ministerie van verkeer en waterstaat I ' rijkswaterstaat directie waterhuishouding en waterbeweging district kust en zee adviesdienst hoorn

notitie WWKZ-82.HZ46

proleotoodi I ..-

I aan : Rijkswaterstaat, directie Noord-Holland I van : E.R.F. van der Goes

dalum: oktober 1982 II onderwerp : Golfoverslag Balgzenddi jk bij superstormvloed.

I 11 INHOUD:

1 Inleidinq

2 Berekeninq overslaq, I 2.1 Literatuuronderzoek I . 2.2 Opzet van de overslagberekening 2.3 Golfoverslag huidige zeewering 2.4 I, zeewering in tussenfase 2.5 I, zeewering bij deltahoogte 2.6 Gevoeligheidsanalyse

3 Camenvattinq en conclusies

I

blz.

3

4 4

.5

7 8

9

9

10

LITERATUUR: I BIJLAGEN:

1 Situatie Balgzanddijk. I

2

reg.nr.

82.705

2 Verhoging BaXgzanddijk (tussenfase) dwarsprofielen 0.623; 2.900; 6.200 82.706

. . . en 7.200.

,.. 3 .Verband, tussen kruinhoogte (.biwen de; waterstand) en, overslag. ... 82.813 4 Overslag bij , superstomvloedomstandigheden a l s funktie van de kruinhoogte. 82.707

5 ,Vergelijking- overslag onder ~superstormvloedomstsndigheden voor de. dijk- 82.708

I I ' . . . .. ,

,

vakken I en 111 bij gelijke randvoorwaarden.

I I I

rijkswaterstaat

behoort bij: notitie WWKZ nr. 82.H246 dstum: oktober 1982 blsdnr: 2

I 1 I I I I I I I I I E l I I 1

LITERATUUR: 1

2

3

4

5

6

7

8

8 R R

Van der Goes, E.R.F. ,

Verhoging van Balgzanddi jk (tussenfase). Rijkswaterstaat, directie Waterhuishouding en Waterbeweging, A'dvieadienst Hoorn, notitie WWKZ-82.H220, 1982.

Gerner, J.W.; Idskes, R. Golfoverslag Amsteldiepdijk. Rijkswaterstaat, directie Waterhuishouding en Waterbeweging, Studiedienst Hoorn, notitie WWKZ-ûO.HZ14, 1980.

U.S. Army. Shore Protection Manual. Coastal Engineering Research Center. Vol. 11, 1977.

Waterloopkundig Laboratorium Delft. Golfoverslag Afsluitdijk, Verslag van berekeningen. R1428, augustus 1979.

Technische Adviescommissie voor Waterkeringen. Golfoploop en golfoverslag. Ministerie van Verkeer en Waterstaat, januari 1972.

Van Malde, J., e.a. Over het berekenen van deltaprofielen. Rijkswaterstaat, directie Zeeland, Studiedienst Vlissingen, juli 1972.

De Vries, M. Inleiding vloeiskofmechanica. Technische Hogeschool Delft, handleiding college b71, december 1979.

Hydraulicc Research Station.. Design of aeawallc allowing for wave overtspping. Wallingford, Report No. EX 926, Juni 1980.

I rijkswaterstaat

beiioort blJ: n o t i t i e WWKZ nr. 82.H246

datum: oktober 1982 blednr: 3 '

I I

I # I I I I I 1

i I n l e i d i n g

I n h e t kader van de Deltawet moet de Balgzanddi jk nog op d e l t a v e i l i g h e i d worden

gebracht.

Ten gevolge van bezuin ig ingen i s voorges te ld de Balgzanddi jk i n fasen t e verhogen.

Als tussenfase wordt een d i j k met een lagq re dan volgens de Deltawet v e r e i s t e

kru inhoogte aangelegd. De s i t u a t i e en de hoogte van de d i j k z i j n aangegeven op

b i j l a g e 1. De ve i l igheden van de bestaande zeewering, de gefaseerde verhoging en de verhoging

volgens del tanorm z i j n i n [i] bepaald.

Op b i j l a g e 2 z i j n enkele p r o f i e l e n van de bestaande d i j k weergegeven, tevens z i j n

de verhogingen ( tussenfase en volgens de l tawet ) aangegeven.

I n de hu id ige toestand en b i j de gefaseerde verhoging moet b i j een (eventuele

super) stormvloed rekening gehouden worden met een hoeveelheid go l fovers lag . I n deze n o t i t i e worden deze hoeveelheden onder superstormvloed omstandigheden

voor de hu id ige ker ing , de tussenfase en de d e l t a k e r i n g bepaald.

' ,

-2- -

rijkswaterstaat

behoort bil: notitie WWKZ nr. 82.H246

datum: oktober 1982 blsdnr: 4

* 2 Berekeninq qolfoverslaq

2.1 Literatuuronderzoek

E r is nog weinig bekend op het gebied van de berekening van golfoverslag. De mees- te methoden zijn gebaseerd op modelonderzoekingen. Bij de Amsteldiepdijk [ 2 ] is de golfoverslag bepaald met een berekeningsmethode gegevenin Shore Protection Manual [3] . E r wordt gebruik gemaakt van grafieken d i e zijn samengesteld uit modelproeven van Saville. Sij de Afsluitdijk zijn golfoverslagberekeningen [4 ] uitgevoerd met behulp van de berekeningsmethode vermeld in [ 5 ] . De methode is gebaseerd op grafieken uit mo- delproeven van Paape. In tabel 1 zijn de onderlinge verschillen van de modelproeven samengevat.

Metingen van overslag over dijken met vlakke, gladde taluds

helling talud (a of tana

90'

1:1,5 1:3

1:6

1:5 1:2

1:3 1:3,5 1:4 1:5 l:6,5 1:8

invals hoek

P O

O0

O0

Tabel 1. -Gezien-

rijkswaterstaat

behoort'bu: n o t i t i e WWKZ nr. 82.H246

datum: oktober 1982

bladnr: 5

*Gezien de g r o t e r e v a r i a t i e i n h e t , d i j k t a l u d en h e t gebru ik van onregelmatige g o l -

ven i s b i j de berekening van de overs lag i n deze n o t i t i e gebru ik gemaakt van de

berekeningsmethode volgens [5].

Gegevens over de overs lag van scheef i n v a l l e n d e golven z i j n schaars. Voor s t rand-

muren met een v e r t i c a l e wand i s bekend, da t de r e d u c t i e van de overs lag s t e r k e r

b leek t e z i j n dan (1-cos f i ). U i t h e t door Hydrau l i cs Research S t a t i o n u i tgevoerd

onderzoek [B] v o l g t dat :

- de overs lag b i j p 15' maximaal i s

- de overs lag b i j f i 30

- voor invalshoeken g r o t e r dan 40

- voor een inva lshoek van 60 * d e r e d u c t i e g r o t e r is dan 50%.

O O ongeveer g e l i j k i s aan de overs lag b i j f i = O O pas sprake ' i s van een s i g n i f i c a n t e r e d u c t i e

O

Figuur 1.

2.2 Opzet van de overslaqberekeninq

Voor de berekeningen i s de Balgzanddi jk geschematiseerd i n d r i e gedeel ten ( b i j -

lage i). Als randvoorwaarden z i j n aangehouden: - b a s i s p e i l W langs de d i j k ver lopend van N.A.P. i 5,45 m t o t N.A.P. 5,65 m

- windsnelheid 30 m/s

- s i g n i f i c a n t e go l fhoogte Hs = 1,90 m.

- go l fpe r iode T

- kru inhoogten K zoa ls d i e vermeld s taan i n [i] ( b i j l a g e 1).

De voor de berekening noodzake l i j ke H50 = 0,6 x 1,9 = 1,l m [6]

= 4,7. s gem

-Met -

I I I I

r Di j kvak Lengte [m] Reduct ie factoren

_ I

I 2500 0’5 I1 2600 0 90

I11 2600 090 I -

1 I I I I I I c I I C ~

I II I I 1

rijkswaterstaat

behoort bU: n o t i t i e W W K Z nr. 82.H246

datum: oktober 1982 bladnr: 6

Met behulp van de h ierboven vermelde fac to ren kan de voor de overs laggra f iek (b i j lap 3. u i t [ 5 ] benodigde parameter bepaald worden:

H i e r b i j i a : hd K - W

K = kru inhoogte

W = waterstand

a = LX equ iva len te he l l ingshoek d i j k t a l u d

H50 = gemiddelde go l fhoogte eq’

De v i a de overs laggra f jek bepaalde dimensieloze overs lag d i e n t nog vermenigvuldigd

t e worden met de volgende factoren:

a) de l e n g t e per d i j k v a k

b ) t i j d s d u u r van de go l fove rs lag

c ) r e d u c t i e scheve g o l f i n v a l

ad a) De Balgzanddi jk i a verdeeld i n d r i e di jkvakken. Oe l e n g t e van de d i j kvak -

ken i s vermeld i n t a b e l 2.

Gedurende de per iode waar in de waterstand + go l fop loop hoger i s dan de

kru inhoogte

g o l f o v e r s l a g i s gebru ik gemaakt van h e t geschematiseerde ver loop van een

superstormvloed i n h e t Balgzandgebied [2 ] . ad c) Oe reduc t i e fac to ren voor de scheve g o l f i n v a l z i j n vermeld i n t a b e l 2:

ad b )

van de d i j k t r e e d t g o l f o v e r s l a g op. Voor de t i j d s d u u r van de

I rijkswaterstaat

behoort blJ notitie WWKZ nr 82.H246 datum oktober 1982 blednr 7

I 1

durende de periode dat de waterstand hoger is dan de kruinhoogte wordt de over- slag berekend met de formule voor de maximum afvoer bij een korte overlaat [7]. I

(zie fig. 2 ) . l i

' T-1lZA.T To T1112AT

I AT I

. . Figuur 2.

Voor, tijdens en .na de. periode, waarin de dijk wordt overspoeld, treedt gedurende esn bepaalde tijd ook golfoverslag op. Deze wordt maximaal a l s de factor hd K-W E nul is: dat wil zeggen als de waterstand gelijk met de kruinhoogte ligt. Gedurende hetoverstromen is tevens gerekend met de maximale overslag ten gevolge van golven.

-De- I

I I I I I I I 1 I

% ?

z+.m

[rn'] 9,2 x 106

rt

4,4 x 106

0,5 x 10 6

I

- 0 - 4 c o O P . c m m

c Li. m o m r t o m

O - I O n n

c n o a m e C c c c

0) + i 0 o L D t m In m cn m e o 0) l i0

2 . n w a m

K m

u u r [ m ' l [m'l 7 1,8 x 106 11,o x 106

7,5 4,6 x 106 9,0 x 10 6

7,5 5,6 x 10 6 6 , l x 10 6

rijkswaterstaat

behoort bil: n o t i t i e WWKZ nr. 82.H246

datum: oktober 1982 bladnr: 8

2500

2600

2600

'De t o t a l e hoeveelheden overs lag s taan vermeld i n t a b e l 3.

3

2,5

1,5

F Li. x C a, k

F Li. x

k c

I

I1

.I I I

5 x ( o € o m r r w o c w r r i0 w. L ) m r ? J a o m l I

x E

[m3 +5,00

+5,25

+5,55

k l n < " ( o PI (D k

rn

2500

2600

2600

Tabel 3 .

0 - 4 c o L J ~ C L . c o n m r t o m

3 M r t ~ l - 0 c r. w w m i0

~ ~ o n - 4 i 0 - x < c c . . o w m 1 o P 2?00 ( o e 01 e g I

I o = ; c I uur [m']

6 495 0,50 3,2 x 10 595 090 1,6 x 106

5 090 0,7 x 106

( O E r t m w r t s m I

a w

E

[m3 +5,45

+5,55

+5,65

c r w m k 3

LD n m Q c Li X

CI

I

M 3

[uur]

2.4 Gol fovera laq zeewerinq i n tussenface

I n de tusaenfase wordt de go l fove rs lag bepaald met behulp van de g ra f i eken u i t [ 53.

De r e s u l t a t e n ataan vermeld i n t a b e l 4.

+6,60

I11

Tabel 4.

-2.5- -

I I I I I 1 I I I I I I I I I I I I I '

R

rijkswaterstaat

behoort blJ: b r i e f nr.

datum: oktober 1982 bladnr: 9

2.5 Gol fovers laq zeewerinq b i j de l tahooqte

B i j h e t ontwerp van de Balgzanddi jk volgens deltanorm i s eveneens de g o l f o v e r s l a g

b i j h e t b a s i s p e i l berekend. I n d i j k v a k I i s de go l fove rs lag nihi1:Waterstand p lus

gol foploophoogte b leken lage r t e z i j n dan de kruinhoogte. De r e s u l t a t e n staan

vermeld i n t a b e l 5.

x

[ml +7,60

+7,90

+8,25

Tabel 5.

+5,45

+5,55

+5,65

2500

2600

2 b u 0

n i h i l

4

2,5

n i h i l 6

6 0,22 x 10

0,Ol x 10

De kruinhoogten i n t a b e l

8 i j d i j k v a k I1 i s de gemiddelde kru inhoogte

DP 6.200. Van d i t d i j k v a k waren we in ig gegevens beschikbaar.

5 z i j n de hoogten zoa ls d i e vermeld s taan i n [i]. aangehouden van r a a i DP 2.900 en

2.6 Gevoeliqheidsanalyse

Eiij een onderzoek door h e t Waterloopkundig Laborator ium b leek dat door v a r i a t i e

van de randvoorwaarden, overeenkomend met een toename,van de w inds terk te van ten-

minste ZO%, de.golVoverslag toeneemt met 'een f a c t o r 3 à 4 [ 4 ] . ,.I. . . . . . ,

-3- -

I

I I I I I I i I 1 1 I

R

Hu id ig

K 4

+5,00 11,O

+5,25 9,O +5,55 6,l

2691

rijkswaterstaat

Tussen fase Deltanorm

K 4 K Q

+6,60 392 +7,60 - +7,00 156 +7,90 o, 22 +7,25 017 +ti, 25 0,Ol

595 0,23

behoort bij: b r i e f nr.

datum: oktober 1982

bladnr: 10

‘ 3 Camenvattinq en conclus ies

Wanneer de Balgzanddi jk i n fasen wordt verhoogd z a l onder superstormvloedomstan-

digheden overs lag optreden.

Oe ve i l igheden van de bestaande zeewering, de gefaseerde verhogingen en de ver-

hoging volgens deltanorm z i j n reeds bepaald [i]. I n de onderhavige n o t i t i e wordt

de bi jbehorende go l fove rs lag berekend met behulp van g ra f i eken gebaseerd op

modelproeven [ 5 ] . Daarb i j wordt een r e d u c t i e toegepast voor de go l f inva lshoek [E].

De r e s u l t a t e n z i j n verzameld i n t a b e l 6.

I

Di jkvak

I

I1

I11

Totaal

K = kru inhoogte i n m t e n opz ichte N.A.P.

9 = overs lag i n 10 6 in’

Tabel 6.

De vermelde overslagen u i t t a b e l 6 z i j n g r a f i s c h weergegeven op b i j l a g e 4. Met

behulp van b i j l a g e 4 (dus b i j H50 1,l m ) en de o v e r s c h r i j d i n g s l i j n e n van

de kerende waterstanden u i t [l] kunnen de overslaggegevens ook gere la teerd wor- den aan de gekozen ove rsch r i j d ings f requen t ies van de kru inhoogten ( t a b e l 7),

-Tabel 7-

rijkswaterstaat

I I I I I I

Overschr i jd ings- f requent ie

10-2

5 10-~

10-~

5 1 0 - ~

behoort bU: b r i e f

datum: oktober 1982

bladnr: 11

6 Kruinhoogte Overslag x 10 D i jkvak D i jkvak t.o.v. N.A.P. [ m ] .WI

I1 I11 I I1 I11 Totaal I

597 3,O 17,2 +5,40 +5,90, +6,40 895

+5,80 +6,40 +7,00 623 393 1 , 2 11,2

+6,80 +7,30 +7,75 296 078 091 375

197 +7,20 +7,60 +8,00 193 ,074 -

nr.

Tabel 7.

I De aangegeven kruinhoogten z i j n gemiddelde hoogten per d i j kvak .

Uitgaande van een vaste kru inhoogte worden u i t b i j l a g e 4 per d i j k ve rsch i l l ende

overslaghoeveelheden gevonden. Deze v e r s c h i l l e n houden verband met de volgende

factoren:

a. Het t a l u d i n d i j k v a k I en d i j k v a k I1 en I11 i a versch i l lend .

i I

I I

Onder g e l i j k e c o n d i t i e s b l i j k t de i n v l o e d van h e t t a l u d op de overs lag een

f a c t o r 3 t e bedragen ( l i j n 1 i n b i j l a g e 5). ,i

i

b: Oe r e d u c t i e voor de g o l f i n v a l v e r s c h i l t tussen d i j k v a k I en d i j k v a k I1 en 111.

Het e f f e c t op de overs lag bedraagt een f a c t o r 2 ( l i j n 2 i n b i j l a g e 5).

c. De i n v l o e d van de l eng te per d i j k v a k en de t i j d s d u u r op de overs lag bedraagt

een f a c t o r 1,15 ( l i j n 3 i n b i j l a g e 5).

U i t b i j l a g e 5 b l i j k t de i n v l o e d van de fac to ren d i e nod ig z i j n voor de berekening

van de overslag. B i j g e l i j k e ui tgangspunten komt h e t ver loop van de overs lag u i t -

gaande van d i j k v a k I11 nagenoeg overeen met h e t ver loop voor d i j k I . De verhouding tussen de ver lopen van de overs lag per d i j k v a k i n b i j l a g e 4 z i j n ,

g e l e t op de ve rsch i l l ende randvoorwaarden dus j u i s t .

I

I I

rijkswaterstaat directie waterhuishouding en waterbeweging district kust en zee - adviesdienst hoorn ZEEGAT VAN TEXEL

get. aj, notitie WWKZ-82H246 bijl. 1

gec. 4 pro) nr H 82.09A

gez. schaal 1:50.000

akk. A L nr. 82705

I I I I I I I. I I I I I I I I I I I I I

rijkswaterstaat directie waterhuishouding en waterbeweging district kust en zee . adviesdienst hoorn

-ge2 ZEEGAT VAN T E X E L

VERHOGING VAN BALGZANDDIJK f TUSSENFASE 1 DWARSPROFIELEN 0623; 2 900; 6 200 en 7200

WADDENZEE - BALGZANDKANAAL c

g e l 0 J notitie WWKZ 82H246 bijl 2

gec proj nr H 8 2 0 9 A -

, *

t d schaal 1 LOO

akk A l nr 82 706

17.60

DWARSPROFIEL D.P 0 6 2 3 I

+I60

DWARSPROFIEL OP 2 9 0 0

DWARSPROFIEL D.P 6 200

DWARSPROFIEL DP 7 2 0 0

TOELICHTING - ' : . , ' : : . : , vehoging tussenfase lliilllililllii klei en teeinorde in nieuw te maken werk

asfait verharding verhoging volgens deltanorm.

I I . I I I I I I I I I I I I I I I I I I

rijkswaterstaat district kust en zee - adviesdienst hoorn directie waterhuishouding en waterbeweging

ZEEGAT VAN TEXEL -gez. VERBAND TUSSEN KRUINHOOGTE i BOVEN DE WATERSTAND) EN OVERSLAG

3c

get. j j !

gec.

..

akk.

a !

ac

15

i a

5

C

notitie WWKZ-82H2L6 bijl. 3

proj. nr H82,09A

schaal -

A L 1 nr. 82813

I

rijkswaterstaat directie waterhuishouding en waterbeweging district kust en zee - adviesdienst hoorn

~

ZEEGAT VAN TEXEL

OVERSLAG BIJ SUPERSTORMVLOEDOMSTANDIGHEDEN ALS FUNKTIE VAN DE KRUINHOOGTE

I

get. @ notitie WWKZ-82.H246 bijl. l,

9ec. .O . proj.nr, H 82.09 A

schaal gez.

akk. A L Inr. 82,707

_- -

I I I I I I I I I I I I I I I I'

13

12

11

10

9

8

m

ID E 7 o 2 6 , -

3 i 5 % 6 1

3

2

1

n r5.50 *6.00 6 5 0 .zoo r'1.50

KRUINHOOGTE [ml T O V N.A.P

I

rijkswaterstaat directie waterhuishouding en waterbeweging district kust en zee - adviesdienst hoorn

16

15

1L

13

12

11

10

9

8

2 $ 7

Y 6 I: i j 5

z o

2

3

2

1

O

get. 0.1. notitie WWKZ-02H246 bijl. 5

iecT-$Pro,.nr H 82.09A - - ~~

KRUINSHOOGTE t.mv. N .AP [ml

o OVERSLAG DIJKVAK JC BIJ DIJKTALUD DIJKVAK I ,

o o OVERSLAG OIJKAK IE BIJ DIJKTALUD DIJKVAK I , GELIJKE GOLFINVALSHOEK /$ OVERSLAG DIJKVAK llt BIJ DIJKTALUD DIJKVAK I EN GELIJKE GOLFINVALSHOEK /$

EN GELIJKE TIJDSDUUR VAN OVERSLAG EN GELIJKE DIJKHOOGTE.