Interpolaties tussen taluds, bermen, voorlanden en verschillende ruwheden - Golfoploop

Interpolaties tussen taluds, bermen, voorlanden en verschillende ruwheden

In paragraaf 1.2 zijn definities gegeven van een talud, een berm en een voorland. Voor de gegeven definities zijn de golfoploop- en golfoverslagformules geldig. Voor een dijkprofiel dat niet volledig aan de definities beantwoordt, kan via interpolatie de oploop of overslag worden vastgesteld. Deze paragraaf geeft enkele van deze procedures. Verder kan een talud bestaan uit taluddelen met verschillende ruwheden. Ook hier worden procedures voor gegeven.

Talud tussen 1:8 en 1:15

Een talud is gedefinieerd tot een helling van 1:8. Een berm mag niet steiler zijn dan 1:15, waar- bij dan de feitelijke helling van de berm geen invloed meer heeft. Doorgaande taluds tussen 1:8 en 1:15, dus zonder steilere taluddelen, kunnen in eerste instantie als een normaal talud wor- den behandeld, maar de betrouwbaarheid van de resultaten is minder dan bij steilere taluds.

Taluds of taluddelen met een helling tussen 1:8 en 1:15 en met een horizontale lengte die beperkt is tot hooguit 0,25• L0, zitten wat betreft de definitie precies tussen een talud en een berm in. Het bepalen van de oploop gaat dan als volgt, zie ook figuur 15:

• Trek vanaf de voorkant van het flauwe taluddeel (de zeewaartse zijde) het profiel door met een helling 1:8, tot het oorspronkelijke boventalud wordt gesneden.
• Bepaal de oploop/overslag met het 1:8 talud als ware het een geknikt talud.
• De 1:15 berm wordt ook vanaf de voorkant van het flauwe taluddeel getrokken. Aangezien de berm flauwer is dan het flauwe talud, wordt altijd een snijpunt gevon- den met het aanliggende taluddeel boven het flauwe talud als dit naar beneden wordt doorgetrokken. Maak daarna de berm horizontaal volgens figuur 11.
• Bepaal de oploop/overslag als ware het een talud met een berm. (Pas op: indien er een berm volgt, of er een berm voorafgaand aan het talud ligt, moeten de bermen worden samengetrokken en bekeken worden of de totale horizontale breedte niet groter is dan 0,25.L0. Is dit wèl het geval, dan dient het desbetreffende geschematiseerde talud te worden berekend met de procedure “berm breder dan 0,25.L0”).
• Interpoleer met de gemiddelde taludhelling (tan) als parameter tussen de twee boven gevonden waarden:

waarin z2% de waarde van de oploop is. De procedure voor golfoverslag is gegeven in para- graaf 3.3.

figuur 15: bepaling talud en berm bij een taluddeel met een helling tussen 1:8 en 1:15

Berm breder dan 0,25.L0

Als een berm (veel) breder is dan een kwart van de golflengte zal de invloedsfactor uiteindelijk kleiner worden dan de in paragraaf 2.6 gestelde minimale waarde van γb= 0,6. Daarom is ook een eis gesteld aan de maximale breedte van de berm. Golven op een voorland moeten vol- doende lengte hebben om zich aan de voorlanddiepte aan te passen. Daarom is aan een voor- land de eis gesteld dat deze minimaal een golflengte lang is. Een berm die langer is dan 0,25.L0, maar korter dan 1.L0, zit dus precies tussen de definitie van een berm en een voor- land in. De oploop en overslag kunnen dan via interpolatie worden bepaald.

Figuur 16 geeft een schematisch voorbeeld van hoe het werkelijke profiel wordt omgezet naar een berm met een breedte van een kwart golflengte en naar een voorland met een lengte van een hele golflengte.

figuur 16: bepaling voorland en berm bij een taluddeel met een lengte groter dan 0,25.L0

De verdere procedure is dan:

• Bepaal de golfoploop bij een berm met een lengte van 0,25.L0
• Bepaal de golfoploop bij een voorland dat is doorgetrokken volgens figuur 16 tot een lengte van 1.L0. Dit betekent dat de significante golfhoogte ter plaatse van de nieuwe teen van de constructie moet worden bepaald. In dit geval is de nieuwe teen van de construc- tie het begin van het talud boven het voorland. Als eenvoudige vuistregel kan worden uit- gegaan van: Hmo ≤ 0,5 . h. Als de oorspronkelijke Hm0kleiner is dan de halve waterdiepte, dan blijft Hm0ongewijzigd. In het andere geval wordt Hm0gelijk aan de halve waterdiepte. Met behulp van de berekende lagere golfhoogte moet de golfoploop op het boventalud worden berekend. De golfperiode en de hoek van golfaanval blijven ongewijzigd.
• Interpoleer tussen de twee gevonden golfoploophoogtes met B/L0 als parameter:

• Als de “te lange” berm erg hoog ligt, bijvoorbeeld boven de stilwaterlijn, dan kan z2%,voorlandgelijk worden verondersteld aan de achterkant van de berm (het begin van het boven- talud).

Bovengenoemde procedure geldt alleen voor de golfoploop. Bij golfoverslag moet een in- gewikkelder procedure worden gevolgd en deze is in paragraaf 3.3 gegeven. Bij golfoverslag is het namelijk mogelijk dat bij de schematisatie tot een voorland er helemaal geen overslag plaatsvindt omdat de golfhoogte mogelijk in dat geval sterk reduceert. Interpolatie is dan niet meer mogelijk.

Taluds met samengestelde ruwheid

Het zal niet altijd voorkomen dat ruwheid op een talud over het gehele talud voorkomt. Vaak zal het maar over een deel zijn. De invloedsfactor geldt dan wel voor dat taluddeel, maar dit is dan niet de invloedsfactor die in de golfoploop- of golfoverslagformules mag worden toe- gepast. Met name bij een geautomatiseerde berekening kan per taluddeel een invloedsfactor voor ruwheid worden meegegeven, maar voor de berekening van golfoploop of overslag moet een gewogen invloedsfactor worden bepaald. Uit met name Pools onderzoek, in op- dracht van de Rijkswaterstaat en in navolging van onderzoek in Nederland, kon een proce- dure worden vastgesteld om deze gewogen invloedsfactor voor ruwheid te bepalen [WL, 1997-2].

Het blijkt dat ruwheid die alleen onder de stilwaterlijn is aangebracht geen enkel effect heeft en dat in zo’n geval met een glad talud moet worden gerekend. Als ook boven de stilwaterlijn ongeveer een zelfde ruwheid bestaat dan kan het gewogen gemiddelde worden bepaald over het talud dat ligt tussen 0,25.z2%,gladonder en 0,5•z2%,gladboven de stilwaterlijn. Hierbij is z2%,gladde golfoploop op een glad talud, met overigens inachtneming van een eventuele invloed ten gevolge van scheve golfaanval en bermen. Ruwheid boven SWL+0,5.z2%,glad heeft dus niet of nauwelijks effect.

Bovenstaande procedure kan leiden tot een discontinuïteit in het geval de ruwheid vanaf SWL onder water ligt (dus geen invloed). Indien de ruwheid tot even boven SWL doorgetrokken wordt, dan vindt er volledige verrekening plaats (invloed over 0,25. z2%,gladover het gedeelte onder water). Daarom wordt de volgende extra voorwaarde gegeven bij ruwheid boven en onder de stilwaterlijn: de in rekening te brengen invloedsfactor onder de waterlijn mag nooit kleiner zijn dan de invloedsfactor boven de waterlijn.

Het wegen van de verschillende invloedsfactoren gebeurt door de lengtes van de betreffende taluddelen (tussen SWL- 0,25.z2%,gladen SWL+ 0,5.z2%,glad) erbij te betrekken. Stel dat binnen boven gestelde grenzen drie taluddelen bestaan met lengtes L1, L2en L3en invloedsfactoren voor de ruwheid van respectievelijk γf,1, γf,2en γf,3, dan wordt het gewogen gemiddelde:

Doordat ruwheid maar in een beperkt gebied effectief is, kan de volledige invloed bereikt worden door alleen in dit gebied ruwheid aan te brengen. De eventuele kosten kunnen daarmee kleiner zijn dan wanneer over het hele talud deze ruwheid wordt aangebracht.

Bermen in elkaars verlengde met verschillende ruwheden

Als twee bermen vrijwel in elkaars verlengde liggen verdient het aanbeveling de bermen samen te voegen tot één lange berm. Indien de ruwheden van deze twee bermen verschillen, moet voor de nieuwe berm de gewogen ruwheid worden berekend: