verlaagde bodemwrijving en refractie uit uit berekeningen bleek dat “refractie uit” er voor zorgt dat er meer golfenergie doordringt. echter, dit is contra-fysisch! grotere verhoging van de golfhoogte en golfperiode langs de dijk, nu op de metingen

21 diepte-gelimiteerde golfgroei door wind golven op stroom - opsteilen, bijdraaien en breken golfdoordringing vanaf open zee (“deining”) Aandachtspunten verbetering golffysica

22 Diepte-gelimiteerde golfgroei SWAN onderschat H m0 en T m-1,0 (symbolen onder de 1:1 lijn) geeft een bovengrens aan H m0 /D dit geldt ook voor extreme omstandigheden! AZB51 AZB61 AZB62 gemeten SWAN H m0 [m] H m0 /D T m-1,0 [s]  AZB51 o AZB61 o AZB62 bovengrens aan Hm0/D verhouding in SWAN -> conservatief foutief gemeten

23 Relevantie voor extreme stormen H m0 /d H m0 storm extreem golven nog steeds diepte- beperkt!!!!

24 Nieuwe golfgroei formulering 1.Breken is conventioneel gerelateerd aan golfhoogte en diepte 2.Echter ook golflengte is van belang 3.Maw de verhouding H*L 2 /h 3 moet meegenomen worden 4.Effect: relatief korte golven breken minder 5.Resultaat: grote verbetering in reductie van “scatter” = betere voorspelling voor zowel horizontale bodems als stranden OUDNIEUW H m0 /hT m-1,0 H m0

25 Validatie in het Amelander Zeegat Amelander Zeegat (18/01/07, 12:20) dik = meting, stippel = oude formulering, dun = nieuwe formulering

26 SWAN presteert veel beter dan voorheen, maar.. door (rest/windgedreven) stroming toe te passen wordt de golfvoorspelling beter nieuwe dissipatieterm bij tegenstroom geeft betere resultaten nieuwe dieptebrekerformulering geeft veel betere resultaten op vlakke bodems bij de dijk, geen kunstmatige bovengrens aan golfhoogten meer golfdoordringing is verbeterd door lagere bodemwrijving en uitzetten van refractie (het laatste voor het geval van de Oostelijke Waddenzee) model toepasbaar voor berekeningen HR2011, op tijd en met goede kwaliteit. Nog te doen in : Golfdoordringing verifieren (labmetingen, radar vanaf vuurtoren) Instationaire (tijdsafhankelijke) berekeningen Waterstandsvoorspelling moet beter (nu afwijking van 30 cm of meer) Golfmodel te verbeteren op golfwisselwerkingen en doordringing Validatie en toepassing op andere watersystemen


Download ppt "19 november 2009 – ENW Dag Ap van Dongeren met vele anderen: Andre van der Westhuysen, Jacco Groeneweg, Gerbrant van Vledder, Joost Lansen, Robert Zijlstra,"

Verwante presentaties


Ads door Google