Sand bypass systemen

Sand bypass systemen

Scholten, J.

Stive, M.J.F. (mentor)
Van de Graaff, J. (mentor)
Van der Schrieck, G.L.M. (mentor)
Van Rhee, C. (mentor)

Civil Engineering and Geosciences

2002-06

Wanneer aan een zandige kust, waar sprake is van langstransport, een haven wordt aangelegd is het gevolg dat aan de bovenstroomse zijde van de ingang een aanzandingsgebied ontstaat en dat aan de benedenstroomse zijde erosie optreedt. Uiteindelijk groeit het aanzandingsgebied aan de bovenstroomse zijde uit tot het einde van de golfbreker en neemt de benedenstroomse erosie steeds meer land weg. Wanneer niet wordt ingegrepen buigt het langstransport om de golfbreker heen en bereikt de vaargeul, die hierdoor steeds ondieper wordt. Dit kan voorkomen worden met een sand bypass systeem. Een sand bypass systeem vangt het langstransport op of wint het zand op een plek waar het bezinkt. Vervolgens wordt dat zand naar een locatie gebracht waar het gewenst is. Het zand wordt eigenlijk altijd op die plek gestort waar erosie plaatsvindt. Zo wordt met aangezand materiaal erosie gecompenseerd en wordt sedimentatie van de vaargeul voorkomen. De studie richt zich op de vraag hoe een sand bypass systeem dient te worden ontworpen. Daartoe worden eerst enkele hoofdzaken uit de theorie omtrent kustmorfologie behandeld en wordt de huidige stand van de techniek van sand bypass systemen geentariseerd. Uit die inventarisatie worden zeven aansprekende systemen nader geanalyseerd. Daarbij worden de aanleiding voor het toepassen van het sand bypass systeem, de karakteristieke onderdelen, de werkwijze, de effectiviteit en de optredende problemen besproken. Tenslotte worden producties en kosten zo goed mogelijk in kaart gebracht. Op basis van deze praktijkervaringen worden een aantal conclusies getrokken. Vervolgens wordt een kwalitatieve ontwerprichtlijn gegeven voor het ontwerpen van een sand bypass systeem. Dit wordt gedaan aan de hand van twee fictieve situaties waardoor zoveel mogelijk aspecten ter sprake komen die zich in een praktijksituatie zouden kunnen voordoen. Esituatie beschrijft de implementatie van een systeem waarbij nog geen buffer van zand aan de bovenstroomse zijde van een haveningang is opgebouwd. De andere situatie gaat juist van een opgebouwde buffer uit. In die eerste situatie wordt aandacht besteed aan de omvang en route van het langstransport, de locatie van de zandvang en de capaciteit daarvan, het vulproces en het winproces in de zandvang en de locatie van het stort. In het tweede geval wordt voornamelijk besproken hoe vanuit de opgebouwde buffer zand kan worden onttrokken. Ten slotte wordt een rekenkundig model gepresenteerd dat het vulproces van een zandvang modelleert. Daarmee wordt het invangpercentage bepaald van een geulvormige zandvang; dat is hoeveel procent van een aankomende sedimentstroom zal bezinken in de zandvang. De belangrijkste grondslag is dat de dissipatie van turbulente energie, die vrijkomt door het breken van golven, de bepalende factor is voor dat invangpercentage. Dit komt in het model tot uiting als de invloed op het in suspensie komen van sediment. Uit de praktjkvoorbeelden van sand bypass systemen kwam met name naar voren dat het kennen van de grootte en de route van het langstransport het succes van een systeem vergroot. Daarnaast bleken flexibiliteit en reikwijdte van toegepast materieel vaak onvoldoende. Van de modellering van het vulproces van een zandvang is met behulp van proces- en ontwerpparameters aangetoond dat het de fysische principes goed weergeeft. Een aanbeveling is dat een heldere probleemdefinitie, gecombineerd met een goede [model]studie naar de grootte en de route van het langstransport, leiden tot goede alternatieven. Van de modellering dient de invloed te worden nagegaan van de afwijkende dwarsdoorsnede van een zandvang in de praktijk en die van de gebruikte definitieschets. Een zandvang in de praktijk dient met een bepaalde overcapaciteit te worden gedimensioneerd om voldoende productie te kunnen combineren met een invangpercentage van 100 %.

http://resolver.tudelft.nl/uuid:1f4e5d9b-34cd-4fbe-8ece-26b38721e358

TU Delft, Faculty of Civil Engineering and Geosciences, Hydraulic Engineering

Student theses

master thesis

(c) 2002 J. Scholten