Golfhoogte
In de rekenmethodes wordt uitgegaan van de significante golfhoogte Hs aan de teen van het talud. In sommige publicaties wordt deze golfhoogte aangeduid met Hst. Voor brekende golven is de significante golfhoogte per definitie gelijk aan het gemiddelde van het hoogste
1/3 deel van de golven. Voor niet-brekende golven op relatief diep water is de significante golfhoogte gelijk aan de hoogte die door 13,5% van de golven wordt overschreden. In de praktijk wordt Hs gelijk gesteld aan Hmo, die berekend wordt uit het energiedichtheidsspectrum.
De golfhoogte speelt een rol in de volgende beoordelingssporen:
- toplaaginstabiliteit onder golfaanval: alle niveaus;
- afschuiving: alle niveaus;
- materiaaltransport (vanuit ondergrond én granulaire laag): gedetailleerd;
- erosie van de onderlagen.
Voor alle mechanismen geldt vanzelfsprekend dat een grotere golfhoogte leidt tot een grotere belasting.
Uit de golfhoogte, de golfperiode en de taludhelling kan de brekerparameter 0p worden berekend die als belastingparameter wordt gebruikt in sommige rekenmethodes. Uit de golfhoogte, de hoogte van de toplaagelementen en de dichtheid van de toplaagelementen volgt de verhouding Hs/D, die een belangrijke rol speelt in de rekenmethode voor toplaaginstabiliteit.
Golfperiode
In de meeste van de behandelde rekenmethodes wordt uitgegaan van de piekperiode Tp. Tp is per definitie de golfperiode die hoort bij de top van het golfspectrum (dus bij de golven met de grootste energiedichtheid), aan de teen van het talud.
In sommige gevallen, bijvoorbeeld in de regels van Van der Meer voor breuksteenoverlaging, speelt ook de gemiddelde golfperiode Tm een rol. Tm is 10 à 30% kleiner dan Tp; de exacte verhouding hangt af van de vorm van het golfspectrum. Hetzelfde geldt voor de spectrale golfperiode Tm-1,0.
Golflengte
In de rekenregels wordt meestal gebruikgemaakt van de theoretische golflengte op diep water L0 met de lokale golfperiode. Deze is gedefinieerd als L0 = gT2/2π. De theoretische diepwatergolflengte die hoort bij de piekperiode Tp wordt aangeduid als Lop.
Een afgeleide parameter is de golfsteilheid s, gedefinieerd als Hs/L. De golfsteilheid speelt een rol in de brekerparameter.
Golfinvalshoek
De golfinvalshoek β is gedefinieerd als de hoek tussen de invalsrichting van de golven en de normaal op de dijk. Bij loodrechte inval is de golfinvalshoek β dus gelijk aan 0.
Toetspeil
Het Toetspeil speelt in de toetsing van dijkbekledingen geen directe rol als belastingparameter, maar wel een indirecte rol omdat het de hoogste waterstand is waarmee in de toetsing rekening wordt gehouden.
Daarnaast bepaalt de ligging van de bekleding opzichte van het Toetspeil op welke mechanismen moet worden getoetst.
Stromingsbelasting
Het gaat hier om stroming langs een bekledingen (zoals bij een rivierdijk of -oever) of over een steenzetting (zoals bij een krib of havendam). Een bekleding kan ook op stroming worden belast door golfoploop (bovenin het talud van een zeedijk), maar de parameters van die belasting volgen uit de golfparameters zoals eerder gedefinieerd.
In de ontwerpberekeningen wordt gebruikgemaakt van de diepte-gemiddelde stroomsnelheid ter plaatse van de teen van het talud.
In de praktijk wordt aangenomen dat een bekleding niet tegelijk door extreme golven en extreme stroming wordt belast. Er is geen methode beschikbaar voor situaties met een combinatie van deze twee belastingen. In de praktijk wordt alleen rekening gehouden met stromingsbelasting als de maatgevende golfbelasting zeer laag is, bijvoorbeeld in geval van rivierdijken of -oevers. Wél kan bij het berekenen van maatgevende golfbelasting rekening worden gehouden met de invloed van stroming daarop. Als deze situaties zich voordoen, is in het algemeen nadere specialistische studie nodig.
Voor de maatgevende stroomsnelheden worden niet op landelijk niveau toetswaarden vastgesteld, dus daarop kunnen de ontwerpcondities niet worden gebaseerd. De maatgevende waarden kunnen bijvoorbeeld worden gebaseerd op tweedimensionale stromingsberekeningen.
Dichtheid water
In de methoden wordt gewerkt met de relatieve dichtheid van de toplaagelementen, de parameter Δ . Definitie: Δ= (Pte - Pw) / Pw.
|
met:
|
|
|
Δ
|
=
|
relatieve dichtheid
|
[-]
|
|
Pte
|
=
|
dichtheid van de toplaagelementen
|
[kg/m3]
|
|
Pw
|
=
|
dichtheid van water
|
[kg/m3]
|
Een grotere dichtheid van water leidt tot een kleinere relatieve dichtheid van de toplaagelementen en is daardoor ongunstig.
In de praktijk wordt alleen onderscheid gemaakt tussen zout water (1025 kg/m3) en zoet water (1000 kg/m3). De wijze van bepaling is niet relevant voor deze parameter.
Brekerparameter
Uit de golfhoogte, de golfperiode en de taludhelling kan de brekerparameter ξ worden berekend, die als belastingparameter wordt gebruikt in verschillende rekenmethodes:
ξop = tanα/√(Hs/Lop)
|
met:
|
|
|
ξop
|
=
|
brekerparameter
|
[-]
|
|
α
|
=
|
gemiddelde taludhelling
|
°
|
|
Hs
|
=
|
significante golfhoogte
|
[m]
|
|
Lop
|
=
|
golflengte op diep water (gTp2/(2π))
|
[m]
|
In de rekenregels voor steenzettingen wordt vaak de brekerparameter ξop gebruikt. Dit is de brekerparameter gebaseerd op de golflengte L0p: de theoretische golflengte op diep water die hoort bij de piekperiode Tp. In de rekenregels volgens Van der Meer (in deze Handreiking van
belang voor Noorse steen en breuksteenoverlaging) komt de brekerparameter ξm voor, gebaseerd op de golflengte L0m die hoort bij de gemiddelde golfperiode Tm.
Golfoploopniveau
Het golfoploopniveau z2% is de verticale afstand ten opzichte van de stilwaterstand die door 2% van de golven wordt overschreden op een fictief oneindig talud met de helling gelijk aan de gemiddelde helling van het werkelijke buitentalud. Een eenvoudige benadering van de waarde van z2% voor dijken zonder berm kan worden geschat met de formule: z2% =
1,75Hsξop. Een nauwkeurige waarde kan bepaald worden met PC-overslag.
