Print Email Facebook Twitter Erosie onder invloed van hoge stroomsnelheden: Experimenteel onderzoek naar de validiteit van een sediment pick-up functie Title Erosie onder invloed van hoge stroomsnelheden: Experimenteel onderzoek naar de validiteit van een sediment pick-up functie Author Mulderij-Meijer, G.J. Contributor Bakker, W.T. (mentor) Uijttewaal, W.S.J. (mentor) Visser, P.J. (mentor) Battjes, J.A. (mentor) Faculty Civil Engineering and Geosciences Department Hydraulic Engineering Date 1999-05-28 Abstract Experimenteel onderzoek naar de validiteit van een sediment pick-up functie. Sinds 1988 is door Bakker en Van Kesteren gerapporteerd over de ontwikkeling van een sediment pick-up theorie. De theorie beschrijft erosie van horizontale zandlagen onder invloed van hoge stroomsnelheden. Uit de theorie is op analytische wijze een sediment pick-up functie voortgekomen waarmee de erosiesnelheid berekend kan worden. De erosiesne1heid is daarin gedefinieerd a1s de snelheid waarmee de zandbodem daalt. Om inzicht te verkrijgen in de validiteit van de sediment pick-up functie zijn experimenten verricht in een stroomgoot met een 1engte van 12,5 m. Met behulp van een schuifmet instelbare schuifopening is een superkritische stroming gecreeerd. Achter de schuif bevindt zich een verhoogde bodem waarvan het 1aatste deel schuin afloopt om een vloeiende overgang naar de zandlaag te creeren. Stroomafwaarts van de bodem en deels op de helling bevindt zich een horizontale zand1aag met een dikte van 25 cm. De verrichte experimenten hebben een verkennend karakter. Problemen waarvoor een oplossing gevonden moest worden zijn verstoringen van het zandbed tijdens de startfase wanneer de stroming versne1t, bodemverstoringen a1s gevolg van de snelle daling van de zandbodem en het ontstaan van een erosiekuil aan het begin van het zandbed. Met behulp van testexperimenten is een goede methode van uitvoering ontwikkeld. Het bodemniveau is in de tijd gemeten met vier profielvolgers. Uit het gemeten bodemniveau kan de sne1heid waarmee de zandbodem daalt, de erosiesnelheid, worden afgeleid. Voor de berekening van de erosiesnelheid volgens de pick-up functie moeten de dieptegemiddelde stroomsnelheid en de waterdiepte worden ingevoerd, waarbij de waterdiepte indirect via de wrijvingscoefficient in de formule verdisconteerd is. De waterdiepte is gemeten met behulp van foto's. De diepten zijn bepaald ter plaatse van de profielvolgers op circa 36 tijdstippen per experiment. Met behulp van het debiet kan de dieptegemiddelde stroomsnelheid worden berekend. Voor het verwerken van de resultaten is onderzocht welke data bruikbaar zijn. Een deel van de data is niet betrouwbaar omdat de stroming soms teveel verstoord werd door het ontstaan van een diepe ontgrondingskuil bovenstrooms van het meetgebied. Uit de data zijn tijdsintervallen vastgesteld waarover zowel de stroomsnelheid als de erosiesne1heid constant zijn. Binnen deze tijdsintervallen zijn de diepte, de stroomsnelheid en de erosiesnelheid bepaald voor een vergelijking met de pick-up functie van Bakker en Van Kesteren. Het vergelijken van de gemeten erosiesnelheid met die volgens de pick-up functie heeft geleid tot de volgende resultaten: Voor het kental van Shields treden waarden op tussen 1,2 en 7,7. Voor de waarden tussen 3,5 en 7,7 is het verschil tussen de gemeten erosiesnelheid en die volgens de pick-up functie kleiner dan voor lagere Shieldsgetallen en lopen de gemeten en de met de functie berekende waarden van de erosiesnelheid ongeveer gelijk op. Het relatieve verschil is voor deze waarden ongeveer 25%. De stroomsnelheid ligt voor deze waarden van het kental van Shields tussen 1,4 en 1,7 m/so Voor waarden kleiner dan 3,5 zijn de verschillen tussen de gemeten erosiesnelheid en die volgens de functie groot. Vermoedelijk worden deze verschillen veroorzaakt door grote turbulente wervelingen die optreden als gevolg van het ontstaan van een diepe ontgrondingskuil aan het begin van het zandbed. Het erosieproces werd dan gedomineerd door de turbulente wervelingen, met als gevolg dat het zand werd opgewoeld in plaats van afgeschoven. De resultaten wekken de verwachting dat voor de gebruikte korreldiameter de sediment pick-up functie van Bakker en Van Kesteren goede resultaten geeft voor Shieldsgetallen tussen 3,5 en 7,7. Subject sediment transportpic-up functionshields number To reference this document use: http://resolver.tudelft.nl/uuid:2e4b3806-3ab7-4b14-97ba-3dfafb1876b0 Part of collection Student theses Document type master thesis Rights (c) 1999 Mulderij-Meijer, G.J. Files PDF Mulderij-Meijer.pdf 6.06 MB Close viewer /islandora/object/uuid:2e4b3806-3ab7-4b14-97ba-3dfafb1876b0/datastream/OBJ/view