Bij de generieke analyse van het initiële mechanisme waarbij de toplaag van zetsteen instabiel wordt door langsstroming (ZTS)  kan gebruik gemaakt worden van standaard waterstandsverlopen. Omdat het verloop van de waterstand tijdens een storm verschilt per watersysteem zijn er standaard waterstandsverlopen per watersysteem gedefinieerd. In dit artikel wordt ingegaan op de voor de verschillende watersystemen te gebruiken standaard waterstandsverlopen.

Merk op dat bij de generieke analyse de per waterstand afgeleide golfcondities worden gekoppeld aan het waterstandsverloop.

Type watersysteem bij gebruik van Steentoets

Het type watersysteem bepaalt welk waterstandsverloop er binnen Steentoets wordt gehanteerd. De keuze voor het type watersysteem zoals dat aan Steentoets wordt opgegeven volgt uit Tabel 1. Bij elk type watersysteem hoort een standaard waterstandsverloop, dat door de software locatiespecifiek wordt gemaakt op basis van de ook op te geven waarden voor waterstand bij de norm, gemiddeld laagwater en gemiddeld hoogwater.

Bovenrivieren

Voor het verloop van de waterstand in dit watersysteem wordt aangenomen dat gedurende een periode van 12 uur de waterstand (en de hierbij behorende golfcondities) constant is.

Benedenrivieren of overgangsgebieden

Dit watersysteem kan worden onderverdeeld in vijf deelgebieden, zie Figuur 1. Deelgebieden 1 en 2 van dit watersysteem zijn stormgedomineerd. Voor deelgebieden 3, 4 en 5 geldt dat dat de afvoer dominant is voor bepaling van het waterstandsverloop.

Deelgebieden 1 en 2

Voor deelgebieden 1 en 2 kan de volgende formule gebruikt worden voor het construeren van het waterstandsverloop:

Waarin:

h waterstand ten opzichte van NAP (m)

h_toets waterstand met een jaarlijkse overschrijdingskans die getalsmatig gelijk is aan de bij de generieke analyse gebruikte terugkeertijd (NAP+m)

R_tij getijrange (m); het verschil tussen gemiddeld hoogwater GHW en laagwater GLW

t tijd ten opzichte van de top van de opzet (uur)

t_storm stormduur (uur)

Het verloop is symmetrisch ten opzichte van het moment t = 0, het moment waarop de bij de beoordeling te hanteren waterstand bereikt wordt. Dit wordt in de formule aangegeven met |t|, de absolute waarde van t. De stormopzetduur is 35 uur.

In Figuur 2 is een voorbeeld gegeven van het met de formule geconstrueerde belastingverloop. De situatie voor t< 0 is gelijk aan die voor t>0.

Deelgebieden 3, 4 en 5

Voor deelgebieden 3, 4 en 5 kan voor de waterstand hetzelfde verloop als voor het watersysteem Bovenrivieren gebruikt worden.

Oosterschelde

Voor de Oosterschelde wordt niet met een waterstandsverloop gerekend, maar wordt voor bepaalde waterstandsintervallen gerekend met een vaste belastingsduur:

• stilwaterlijn < piek waterstand < stilwaterlijn + 1,0 m: stormduur = 5 uur.
• stilwaterlijn + 1,0 m < piek waterstand < stilwaterlijn + 2,0 m: stormduur = 25 uur.
• stilwaterlijn + 2,0 m < piek waterstand < stilwaterlijn + 3,0 m: stormduur = 20 uur.

Westerschelde, Markermeer, Randmeren, Noordzee en Waddenzee en anders

Het waterstandsverloop bestaat voor deze gebieden uit een standaard verloop van de waterstandsopzet en een getijverloop. Het getijverloop is alleen relevant voor de kustwatersystemen. Het standaard verloop voor de opzet van de waterstand bestaat uit vier lineair op elkaar aansluitende takken:

1. Van de GWS aan het begin van de storm tot de maximale opzet minus 0,1 m op twee uur voor het tijdstip halverwege de storm.
2. Van de maximale opzet minus 0,1 m op twee uur voor het tijdstip halverwege de storm tot de maximale opzet op het tijdstip halverwege de storm.
3. Van de maximale opzet op het tijdstip halverwege de storm tot de maximale opzet minus 0,1 m op twee uur ná het tijdstip halverwege de storm.
4. Van de maximale opzet minus 0,1 m op twee uur ná het tijdstip halverwege de storm tot de GWS aan het eind van de storm.

Voor de watersystemen waar er sprake is van getij wordt het getijverloop hierop gesuperponeerd zodanig dat de piek van het getij samenvalt met de maximale opzet en daarmee overeenkomt met voor de generieke analyse te gebruiken waterstand.

Het getijverloop wordt beschreven met de gemiddelde getijamplitude GGA (=0,5(GHW-GLW).

Voor watersystemen zonder getij is het waterstandsverloop gelijk aan het opzetverloop.

De stormopzetduur ten opzichte van NAP die hoort bij het opzetverloop voor de Waddenzee is 45 uur.

Voor de overige watersystemen geldt een stormopzetduur van 35 uur.

In Figuur 3 is een voorbeeld gegeven van een waterstandsverloop voor watersysteem Waddenzee.

Watersystemen met meerpeildominantie

Voor een watersystemen waar sprake is van meerpeildominantie is het standaard waterstandsverloop mogelijk niet realistisch. Voor deze gebieden dient Steentoets de ingevoerde set met golfcondities anders te interpreteren. Voor gebieden waarbij de trage stochast dominant is en er sprake is een afnemende golfhoogte bij toenemende waterstand, wordt voorgesteld om twee berekeningen met Steentoets te maken en de resultaten te vergelijken.

Voor de eerste berekening wordt de normale werkwijze gehanteerd voor het uitvoeren van een analyse van de belasting en sterkte met Steentoets.

Bij de tweede berekening met Steentoets wordt een analyse van de belasting en sterkte uitgevoerd door in het werkblad ‘Toetsgolven’:

• de ‘waterstand bij de norm’ gelijk te stellen aan één van de waterstanden in de tabel met golfcondities, de waterstand h_i;
• voor het meerpeil te rekenen met het meerpeil behorende bij h_i ^[1] ; en
• voor elk waterstand in de tabel met golfcondities de golfcondities bij h_i in te voeren (gedurende de hele storm zullen de golfcondities dus constant zijn).

Met deze aangepaste werkwijze wordt voor alle waterstanden waarvoor golfcondities zijn bepaald een analyse van de belasting en sterkte uitgevoerd. De waterstand met de laagste stabiliteit (kleinste dikte-overschot) is maatgevend.

Het dikte-overschot, bepaald met de normale en aangepaste werkwijze, wordt vervolgens met elkaar vergeleken. Wanneer het maatgevende dikte-overschot dat berekend is met de aangepaste werkwijze leidt tot een andere score, kan worden geconcludeerd dat het door Steentoets gehanteerde verloop van invloed is op het oordeel van de betreffende steenzetting. In dat geval dient expertkennis aangewend te worden om na te gaan hoe tot een oordeel over betreffende steenzetting te komen.

De in Steentoets geïmplementeerde stormopzetduren ten opzichte van NAP zijn de stormopzetduren van de hydraulische randvoorwaarden uit 2006, de HR2006.

Verder wordt opgemerkt dat in Steentoets de voor het watersysteem Oosterschelde te hanteren belastingduur afhankelijk is van de waterstand. Dit wijkt af van het waterstandsverloop dat gebruikt wordt bij  gras- als asfaltbekledingen.

^[1] Als de golfcondities zijn bepaald met Hydra-NL volgt het meerpeil uit het hoofdillustratiepunt behorende bij de voor de betreffende waterstand bepaalde golfcondities. Wanneer de golfcondities met Riskeer zijn bepaald dient een schatting van het meerpeil gemaakt te worden.