Vorming en transport van ijs op rivieren

Vorming en transport van ijs op rivieren

Maas, J.F.
Roukema, D.C.

Battjes, J.A. (mentor)

Civil Engineering and Geosciences

Hydraulic Engineering

1991-01-01

Al vele jaren wordt in landen met een tamelijk streng winterklimaat onderzoek gedaan naar het fenomeen ijs op rivieren, met name naar de grootte en gevolgen van ice-jams. Een ice-jam bestaat uit schollen, die ineengeschoven zijn door de sleepkracht van stroming of wind. Een ice-jam moet in evenwicht zijn. Ten tijde van het ontstaan en de ontwikkeling ervan treden er, met een kleine tijdschaal, grote veranderingen op in de water- en ijsbeweging. Simulatie hiervan kan alleen met een dynamisch model. Het ontbreken van een dergelijk model wordt gezien als belangrijk gemis in de theorie over ijs. In de huidige studie is allereerst een wiskundige beschrijving van de combinatie van water· en ijsafvoer afgeleid. Het snelheidsprofiel u(z) van het water zal zich aanpassen aan de extra schuifspanning (met het ijs), en de waterstand zal stijgen. Met behulp van het aangepaste snelheidsprofiel kan het sedimenttransport onder het ijsdek bepaalt worden, en kan bekeken worden wat de invloed van een ijsdek is op de bodemligging. Een karakteristieken analyse van het stelsel differentiaalvergelijkingen leert, dat er een kental van het ijstransport gedefiniëerd kan worden; de hieraan gekoppelde voortplantingssnelheden bestaan uit een snelheids- en een sterkte bijdrage. Door de overgang van licht naar zwaar transport, en de daarmee samenhangende op te leggen randvoorwaarden, is het niet mogelijk de vergelijkingen impliciet op te lossen. Er is gekozen voor een versprongen rooster. De -gemodificeerde- waterbeweging is wèl impliciet opgelost (Preissmann schema). In een 1D numeriek model (ICE) is vervolgens het ontstaan en de ontwikkeling van een ice-jam gesimuleerd. Voor in ieder geval 2 situaties geeft dit bemoedigende resultaten: • Een rivier uitmondend in een meer met een vast ijsdek Een rivier met een breedteverandering Bovendien is met het model onderzocht welke invloed een ijsdek heeft op het sedimenttransport. Hieruit volgt dat er zowel lokale erosie als sedimentatie kan optreden.

ijs
ice-jams
ijsafvoer
waterbeweging

http://resolver.tudelft.nl/uuid:7a7d89b4-b735-4d81-a90c-95ecc5201062

Student theses

master thesis

(c) 1991 Maas, J.F.; Roukema, D.C.