Gemiddeld golfoverslagdebiet - Golfoverslag

Gemiddeld golfoverslagdebiet

Bij golfoverslag is de kruinhoogte lager dan de golfoploopniveaus van de hoogste golven. De parameter die dan in beschouwing moet worden genomen is de vrije kruinhoogte hk, zie figuur 17.

figuur 17: de vrije kruinhoogte bij golfoverslag

Dit is het hoogteverschil tussen de stilwaterlijn en de kruinhoogte. De kruinhoogte zelf kan gegeven zijn als de dijktafelhoogte hd, bepaald ten opzichte van bijvoorbeeld NAP. De kruinhoogte wordt bepaald ter plaatse van de buitenkruinlijn (en dus niet in het midden van de kruin). De dijktafelhoogte verminderd met de gecorrigeerde waterstand (ook ten opzichte van NAP) geeft dan de vrije kruinhoogte, hk, ook wel de golfoverslaghoogte genoemd. Zie verder ook de definities in paragraaf 1.2.

Golfoverslag wordt meestal gegeven als een gemiddeld debiet per strekkende meter breedte, q, bijvoorbeeld in m3/m per s of in l/m per s. De Leidraad Rivierdijken [TAW, 1989], geeft aan dat voor relatief zware zeegang, met golven van enkele meters hoog, de gehanteerde 2%-golfoploop een golfoverslagdebiet oplevert in de orde van 1 l/m per s. Dit wordt ongeveer 0,1 l/m per s bij lage golven, zoals in het rivierengebied. Gaat men ook in het ri- vierengebied uit van 1 l/m per s, dan levert dat een reductie op van de waakhoogte, overi- gens met inachtneming van de minimale waakhoogte van 0,50 m. De Leidraad zegt verder: “Welk criterium van toepassing is, hangt uiteraard ook af van de constructie van de dijk en de eventuele bebouwing. In bepaalde gevallen, zoals bij verdedigde kruin en binnenbelopen, kan soms 10 l/m per s worden aangehouden”. In de Leidraad wordt uitgegaan dat de vol- gende gemiddelde debieten maatgevend zijn voor erosie van het binnentalud:

• 0,1 l/m per s voor zandige grond met een slechte grasmat.

• 1,0 l/m per s voor kleiige grond met een redelijk goede grasmat.

• 10 l/m per s bij een kleibekleding en een grasmat volgens de eisen voor het buitentalud of bij een bekledingsconstructie.

Onderzoek is gaande om de relatie tussen overslag en de hoedanigheid van het binnentalud beter te onderbouwen. In de Leidraad Toetsen op Veiligheid [TAW, 1999-1] wordt ook een methode gegeven.

De golfoverslag kan in twee formules worden beschreven die op elkaar aansluiten. Eén voor brekende golven (γbξ0 < ≈ 2), waarbij de golfoverslag toeneemt bij toenemende brekerparameter ξu, en één voor het maximum dat wordt bereikt bij niet-brekende golven (γbξ0 > ≈ 2).

Figuur 18 geeft een voorbeeld van uitwerking van de golfoverslagformules. Net als bij golf- oploop is op de horizontale as de brekerparameter ξ0 uitgezet. In plaats van de relatieve golfoploop staat nu de dimensieloze golfoverslag op de verticale (logaritmische) as. Er zijn drie lijnen gegeven en wel voor drie verschillende relatieve kruinhoogtes hk/Hm0 (één-, tweeen driemaal een golfhoogte boven SWL). In het voorbeeld van figuur 18 is uitgegaan van een 1:3 glad en recht talud, bij loodrechte golfaanval.

figuur 18: golfoverslag als functie van de brekerparameter (talud 1:3)

De golfoverslagformules zijn exponentiële functies met de algemene vorm:

De coëfficiënten a en b zijn daarbij nog functies van de golfhoogte, taludhelling, brekerpa- rameter en de invloedsfactoren die in paragraaf 2 zijn gegeven. De volledige formules luiden:

waarin:

Het dimensieloze golfoverslagdebiet  en de relatieve kruinhoogte hk/Hm0 zijn beide gerelateerd aan de brekerparameter en/of de taludhelling. Om de invloed van verschillende omstandigheden in rekening te brengen, wordt de dimensieloze kruinhoogte schijnbaar ver- hoogd door te delen door de invloedsfactoren γb, γf, γβ, γv die in paragraaf 2 zijn beschreven. Op een enkele uitzondering na, die in deze paragraaf wordt beschreven, gelden dus de formules van paragraaf 2 voor de invloedsfactoren.

Beide ontwerpformules 22 en 23 zijn in grafiekvorm weergegeven in figuren 19 en 20. Het dimensieloze golfoverslagdebiet op de verticale as in figuur 19 wordt gegeven door:

en de dimensieloze kruinhoogte door: