Invloed van hoek van golfaanval - Golfoploop

Invloed van hoek van golfaanval

De hoek van golfaanval β wordt gedefinieerd als de hoek die de voortplantingsrichting van de golven maakt met de normaal van de lengte-as van de dijk, zie figuur 9. Loodrechte golfaanval wordt dus gegeven door β = 0°. De hoek van golfaanval is de hoek na eventuele bijdraaiing van de golven over het voorland door refractie.

De invloedsfactor voor de hoek van golfaanval wordt gegeven door γβ. Tot voor kort was weinig onderzoek bekend dat was uitgevoerd met scheve golfaanval. En het onderzoek dat bekend was, had betrekking op langkammige golven. Langkammige golven hebben geen richtingsspreiding. De golfkammen liggen daarom evenwijdig aan elkaar. Bij model- onderzoek met langkammige golven is de golfkam net zo lang als de golfmachine en zijn de golfkammen onderling evenwijdig. In de natuur zijn de golven kortkammig. Dat wil zeggen dat de golfkammen een bepaalde lengte hebben en de golven een bepaalde hoofdrichting. De individuele golven hebben een richting rondom deze hoofdrichting.

figuur 9: definitie hoek van golfaanval

De mate van variatie rondom deze hoofdrichting (richtingspreiding) kan worden beschreven door een bepaalde spreidingsmaat. Alleen lange deining, bijvoorbeeld vanuit de oceaan, heeft zulke lange kammen dat inderdaad bijna van langkammige golven gesproken kan wor- den. Een golfveld met harde wind is kortkammig.

In Van der Meer en De Waal [WL, 1990] wordt een onderzoek beschreven naar golfoploop en golfoverslag, waarbij de invloed van scheve inval en richtingspreiding is bekeken. Figuur 10 geeft de samenvatting van het onderzoek weer zoals dit is verwoord in Van der Meer en De Waal [WL, 1993-2]. De invloedsfactor γβis uitgezet tegen de hoek van golfaanval, |β|.

Langkammige golven veroorzaken tussen 0º < |β| < 30º vrijwel dezelfde golfoploop als bij loodrechte golfaanval. Daarna daalt de invloedsfactor vrij snel tot ongeveer 0,6 bij 60º. Bij kortkammige golven heeft de hoek van golfaanval duidelijk minder invloed. Dit komt voor- namelijk omdat binnen het golfveld de individuele golven afwijken van de hoofdrichting β. Voor zowel golfoploop als golfoverslag (paragraaf 3) daalt bij kortkammige golven de invloedsfactor lineair naar een bepaalde waarde bij ongeveer 80º à 90º. Dit is γβ= 0,8 voor de 2%-golfoploop en 0,7 voor de golfoverslag. Voor strijkgolven is de invloedsfactor dus minimaal 0,7 à 0,8 en niet 0,6 zoals bij langkammige golven werd gevonden.

Aangezien een golfveld onder stormcondities als kortkammig kan worden beschouwd, wordt aanbevolen de lijnen in figuur 10 voor kortkammige golven aan te houden.

figuur 10: invloedsfactor γβ voor de hoek van golfaanval met meetpunten voor oploop bij kortkammige golven

figuur 10: invloedsfactor γβ voor de hoek van golfaanval met meetpunten voor oploop bij kortkammige golven

Voor de 2%-golfoploop en voor de golfoverslag gelden verschillende invloedsfactoren bij scheve golfaanval. Dit komt omdat de golfenergie per strekkende meter constructie die bij scheve golfaanval inkomt kleiner is dan bij loodrechte golfaanval. De golfoverslag wordt gedefinieerd als een debiet per strekkende meter constructie terwijl de oploop niet van de constructielengte afhangt.

De lijnen in figuur 10 voor kortkammige golven worden voor gebruik aanbevolen en kun- nen worden beschreven door de volgende formules:

Voor de 2%-golfoploop bij kortkammige golven geldt:

Voor golfoverslag bij kortkammige golven geldt:

In de praktijk kan het voorkomen dat golven onder hoeken groter dan 80inkomen of dat zelfs de golfrichting aflandig is. Uiteindelijk moet dan de golfoploop en golfoverslag tot nul reduceren. Er is gekozen om de golfhoogte en periode aan te passen en niet de invloeds- factor. Indien 80º < |β| ≤110º worden de golfhoogte Hm0en de golfperiode Tm-1,0aangepast op de volgende manier:

Indien 110º < |β| ≤180º wordt Hm0= 0. Dit geeft als resultaat dat de golfoploop en de golf- overslag nihil worden.