Plan van aanpak voor vervolgonderzoek ten behoeve van de verbetering van het hydraulisch rekenmodel voor geometrisch open filterconstructies in open waterlopen

Tijdens de laatste fase van het project FILTERS zijn (losstaand van dit project) in het Laboratorium voor Vloeistofmechanica van de TU Delft ook proeven uitgevoerd. Deze proeven betreffen de metingen die Patrick van Os ten behoeve van zijn fstudeerscriptie heeft verricht. Het verslag van de proeven van Patrick Van Os was op het moment van schrijven van dit plan van aanpak nog niet gereed. De auteur heeft echter enkele malen toegekeken bij deze proeven en heeft zodoende al enige weet van wat er bij deze proeven zoal is opgemeten. Bij de proeven van Patrick van Os zijn voor het eerst ook instantane signalen voor de stroomsnelheden in de poriën van een poreus medium opgemeten. Deze informatie ontbrak nog bij het opstellen van een stabiliteitscriterium voor de basislaag ten behoeve van het project FILTERS. Uit een eerste beschouwing van de resultaten van Van Os kan worden geconcludeerd dat het bij de opstelling van dit stabiliteitscriterium veronderstelde beeld van de fysica (relatief kleine gemiddelde stroomsnelheden met relatief grote fluctuaties bij een toplaag in een open waterloop) in grote lijnen inderdaad overeenstemt met het werkelijke fysische beeld van de stroming in de toplaag. Van Os heeft echter ook enkele zaken gemeten die hiervan afwijken. Zijn metingen moeten echter eerst nog verder worden uitgewerkt voordat hieraan definitieve conclusies kunnen worden verbonden. Desalniettemin zullen de eerste indrukken over de meetresultaten van Van Os bij het opstellen van dit plan van aanpak toch in de beschouwingen worden meegenomen.Hydraulic EngineeringCivil Engineering and Geoscience

Analyse van en mogelijke verbeteringen in de problematiek bij de Noordersluis te IJmuiden

Dit afstudeerwerk betreft een onderzoek naar de problematiek bij de Noordersluis te IJmuiden. De bestaande problemen zijn geanalyseerd en er zijn verbeteringen ontwikkeld en beoordeeld, waarvan voór één variant, constructieve uitvoeringsmogelijkheden onderzocht zijn. De totale rapportage van het werk bestaat uit twee delen die elk uit een gedeelte tekst en een gedeelte bijlagen bestaan: - Hoofdonderzoek, "Analyse van en mogelijke verbeteringen in de problematiek bij de Noordersluis te IJmuiden." (dit gedeelte betreft de probleemanalyse en voorgestelde oplossingen, 1 deel tekst + 1 deel bijlagen bij de tekst). - Deelonderzoek 'Onderzoek naar constructieve mogelijkheden voor en eerste aanzet tot een ontwerp van een dok om sluisdeuren te repareren / onderhouden ten bate van de Noordersluis te IJmuiden. ' (dit gedeelte behandelt de constructieve uitwerking van één van de voorgestelde oplossingen uit het hoofdonderzoek, 1 deel tekst + 1 deel bijlagen bij de tekst).Hydraulic EngineeringCivil Engineering and Geoscience

Maak- en Meetnauwkeurigheden bij de uitvoering van baggerwerken en steenbestortingen

Handleiding voor het bepalen van de vereiste nauwkeurigheden en toleranties bij baggerwerk en bodembescherminge

Witte steenkool tussen Waal en Maas: Verkennend onderzoek naar de technische en economische haalbaarheid van de winning van energie uit waterkracht in de omgeving van Heerewaarden

Met het oog op de werkloosheidsproblematiek te Heerewaarden (Utrecht) verzocht de industriebond FNV om een onderzoek naar de rentabiliteit van waterkrachtwinning in de omgeving van Heerewaarden. Het betrof hier met name de mogelijkheid van benutting van verval tussen Waal en Maas, die hier op amper een kilometer afstand van elkaar voorbij stromen. Vrijwel alle reeds onderzochte locaties voor waterkrachtwinning in Nederland betreffen locaties bij stuwen, waar een deel van het debiet over de stuw zonder grote gevolgen door een centrale gevoerd kan worden. In het land van Maas en Waal lagen de zaken minder eenvoudig. Gemiddeld is er te Heerewaarden een verval van ca. 2,25 m. aanwezig (Waalwaterstand hoger dan Maaswaterstand). Een onderschrijdingslijn voor dit verval was niet voor handen, dus moesten er uitgebreide hydrologische studies aan te pas komen om dezelijn zelf te construeren. Het debiet.door de centrale was hier geen vast gegeven: door het laten stromen van een debiet van Waal naar Maas ontstaan stuwkrommes die het oorspronkelijke verval verkleinen. Debiet en verval beinvloeden elkaar wederzijds. In de loop der tijd zullen morfologische veranderingen op beide rivieren het verval weer vergroten. In tegenstelling tot de situatie bij de gebruikelijke "stuwcentrales was hier sprake van zeer grote omgevingsinvloeden op o.a. scheepvaart, drinkwaterwinning uit de Maas (Waal is vuiler dan Maas), hoogwaterbestrijdingsbelangen, etc., wat leidde tot enerzijds beperkende voorwaarden voor het gebruik van de centrale en anderzijds moeilijk bepaalbare kostenposten voor schade aan genoemde belangen. Naeen groffe kladberekening rees de verwachting dat de hele zaak verre van rendabel zou zijn, waarna besloten werd tot het berekenen van een bovengrens voor de rentabiliteit. De omvangrijke problematiek werd hanteerbaar gemaakt middels tal vanruwe aannames, die de meest gunstige situatie weergaven. Zelfs deze maximaal gunstige waarde voor de rentabiliteit bleek voor alle onderzochte varianten nog zo negatief te zijn, dat diepgaander onderzoek overbodig was. De onderzochte waterkrachtwinning is niet rendabel. Misschien liggen er nog mogelijkheden bij opname ervan in een multipurposeproject, waardoor kosten gedrukt kunnen worden (bijv. tweede Maas-Waal kanaal in de omgeving van Heerewaarden). Ondergetekende acht dit echter niet waarschijnlijk gezien de wel zeer ongunstige uitkomsten van zijn onderzoek.Civil Engineering and Geoscience

Parallel stroming in een geometrisch open filterconstructie: Een theoretische model voor de berekening van poriesnelheden en schuifspanningen

Deze studie moet worden opgevat als een vervolg op de publicaties van lkeya [4], Shimizu, Tsujimoto & Nakagawa (8] en Hoffmans [5], waarin de stroming in een poreus medium werd beschreven voor de situatie van een in principe oneindig dikke filterlaag grenzend aan een open waterloop met een uniform, stationair stroombeeld. Op basis van gelijksoortige modelleringen kwam uit al deze studies naar voren dat de gemiddelde watersnelheid in het poreus medium vanaf het grensvlak waterloop/filterlaag over een relatief korte afstand (globaal de helft van de maatgevende diameter van de korrels van het medium) zal dalen van de slipsnelheid op het grensvlak tot de zgn. 'seepage velocity', welke overeenkomt met de evenwichtsstroomsnelheid in het medium bij een gelijk verhang, maar dan zonder invloed van een aangrenzende waterloop. Deze bevindingen worden ook ondersteund door de resultaten van enkele modelproeven van Shimizu, Tsujimoto & Nakagawa [8], waarbij op verschillende hoogten in een filterlaag van glazen bollen de gemiddelde watersnelheden zijn bepaald uit de reistijd van zoutpulsen in het poreus medium tussen het punt van injectie en concentratiemeters benedenstrooms. lkeya [4] vermeldt ook nog enkele resultaten van proeven van Stephenson [22], welke een gelijksoortig beeld opleveren.Hydraulic EngineeringCivil Engineering and Geoscience

Probabilistische analyse van onzekerheden bij ontwerp en uitvoering van een enkellaagse geometrisch open filterconstructie in een open waterloop

In dit rapport worden de resultaten beschreven van een onderzoek naar de invloed van de diverse bij het ontwerp en de uitvoering van een enkellaagse geometrisch open filterconstructie aanwezige onzekerheden op de faalkans van de toplaag en de basislaag van de uiteindelijk gerealiseerde filterconstructie. De constructie bevindt zich hierbij in een open waterloop. Het onderzoek is uitgevoerd door de Technische Universiteit Delft, in opdracht van de Dienst Weg- en Waterbouwkunde van Rijkswaterstaat. Een belangrijke aanleiding voor dit onderzoek was gelegen in de verwarring met betrekking tot de formulering van een betrouwbaar theoretisch model voor het ontwerpen van dergelijke geometrisch open filterconstructies in een open waterloop. Tijdens een serie proeven [5] in een open stroomgoot van het Waterloopkundig Laboratorium was enkele jaren geleden al opgevallen dat de kritieke verhangen waarbij materiaal uit de basislaag begon te eroderen bij de proeven in de open stroomgoot in het algemeen veel kleiner waren dan bij vergelijkbare proeven in de filterbak van het WL. Dit verschil werd verklaard door te wijzen op de invloed van het vrije contact tussen de bovenkant van de toplaag en het water daarboven - bij een filterbakproef is dit contact immers afwezig. Als gevolg van het wet aanwezig zijn van dit contact zullen zowel de gemiddelde filtersnelheden in de toplaag als de fluctuaties in die filtersnelheden worden beïnvloed door de vrije stroming in de waterloop direct daarboven. De werkgroep, die destijds voor het CUR [3] op basis van de resultaten van genoemde serie proeven voor geometrisch open filterconstructies in open waterlopen een nieuwe ontwerpformule moest opstellen, ging ervan uit dat de doordringing van de gemiddelde snelheden vanuit de waterloop in de toplaag een randverschijnsel is dat alleen in het bovenste deel van de toplaagte merken is. Deze werkgroep weet het grote verschil in de kritieke verhangen geheel aan het effect van de doordringing van de momentane drukfluctuaties vanuit de turbulente grenslaag in de waterloop in de toplaag. Deze drukfluctuaties zouden onderin de toplaag aanleiding geven tot relatief grote momentane snelheidsfluctuaties, welke de hoofdoorzaak zouden zijn voor de erosie van het basismateriaal bij een geometrisch open filterconstructie in een open waterloop. Dit verschijnsel werd in de nieuwe, zogenaamde Bakker-Konter ontwerpformule [3] in rekening gebracht door het tijdsgemiddeld aanwezig verhang bij de beoordeling van de stabiliteit van de basislaag te vergroten met een vergrotingsfactor Co' waarvoor men een gemiddelde waarde 15 zou moeten aanhouden. Uit de analyse van de serie proeven [5] kwam echter ook naar voren dat er sprake was van een zeer grote spreiding: de modelparameter Co bleek bij de 15 proeven waarden tussen 1 en 100 aan te kunnen nemen. Een duidelijke verklaring werd hiervoor niet gegeven. Daarbij was de eindrapportage van onderzoek [5] nogal ingewikkeld geschreven, waardoor het rapport op zich al weinig toegankelijk was voor de mensen uit de dagelijks ontwerppraktijk. Als een gevolg van dit alles ontstond er verwarring over de inzichtelijkheid van de in de CUR-Ieidraad [3] gepresenteerde BakkerKonter formule. Daarbij gold nog als extra nadeel dat de Bakker-Konter formule was opgesteld voor stationaire, uniforme, relatief laag turbulente stroming in de waterloop, terwijl veel ontwerpsituaties voor stortebedden juist niet-uniforme, relatief hoog turbulente stroombeelden betreffen. Sommige onderzoekers die hadden meegewerkt bij de opstelling van de Bakker-Konter formule suggereerden dat men voor deze stroombeelden precies dezelfde formule kon hanteren, met een aangepaste waarde voor de modelparameter Co.Hydraulic EngineeringCivil Engineering and Geoscience

Ontmenging en variatie in laagdikte van granulaire materialen bij toepassingen in waterbouwkundige constructies

Dit rapport betreft het verslag van een studie naar de variatie in kwaliteit van granulaire materialen bij toepassingen in filterconstructies. De onderzochte kwaliteit betrof daarbij zowel de homogeniteit van het materiaal als de bij de uitvoering van lagen gerealiseerde laagdiktes. Als gevolg van ontmenging kan het materiaal in een constructie locaal te fijn of te grof zijn, hetgeen consequenties kan hebben voor het functioneren van de beschouwde constructie. Als gevolg van bijvoorbeeld onregelmatig bresgedrag van een stortschip kunnen de variaties in laagdikte zo groot worden dat problemen ontstaan voor de scheepvaart boven de laag (laag locaal veel te dik) of de laag niet goed functioneert als bodembescherming (laag locaal veel te dun). Al deze aspecten bepalen samen de totale kwaliteit. Het verschijnsel ontmenging is vooral kwantitatief in kaart gebracht. Met behulp van een reeds eerder opgestelde definitie voor het verschijnsel ontmenging kon de mate van ontmenging voor elke situatie worden uitgedrukt in een verhoudingsgetal, welk getal een maat is voor het verschil tussen de geconstateerde kwaliteitsvariatie en de statistisch te verwachten kwaliteitsvariatie. Hoe groter dit getal, hoe groter de mate van ontmenging. Met behulp van deze procedure kon op systematische wijze de mate van ontmenging worden bepaald voor diverse praktijkgevallen. Daarbij zijn diverse sorteringen (zowel fijn, licht als zwaar, ook diverse materialen) en diverse meetsituaties (direct na produktie, tijdens belading schepen, bij keuring scheepsladingen, in depots, in gerealiseerde (proef-)constructies) aan de orde gekomen. Uit het geheel van waarnemingen kon worden geconcludeerd dat ontmenging vrijwel alleen bij fijne sorteringen voorkomt. Bij de smallere lichte en zware sorteringen zijn nauwelijks sporen van ontmenging geconstateerd. De bij de fijne sorteringen geconstateerde mate van ontmenging was daarbij niet altijd even goed logisch te verklaren. Hoewel soms duidelijke redenen konden worden aangegeven voor sterk afwijkende waarden kon de mate van ontmenging ook sterk verschillen bij twee identieke meetsituaties met hetzelfde materiaal. Het materiaal bleek bij overslag en transport ook te kunnen hermengen. Dit betrof situaties waarin de mate van ontmenging voor overslag en transport reeds relatief groot was. De wijze van produktie (al dan niet samenstellen van sorteringen uit meerdere fracties, wijze van mengen van fracties) bleek meer invloed te hebben op de initiële mate van ontmenging dan de breedte van de geproduceerde sorteringen als geheel. De in gerealiseerde filterconstructies geconstateerde mate van ontmenging bleek voor alle sorteringen op een enkele uitzondering na telkens groter te zijn dan de mate van ontmenging die in depots of tijdens beladen of keuren van laadschepen werd geconstateerd. De maximale mate van ontmenging werd geconstateerd in een proefvak voor de filterconstructie van de stormvloedkering in de Nieuwe Waterweg. Naar aanleiding van deze metingen is het stortproces bij het bouwen van de werkelijke filterconstructie later aangepast.Hydraulic EngineeringCivil Engineering and Geoscience

Ontmenging van granulaire materialen bij toepassingen in waterbouwkundige constructies: Voorspelling en beoordeling van ontmengingsinvloeden in praktijksituaties

Het verschijnsel ontmenging is al sinds lang een bekend fenomeen bij ontwerpers en constructeurs van granuiaire constructies. Desalniettemin is nog altijd erg weinig bekend over de aard en de omvang van de gevolgen die het optreden van dit verschijnsel voor het functioneren van een constructie kan hebben. Tot op heden bleven de beschouwingen over ontmenging beperkt tot hoofdzakelijk kwalitatieve beschouwingen, waaruit voor de Nederlandse bouwwereld enkele praktische richtlijnen voor de uitvoering van granuiaire constructies voortkwamen. Numerieke schattingen voor effecten van ontmenging ontbreken echter. Deze studie is geschreven als eerste stap op weg naar een situatie waarin dergelijke numerieke schattingen wel tot de mogelijkheden zullen gaan behoren. Daarbij is ook aandacht besteed aan de mogelijke gevolgen van de effecten van ontmenging voor het functioneren van granuiaire constructies. Aangezien allereerst nog een goede, kwantificeerbare definitie van het verschijnsel ontmenging ontbrak is begonnen met de opstelling van een dergelijke definitie. Het verschijnsel ontmenging is in deze studie op zodanige wijze omschreven dat men met behulp van deze definitie tijdens een analyse van steekproefresultaten van meerdere monsters uit één partij stenen altijd binnen een zekere nauwkeurigheid kan vaststellen of in die partij wel of geen ontmenging is opgetreden. De niet door ontmenging veroorzaakte toevalsgebonden fluctuaties in kentallen worden daarbij als maatstaf gebruikt.Hydraulic EngineeringCivil Engineering and Geoscience

Comparison construction costs conventional rubblemound breakwaters/bermbreakwater

Given a harbour location and a wave-climate, two different types of rubble-mound breakwaters were designed. Using realistic quarry yield curves and prices for production, transport and constmction, the total costs of the conventional statically stable and dynamically stable bermbreakwater designs were compared to each other. This comparison led to the conclusion that differences in building costs strongly depend on the way the quarry yield is subdivided into different stone classes for both types of breakwaters. In order to satisfy the demand of the heaviest armour stone classes, overproduction for the lighter stone classes is inevitable. The extent of this overproduction had decisive influences in the comparison of total costs. Calculations for different transport distances between quarry and construction site showed only minor differences in the comparison of total costs of both types. The concept of dynamically stable bermbreakwaters appeared to provide great possibilities for considerable reductions of the overproduction in the quarry and the total costs. Realisation of maximum reductions yet requires advanced models for the treatment of the problem of longshore erosion with bermbreakwaters. More extensive research on this topic is recommended.Hydraulic EngineeringCivil Engineering and Geoscience

Identification of genetic variants associated with Huntington's disease progression: a genome-wide association study

Background Huntington's disease is caused by a CAG repeat expansion in the huntingtin gene, HTT. Age at onset has been used as a quantitative phenotype in genetic analysis looking for Huntington's disease modifiers, but is hard to define and not always available. Therefore, we aimed to generate a novel measure of disease progression and to identify genetic markers associated with this progression measure. Methods We generated a progression score on the basis of principal component analysis of prospectively acquired longitudinal changes in motor, cognitive, and imaging measures in the 218 indivduals in the TRACK-HD cohort of Huntington's disease gene mutation carriers (data collected 2008–11). We generated a parallel progression score using data from 1773 previously genotyped participants from the European Huntington's Disease Network REGISTRY study of Huntington's disease mutation carriers (data collected 2003–13). We did a genome-wide association analyses in terms of progression for 216 TRACK-HD participants and 1773 REGISTRY participants, then a meta-analysis of these results was undertaken. Findings Longitudinal motor, cognitive, and imaging scores were correlated with each other in TRACK-HD participants, justifying use of a single, cross-domain measure of disease progression in both studies. The TRACK-HD and REGISTRY progression measures were correlated with each other (r=0·674), and with age at onset (TRACK-HD, r=0·315; REGISTRY, r=0·234). The meta-analysis of progression in TRACK-HD and REGISTRY gave a genome-wide significant signal (p=1·12 × 10−10) on chromosome 5 spanning three genes: MSH3, DHFR, and MTRNR2L2. The genes in this locus were associated with progression in TRACK-HD (MSH3 p=2·94 × 10−8 DHFR p=8·37 × 10−7 MTRNR2L2 p=2·15 × 10−9) and to a lesser extent in REGISTRY (MSH3 p=9·36 × 10−4 DHFR p=8·45 × 10−4 MTRNR2L2 p=1·20 × 10−3). The lead single nucleotide polymorphism (SNP) in TRACK-HD (rs557874766) was genome-wide significant in the meta-analysis (p=1·58 × 10−8), and encodes an aminoacid change (Pro67Ala) in MSH3. In TRACK-HD, each copy of the minor allele at this SNP was associated with a 0·4 units per year (95% CI 0·16–0·66) reduction in the rate of change of the Unified Huntington's Disease Rating Scale (UHDRS) Total Motor Score, and a reduction of 0·12 units per year (95% CI 0·06–0·18) in the rate of change of UHDRS Total Functional Capacity score. These associations remained significant after adjusting for age of onset. Interpretation The multidomain progression measure in TRACK-HD was associated with a functional variant that was genome-wide significant in our meta-analysis. The association in only 216 participants implies that the progression measure is a sensitive reflection of disease burden, that the effect size at this locus is large, or both. Knockout of Msh3 reduces somatic expansion in Huntington's disease mouse models, suggesting this mechanism as an area for future therapeutic investigation