Algemeen - Golfoploop

Algemeen

Dijken in Nederland hebben een tamelijk flauw buitentalud, meestal flauwer dan 1:2. Een dijk bestaat uit een teenconstructie, een buitentalud met vaak een berm, een kruin met een bepaalde breedte en een buiten- en binnenkruinlijn, en een binnentalud (zie figuur 1).

Bij het ontwerpen of toetsen van een dijk hangt de kruinhoogte niet alleen af van golfoploop of golfoverslag. Er dient ook rekening gehouden te worden met een referentiepeil, lokale opwaaiing en buistoten/oscillaties of seiches (leidend tot de gecorrigeerde waterstand), zetting/klink en een verhoging van de waterstand door zeespiegelstijging (nu hoogwaterstijging genoemd).

figuur 2: aspecten van belang bij berekening of toetsing van de dijkhoogte

De aanleghoogte van de kruin is samengesteld uit de volgende bijdragen, zie ook de Leidraad Zee- en Meerdijken [TAW, 1999-2]:

De bijdragen (a) tot en met (d) zijn niet beïnvloedbaar. Bijdrage (e) is wel beïnvloedbaar. Bijdrage (f) is mede afhankelijk van het buitentalud. Dit kan uit verschillende materialen be- staan, zoals een asfaltlaag, een cementbetonnen dijkbekleding (steenzetting) of gras op een kleilaag. Een combinatie is ook mogelijk. De taluds zijn niet altijd recht en het boven- en ondertalud hebben niet altijd dezelfde helling als er een berm is toegepast. Het ontwerp van de bekledingslaag wordt niet in dit rapport behandeld. Wel worden de aspecten met be- trekking tot bermen, taluds en ruwheid van het talud besproken voor zover deze invloed hebben op golfoploop en golfoverslag.

In dit rapport wordt zoveel mogelijk de notatie voor symbolen gebruikt die overeenkomt met de Leidraad Rivierdijken [TAW, 1989]. Alleen voor de golfhoogte en golfperiode wordt de aanbevolen internationale symbolenlijst aangehouden. Dit betekent dat de significante golfhoogte wordt geschreven als Hm0, de gemiddelde golfperiode als Tm, en de spectrale pe- riodemaat als Tm-1,0. Verder wordt in de Leidraad voor de invloed van een berm en/ of scheve golfaanval de gecombineerde invloedsfactor γB gebruikt. In dit verslag worden de twee in- vloeden gescheiden in γb voor de berminvloed en γβ voor de invloed van de hoek van golf- aanval.

De relatieve oploop wordt gegeven door z2% / Hm0. De golfhoogte Hm0 geldt ter plaatse van de teen van de constructie, overigens net als de periode Tm-1,0. De bovengenoemde Leidraad geeft in paragraaf 5 hoe de golfrandvoorwaarden, waaronder de golfhoogte, kunnen wor- den bepaald. Voor toetsing worden de randvoorwaarden in de Hydraulische Rand- voorwaarden [RWS, 2001] gegeven. Deze moeten mogelijk worden omgerekend naar de hier gebruikte parameters.

De relatieve oploop wordt meestal gegeven als een functie van de surf similarity parameter, of brekerparameter, die wordt gedefinieerd door:

met:

Bij een golfspectrum kunnen verschillende golfperioden worden gedefinieerd. Dit zijn naast de genoemde spectrale periode Tm-1,0, onder andere de piekperiode Tp(de periode die de piek van het spectrum geeft), de gemiddelde periode Tm(berekend vanuit het spectrum of vanuit het tijdsignaal) en de significante periode T1/3(het gemiddelde van het hoogste 1/3 deel van de golfperioden). Er geldt dat de verhouding Tp/ Tmmeestal ligt tussen 1,1 en 1,25 en dat Tpen T1/3vrijwel aan elkaar gelijk zijn. In de Leidraad Rivierdijken [TAW, 1989] wordt een verhouding aangehouden: Tm= T1/3/ 1,15.

Zoals in paragraaf 1 is beschreven is de spectrale periode Tm-1,0een nieuwe parameter op het gebied van golfrandvoorwaarden. Voor een eventuele omrekening van een bekende piekperiode bij een enkeltoppig spectrum op niet al te ondiep water (geen “platgeslagen” spectrum), naar de spectrale periode kan gebruik worden gemaakt van de volgende relatie:

Bij ξ0< 2 à 2,5 breken de golven op het talud. Dit is meestal het geval bij taluds van 1:3 en flauwer. Voor grotere waarden van breken de golven niet meer op het talud. In dat geval zijn de taluds vaak steiler dan 1:3 en/of worden de golven gekarakteriseerd door een kleine golfsteilheid (bijvoorbeeld deining). Bij (zeer) zwaar breken op een ondiep voorland worden ook grote waarden van ξ0 gevonden. Dit komt omdat de golfhoogte sterk reduceert, terwijl dit bij de golfperiode niet het geval is, waardoor in sommige gevallen een heel erg kleine golfsteilheid wordt gevonden.