P r e s e n t a t i e berekeningsresul ta- t e n van h e t u i tgebre ide tweedi- mensionale waterbewegingsmodel (400 rrrnetl van de Westerschelde.

projactcode w *UbUr(8): Inq. L. Dekker

datum : f eb rua r i 1985

bljbQen : 56

..menv.nlnQ: i n deze nota worden de eerste berekeningsresul ta ten van h e t u i tgeb re ide tweedimensionale waterbewegingsmodel (400 m-net) van de westerschelde gepresenteerd. Hoewel h e t model nog n i e t i s a f g e i j k t , kan h e t a l gebru ik t worden voor h e t aanmaken van randvoorwaarden voor een detailmodel en he t leveren van s n a l - heden voor d e ontwikkeling van een calamiteitenmodel.

nota hTqLIiYZ-85.VO02

Presentatie berekeningsresulta- ten van het uitgebreide tweedi- mensionale waterbewegingsmodel (400 mnet) van de Westerschelde.

auteur(e): ing. L. Dekker

datum : februari 1985

billagen : 56

ramenvattlnp: In deze nota worden de eerste berekeningsresultaten van het uitgebreide tweedimensionale waterbewegingsmodel (400 m-net) van de Westerschelde gepresenteerd. Hoewel het model nog niet is afgeijkt, kan het al gebruikt worden voor het aanmaken van randvoorwaarden voor een detailmodel en het leveren van snel- heden voor de ontwikkeling van een calamiteitenmodel.

1 . I n 1 e j. d i n 9.

2 . Mode lbesch r i jv ing .

2 . 1 . Rekenmethode.

2.2. S c h e m a t i s e r i n g .

2.3. Randvoorwaarden.

2.4. Beginvoorwaarden.

2 . 5 . Pa rame te r s .

3 . E e r e k e n i n q s r e c t i l t a t e n .

3 . 1 . V e r t i k a a l g e t i j .

3.2. H o r i z o n t a a l g e t i j .

3.2.1. D e b i e t e n .

3.2.2. Snelheden.

4 . Nabeschouwing.

L i t e r a t u u r o p g a v e .

L i j s t van b i j l a g e n .

1

2

4

6

rijkswaterstaat

behoort blJ: nota nr. WWKZ-85 .VOO2

datum: februari 1985

bladnr: 1

1. INLETDïNG . Ten behoeve van een tweetal projekten was het noodzakelijk het

bestaande tweedimensionale waterbewegings- en waterkwaliteits-

model van de Westerschelde ( lit. 1 ) uit te breiden. Deze twee

projekten zijn:

1. De opzet van een calamiteitenmodel van de Westerschelde,

waarbij tweedimensionale snelheidcvelden de basis vormen

voor de berekening van de verspreiding van stoffen.

2. De opzet van een tweedimensionaal detailmodel voor het ge-

bied tussen Vlissingen-Breskens en Terneuzen-Ellewoutsdijk,

waarbij de randvoorwaarden uit een groter model gehaald

moeten worden.

voor beide projekten was de ligging van de grens Vlicsingen-

Breskens in het "oude" tweedimensionale model bezwaarlijk, van-

wege de in lit. 1 geconstateerde circulatiestromen tijdens

vloed bij deze rand. Voor het calamiteitenmodel was een groter model tevens noodzakelijk vanwege de wens dit model te kunnen

gebruiken voor heel de Westerschelde vanaf de rede van Vlissin-

gen.

In deze nota worden de eerste berekeningsresultaten van dit mo-

del gepresenteerd. In hoofdstuk 2 is een korte modelbeschrij-

ving geqeven. In hoofdstuk 3 komen de berekeningsresultaten aan

de orde en in hoofdstuk 4 volgt tenslotte een nabeschouwinq.

rijkswaterstaat

behoort bil: nota nr. WIKZ-85.VO02

dat",,: f e b r u a r i 1985

bladnr: 2

. 2. MODFLBRCCHRiJVING .

2.1. Rekenmethode.

D e rekenmethode i s a l s i n lit. 1 heschreven met d i e n v e r s t a n d e

d a t nu een versie is g e b r u i k t , welke g e o p t i m a l i s e e r d i s t e n

a a n z i e n van h e t geheugengebriiik i n de computer. I n deze versie

i s h e t w a t e r k w a l i t e i t s d e e l e n dus ook d e koppel ing van d e zout-

beweging aan de waterbeweging komen t e v e r v a l l e n , zodat h e t mo-

d e l i s gereduceerd t o t een waterbewegingsmodel.

2 .2 . S c h e m a t i s e r i n g .

Op bij1.age 1 i s h e t gebied d a t omvat wordt door h e t "oude" en

"nieuwe" model weergegeven. D e g r i d g r o o t t e i s voor b e i d e model-

l e n 400 m. D e gegevens voor de u i t b r e i d i n g z i j n a fkomst ig van

l o d i n g k a a r t e n u i t 1976 en 1977 van de Adviesd ienc t V l i s s i n g e n .

2 .3 . Randvoorwaarden.

D e randvoorwaarden z i j n o n t l e e n d aan natuurwaarnemingen van 2

t / m 4 september 1975:

1. Op de rand Zeebriigge - P139 - P1957 - Westkapel le ( b i j l a g e

1) z i j n i n qenoemde punten w a t e r s t a n d e n opgelegd. Tussen de-

ze punten wordt de w a t e r s t a n d verkregen door l i n e a i r e i n t e r -

p o l a t i e , Voor P139 en P1957 was geen gemeten w a t e r s t a n d he-

s c h i k b a a r . De w a t e r s t a n d i n deze punten i s v e r k r e g e n middels

een l i n e a i r e i n t e r p o l a t i e t u s s e n r e s p e c t i e v e l i j k Zeebrugqe - V l a k t e van de R a m en Vlakte van de Raan - Westkapel le . ?er

k o n t r o l e z i j n de r e s u l t a t e n h i e r v a n ( w a t e r s t a n d berekend)

rijkswaterstaat

parameters

r u i m t e s t a p t i j d s t a p manningwaarde v i s c o s i t y c o ë f f i c i i i n t wind- s t r e s s - c o ë f f i c í ë n t

~

behoort bij: n o t a nr. WWKZ-RS.VO02

datum: f e b r u a r i 1985

bladnr: 3

waarde eenheid

400 m 60 S

10-30 - .O026 -

.o20 m-1/3 . s

verge leken m e t uur-waarden ( w a t e r s t a n d geobserveerd) u i t een

omhullend D e l t a d i e n s t model ( b i j l a g e 2 en 3 ) ; h i e r u i t b l i j k t

d a t de g e b r u i k t e methode goed i s . D e voor h e t model gebru ik-

t e waters tandsrandvoorwaarden z i j n nu weergegeven op b i j l a g e

4 t / m 9 . D e g e t i j f a c t o r v a r i e e r t van 0.91 t o t 1.03.

2. O p de bovenrand i n Relgië i s e e n k o n s t a n t d e b i e t van 40 m 3 / s

opgelegd . D i t d e b i e t is een sommatie van de a f v o e r e n o v e r de

stuwen i n B e l g i ë (lit . 2 ) .

3. O p h e t g e h e l e geschemat i seerde gebied is een windrandvoor-

waarde opgelegd v o l g e n s b i j l a g e 10 en 1 1 .

2.4. Reqinvoorwaarden .

Aangezien de w a t e r k w a l i t e i t i s komen t e v e r v a l l e n was nu a l l e e n

een beginvoorwaarde voor de waterbeweging nodig. D e beginvoor-

waarde voor de waterbeweging i s een w a t e r s t a n d van N.A.P. +1.50

m i n i e d e r punt van h e t model ( O = O ) , waardoor de p l a t e n aan

h e t b e g i n van de berekening onder water s t a a n . Omdat deze be-

ginvoorwaarde i n h e t p r o t o t y p e h e t d i c h t s t benaderd wordt o p

h e t moment van hoogwaterkenter ing , i s de berekening om en n a b i j

d i t t i j d s t i p g e s t a r t .

2.5. Parameters .

rijkswaterstaat

behoort bil: nota nr. WWKZ-85.VOO2

datum: f e b r i i a r i 19R5

bladnr: 4

. 3. R E R ~ K ~ N I N G C R ~ S U L T A T ~ N .

3. l. Vert ikaa l . g e t i j .

D e k o n t r o l e p u n t e n voor w a t e r s t a n d e n z i j n vermeld o p b i j l a g e 12.

D e r e s u l t a t e n voor h e t ver t j .kaa1 g e t i j z i j n gegeven op b i j l a g e

13 t / m 20. Voor de s t a t i o n s i n h e t w e s t e l i j k d e e l van de Wes-

t e r s c h e l d e i s er s p r a k e van een goede overeenkomst natuur-mo-

d e l . Voor de s t a t i o n s i n h e t o o s t e l i j k d e e l i s de faseovereen-

komst goed; e c h t e r de berekende hoogwaters z i j n t e hoog. D i t

d i e n t middels v e r d e r e i j k i n g t e worden b i j g e s t e l d .

3.2. H o r i z o n t a a l get5.j.

3.2.1. Debie ten .

D e k o n t r o l e r a a i e n voor d e b i e t z i j n vermeld op b i j l a g e 21. D e

d e b i e t e n z i j n weergegeven op b i j l a g e 22 t / m 33. D e observed de-

b i e t e n z i j n m e t h e t ééndimens iona le model I m p l i c berekende de-

b i e t e n ( z i e ook lit. l). D e s l i n g e r i n g i n de computed d e b i e t e n

op 2 september i s h e t gevolg van h e t i n s p e l e n van de bereke-

n ing . Algemeen kan g e s t e l d worden d a t h e t model d e b i e t e n rede-

l i j k r e p r o d u c e e r t .

3.2.2. Snelheden.

Om een b e e l d t e k r i j g e n van de s n e l h e i d s v e r d e l i n g z i j n voor de

p e r i o d e van 07.00h t / m 19.00h ( 4 september 1975) st romingspa-

t r o n e n getekend d i e z i j n weergegeven op b i j l a g e 34 t / m 4U. Aan

de hand van deze s t romingspat ronen v a l t op t e merken d a t deze

rijkswaterstaat ~~~ __

behoort bij. n o t a nr. WWKZ-85.VO02

datum: f e b r u a r i 1985

bladnr: 5

i n h e t algemeen e e n r e d e l i j k b e e l d van de sne lheden geven en

d a t deze geen vreemde ( v e r o n t r u s t e n d e ) zaken a a n h e t l i c h t

brengen .Bi j de rand t e r hoogte van Westkapel le v a l t op bepaa lde

t i j d s t i p p e n een t e hoge s n e l h e i d waar t e nemen. D i t l o k a l e ver-

s c h i j n s e l i s t e v e r k l a r e n u i t h e t f e i t d a t h e t model wordt aan-

gedreven door w a t e r s t a n d e n , w a a r u i t de s n e l h e i d s i n f o r m a t i e

( g r o o t t e en r i c h t i n g ) wordt berekend. Ger inge f o u t e n i n de wa-

t e r s t a n d s r a n d hebben h i e r d o o r d i t v e r s c h i j n s e l t o t gevolg ( z i e

ook lit. i).

Voor h e t w e s t e l i j k d e e l van de Westersche lde z i j n voor een aan-

t a l punten ( b i j l a g e 47 1 berekende sne lheden verge leken m e t ge-

o b s e r v e e r d e sne lheden u i t puntmetingen. D e sne lheden u i t de

puntmetingen z i j n sne lheden van andere meetdagen welke n a a r 4

september 1975 z i j n h e r l e i d . Op b i j l a g e 48 t / m 56 z i j n deze

sne lheden gegeven. B i j de i n t e r p r e t a t i e h i e r v a n d i e n t S t e r k re-

k e n i n g t e worden gehouden met h e t f e i t d a t de berekende sne lhe-

den u i t een 400 m n e t komen, he tgeen i n smalle geulen een ver-

g e l i j k i n g m e t puntmetingen minder reëel maakt. Voorgaande komt

t o t u i t i n g i n de mnetpunten 1 en 4 i n h e t Vaarwater l a n g s

Hoofdplaa t . Gelet op bovenstaande, de h e r l e i d i n g en d a t sne lhe-

den minder nauwkeurig gemeten kunnen worden dan w a t e r s t a n d e n

z i j n de r e s u l t a t e n van b i j l a g e 4R t / m 56 zeer r e d e l i j k t e noe-

men.

rijkswaterstaat

behoort bd: nota nr. WWYZ-85.VO02

datuB: f eb rua r i 1985

bladnr: 6

4 . NABESCHOUWING.

Hoewel h e t model nog verder g e i j k t moet worden geven de reken-

r e s u l t a t e n aanle id ing t o t de volgende conclus ies :

- D e s imula t i e van h e t v e r t i k a a l en hor izontaa l g e t i j i s be-

vredigend. J n he t o o s t e l i j k dee l van de Westerschelde kan

m e t name voor he t v e r t i k a a l g e t i j b i j verdere i j k i n g nog een

aanz ien l i j ke ve rbe te r ing van de r e s u l t a t e n worden verkregen.

- Gezien de r e s u l t a t e n i n h e t w e s t e l i j k dee l van de Wester-

s c h e l d e wordt h e t verantwoord geacht h e t model i n de huidige

f a s e t e gebruiken voor h e t aanmaken van randvoorwaarden voor

een detai lmodel van d i t gebied.

- Snelheidsvelden u i t d i t model kunnen worden gebruikt b i j de

opzet van een calamiteitenmodel. Voor berekeningen m e t een

opera t ionee l calamiteitenmodel, waarvoor een snelheidsvel-

denbestand onder d ive r se geti jomstandigheden nodig i s , d i e n t

e r rekening mee t e worden gehouden dat (met d i t model a l s

b a s i s ) een 400 m n e t , met name voor h e t o o s t e l i j k dee l van

de Westerschelde, een nogal grove weergave van de bodem is.

I n een l a t e r stadium verd ien t h e t w e l l i c h t aanbeveling een

f i j n e r e schematiser ing (hv. 300 m) voor he t aanmaken van een

cnelheidsveldenbestand t e gebruiken.

rijkswaterstaat

I i fi i 1 I I I E f i I 1 I J 1 I Y

behoort bil: nota nr. WWKZ-85.VO02

datum: februari 1985

blsdnr: 7

LITFRATKIIJROPGAVF: .

Lit. 1 Dekker, I.,.

Tweedimensionaal model Westerschelde.

Presentatie model.

Adviesdienst Vlissingen, nota WWKZ-84.VO10, 1983.

rijkswaterstaat

behoort bU: nota nr. WWYZ-85 .VOO2

datum: februari 1985

bladnr: 8

L I J S T VAY BIJLAGEN.

bijlage

nummer

1

2 t/m 11

72

3 t/m 20

21

2 t/m 33

4 t/m 46

4 7

8 t/m 56

omschrijving

Overzicht modellen.

Randvoorwaarden

Overzicht kontrolepunten voor

waterstanden.

Waterstanden.

Overzicht kontroleraaien voor

debiet.

Debietkrommen.

Cnelheidcplots.

overzicht kontrolepunten voor

snelheden,

Snelheidskrommen.

f .

WATERSTAND I N 1 WATERSTAND BEREKEND

e 0 0 0 o e WATERSTAND GEOBSERVEERD

39

- - .1 - o D m n LI

o n n *

D c n D D n o

L

TIJD I N UREN

ADVIESDIENST VLISSINGEN NOTA WWKZ 85.V002 BIJLAGE 3

' d ' V ' N . A . O ' l ' W N I O N V l S ä 3 1 V M

WATER LEVEL AT FIRCT END OF TIDE OPENING

PAGE 71

r

WATER LEVEL AT FIRST END OF TIDE OPENING

z O

r

r

m

J L

r

2.41

ADVIESDIENST VLISSINGEN NOTA W

WKZ 65.V002 BIJLAGE 10

I I I

'I I

I I I

I

lr) t-

1

O z

(SIO

NX

) C

I33dS C

INIM

I I

r

UI m 3 Y u O -I u I I- w O Z

E O w LL m UI UI w o UI O

Y

L

400

350

300

250

200

150

100

50

WATER LEVEL AT STATION OBSERVED WATER LEVEL

I

r

E-KST1I-T0, 48Bn-üRlLb S f W A T l O N 2-5 SEPT 1975 <$1\89\87 Bg:.19:02 $*&9110 17: 13: IZ? U N I V 11 <BJ\85\8+ 1BZl6:.3 ?

4. <RAND URP. 81\12\8J?

3 .

rn

VY 2. OL Lu I- Lu E 1 . W

z O I- < > UJ

Lu

OL Lu

3

- NAP

J -1.

I- -2. a

-3 . - BORSSELE C COMPUTED )

4 8 12 16 20 24 4 8 12 16 20 24 - 4 .

3SEP * 75 4SEP * 7s

WATER LEVEL AT STATION OBSERVED WATER LEVEL

z O

r PAGE 7

WATER LEVEL AT STATION OBCERVED WATER LEVEL

r

-3.

I- > Lu -I Lu IY w I- 3

a

a

- - - BAARLAND i COMPUTED ) QOQOQBAARLAND . í OBSERVED )

4.

3.

* v) 2. w Lu I- Lu I- 1 . " z O - NAP

- 1 .

-2.

t

t

WATER LEVEL AT STATION OBSÈRVED WATER LEVEL

I L J

r

F W S ï i i - T B t 4W4+öRIDi SIWTYON 2-5 SEPT 1915 7 8 ~ ~ 8 9 \ 6 7 0$:59:m 84mrl0 17:13:12> ) w1v I 1 <83\85\01 18:16:.3

4 .

3 .

r\

v) 2. a! UI I- UI L 1 . v

z O !-

> UJ

UI

IY UI

3

- NAP a

J - 1 ,

I- -2. a

-3 . -HANSWEERT C COMPUTEO >

í OBSERVED ) -4.

4 8 12 16 20 24 .4 8 12 16 20 24 3SEP 75 4SEP 75

L

WATER LEVEL AT STATION OBSERVED WATER LEVEL

z O

r

-3. - - - BAALHOEK i COHPUTED ) OOOOOBAALHOEK C OBSERVED )

WATER LEVEL AT STATION OBSERVED WATER LEVEL

L

r

3SEP * 75 4CEP 75

WATER LEVEL AT STATION OBSERVEO WATER LEVEL

I- < > Lu -I Lu

fY Lu I- < 3

4

3

G 2 fY Lu I- Lu E

z O

1 W

- NAP

- 1

-2

- PROSPERPOLOER ( COMPUTEO ) OooOoPROSPERPOLOER ( OBCERVED )

4 8 12 16 20 24 4 8 12 16 20 2 4

3SEP 75 4SEP * 75

WATER LEVEL AT STATION OBCERVED WATER LEVEL N

O

L

2SEP 75 -'3SEP 75 4SEP * 75

NASS TRANSPORT RATE AT U CROSS-SECTION NASS TRANSPORT RATE OBSERVED

z O

N N

r PAGE -;1

60000.

30000.

-30000.

-60000. 4 8 12 16 20 24 4 8 12 16 2@ 24 4 8 12 16 20 24

2SEP a 75 3SEP 75 4SEP * 75

A

u Lu v) \ fl 3 u

UI c < (41

c (41 O Q cn z -6 OL I-

U

- SCHAAR V . S P I JKERPL . C CONPUTED > OOOOOSCHAAR V . SPIJKERPL. (OBSERVED)

!IASS TRANSPORT RATE AT U CROSS-SECTION !IASS TRANSPORT RATE OBSERVEO N

W

NASS TRANSPORT RATE AT U CROSS-SECTION VASS TRANSPORT RATE OBSERVED

N P

L

r

60000.

A

u UI 30000. m \ E 3 u

UI I- < w I- n! O o- U J z n! i-

W

-30000.

- PAS VAN TERNEUZEN í CONPUTED )

-60000. 4 8 12 16 20 24 4 8 12 16 20 24 4 8 12 16 20 24

2SEP 75 3SEP 75 4SEP ' 75

MASS TRANSPORT RATE AT U CROSS-SECTION MASS TRANSPORT RATE OBSERVED

L

r

A

U Lu 30000. o) \ E I) U

UI I- < tY I- Q! O o) z Q! I-

"

a

a -30000.

EVERINGEN C COMPUTED ) OOOOOEVERINGEN í OBSERVED ) -

-60000. 4 8 12 16 20 24 4 8 12 16 20 24 4 8 12 16 20 24

2SEP 75 3SEP e 75 4SEP * 75

MASC TRANSPORT RATE AT U CROSS-SECTION NASS TRANSPORT RATE OBSERJED

L

z O

h> m