Oeverstabiliteit in zandwinputten: Rekenmodel HMBreach

In de “Blik op de toekomst” van de CUR commissie C130 is gesteld dat kennisontwikkeling in de komende jaren zich zou moeten richten op de volgende doeleinden: - verbetering van de kwantificering van de invloed van baggermaterieel en baggermethode op de taludvorming, dus ook op de inscharing, als functie van de grondopbouw, waardoor onzekerheden omtrent het winproces worden teruggedrongen - reductie van de onzekerheid over de vraag of een eenmaal gevormd steil talud in vastgepakt zand stabiel is onder alle omstandigheden of dat onbeheerste bresvorming ook kan ontstaan door natuurlijke oorzaken. Dit kan bereikt worden door een verdere ontwikkeling en integratie van de geotechnische deelmodellen voor verweking van GeoDelft en de hydraulisch-morfologische modellen voor bresvorming van WL | Delft Hydraulics. Deze rekenmodellen worden thans reeds toegepast voor de adviespraktijk door WL | Delft Hydraulics en GeoDelft. Op het “Mini-symposium” van 15 februari 2006 is besloten dat dit de meest kansrijke methode is om gezien budget en tijd op korte termijn resultaten te bereiken. In het kader van Delft Cluster is reeds in een gezamenlijk rapport opgesteld in 2003 aangeduid hoe deze numerieke modellering zou kunnen worden verwezenlijkt. In het huidige Delft Cluster is een koppeling en integratie van de rekenmodellen voorzien. Op een gefaseerde wijze zal dit numerieke model worden opgeleverd en uitgebreid tot een model dat gevalideerd is en geschikt is voor gebruik in de adviespraktijk door de participanten in het Delft Cluster onderzoek

Oeverstabiliteit bij verdieping waterbodems: Rekenmodel HMBreach

Dit rapport betreft de eindrapportage van Delft Cluster project WP 04 43 11, Stabiliteit Oevers bij verdieping Waterbodem, in Ontwikkeling Wetlands, dat vier jaar heeft gelopen en thans is afgerond met budgetten in het kader van BSIK en eigen “matching” speurwerk van Deltares. In het verleden is in het kader van het onderzoek Storten van Zand voor RWS Deltadienst en CSB Combinatie Speurwerk Baggertechniek in de jaren ’70 tot ’90 bij Deltares veel kennis en ervaring opgedaan op het gebied van zand-watermengsel stromingen en erosieprocessen in zand en slib. Deze kennis is verder ontwikkeld en toegepast op het gebied van baggeren, turbidity currents in submarine canyons en stabiliteit onderwaterhellingen van zandwinputten. Kenmerkend is het terugschrijdend erosieproces langs een zandtalud, bressen genoemd, dat een zandwatermengselstroom als dichtheidsstroom voedt. Hiervoor is het rekenmodel HMBreach ontwikkeld. Aanverwante vakgebieden zijn oever- en bankerosie, terugschrijdende erosie (head-cut erosion) en specifiek voor waterkeringen, bresgroei bij dijkdoorbraak en stabiliteit vooroevers. Op het gebied van oeverstabiliteit zandwinputten is in 2001 door WL | Delft Hydraulics een studie voor de Provincie Overijssel uitgevoerd (Z3014) waaruit naar voren kwam dat veel opgetreden oeverinscharingen te wijten zijn aan een onbeheerst bresproces, zie bijv. foto 1. Tot voor kort was bij onderwatertaluds alleen een analyse op gevoeligheid voor zettingsvloeiing gebruikelijk. Dit heeft geresulteerd in een beleidsnotitie van de Provincie Overijssel waarin specifieke analyse van de taludhellingen en de werkwijze tijdens het zandzuigen wordt aanbevolen, gebruik makend van het rekenmodel van WL | Delft Hydraulics. In het rapport van WL | Delft Hydraulics werd voorgesteld een landelijke aanbeveling op te stellen voor ontwerp en beheer van oevers van zandwinputten. Dit heeft geresulteerd in de CUR aanbeveling 113 die is opgesteld in samenwerking met vergunningverleners, zandwinners en consultants, GeoDelft en WL | Delft Hydraulics, 2008. Daarnaast is in kader van Delft Cluster een verder onderzoek gestart, WP 04 43 11, waarbij Deltares het rekenprogramma HMBreach heeft ontwikkeld en aan de participanten beschikbaar gesteld. Dit rapport vormt achtergrond, documentatie en handleiding van het rekenmodel HMBreach. Het rekenmodel, evenals dit rapport is opgesteld door Dick R. Mastbergen, de software in C# is verder ontwikkeld bij WL | Delft Hydraulics en Deltares door Rob Brinkman en Anouar Manders

Ontgronding bij persleidingbreuk

De proefresultaten van het experimentele onderzoek naar de ontgrondingskuilafmetingen bij persleidingbreuk, M1007, [3], alsmede een aantal praktijkgevallen zijn opnieuw geanalyseerd. Daartoe moesten een aantal grootheden opnieuw berekend worden uit de gearchiveerde meetgegevens. Er zijn een aantal dimensieloze parameters afgeleid, gebaseerd op onder meer het hydraulisch vermogen en de impulsflux van de uitstromende straal en de gatdiameter. Met behulp van een regressieanalyse is een verbeterde correlatieformule voor de ontgrondingsbreedte bepaald, met in achtneming van een veiligheidsmarge van 5%. De ontgrondingslengte is direct gekoppeld aan de breedte. De mate waarin is ook onderzocht en blijkt afhankelijk van de geometrie van leiding en gat. De afgeleide nieuwe formules geven voor de beschikbare metingen een meer betrouwbare voorspelling van de afmetingen dan de oude. De macht van de uitstroomsnelheid in de gevonden correlatieformule voor de kuilbreedte geeft aan, dat waarschijnlijk zowel de impulsflux als het hydraulisch vermogen van invloed zijn, mogelijk in verschillende stadia van het ontgrondingsprocesTAW/EN

Large scale sand liquefaction flow slide tests revisited

Massive failure of submerged slopes form a major threat for many dikes along estuaries in the Netherlands, the subsoil of which consists of alternating layers of loosely packed and more densely packed sand. Static liquefaction in the loosely packed sand plays an important role. Insufficient knowledge is available to predict the flow of sand and the retrogression of the instability after initial liquefaction. Liquefaction flow slides have been studied during an extensive experimental research program in the period 1973 - 1977 on behalf of the design of the storm surge barrier in the Oosterschelde estuary. Results of this program are revisited to learn about the response of a loosely packed sand layer to a local instability. The program included more than a hundred of tests in a large and medium sized flume that were filled with sand. Each sand body had a horizontal surface and a slope as boundaries. A remarkable difference was observed between the tests in which retrogressive liquefaction flow slides did and those where such slides did not occur. This may be quite relevant for the understanding of flow slides in natural slopes with pockets of loosely packed sand. The test set-up, measurements and main results of the large scale tests are described in this paper