De verborgen kracht van riet: De invloed van de beweging van riet op de golfdempende werking ervan

De verborgen kracht van riet: De invloed van de beweging van riet op de golfdempende werking ervan

Klok, P.K.

Battjes, J.A. (mentor)
Fontijn, H.L. (mentor)
Schiereck, G.J. (mentor)
Boeters, R. (mentor)

Civil Engineering and Geosciences

1996-10-01

De oeverbeschermende werking van riet bestaat aan de ene kant uit een vergroting van de sterkte, het wortelstelsel vormt een sterke wapening van de grond, en aan de ander kant uit een verkleining van de golf en de stroombelasting. In dit onderzoek wordt onderzoek gedaan naar de invloed van riet op de golfbelasting. Om de invloed van net op de golfbelasting te kunnen bepalen is het nodig om de invloed van riet op de golfenergie te kennen. Om de invloed van net op de golfenergie te berekenen is er voor gekozen om eerst de beweging te verwaarlozen. Het energieverlies kan dan rechtstreeks worden bepaald. De invloed van de beweging van het net door middel van een correctiefactor verdisconteerd. Om de waarde van deze correctiefactor te bepalen is onderzoek gedaan naar de beweging van een rietstengel onder een golfbelasting. Om de beweging van een rietstengel te beschrijven is een rietstengel geschematiseerd tot een systeem met een vrijheidsgraad. Om dit te kunnen doen is de eigenfrequentie, I.p.v. de massa, als onafhankelijke grootheid geroduceerd. Om het aldus gecreeerde systeem op te lossen moet de dempingsterm worden gelineariseerd. Dit betekent dat de beweging van de rietstengel gedeeltelijk verwaarloosd moet worden ten opzichte van de orbitaalbeweging. Met behulp van de analytische oplossing is het mogelijk gebleken om de dimensieloze parameters te formuleren waardoor de beweging van een rietstengel gekenmerkt wordt. De oplossing is gebruikt om de invloed van de beweging op het energieverlies te berekenen. Het blijkt dat het energieverlies door het meebewegen van de stengel significante veranderingen ondergaat. De verandering is het grootst als de golffrequentie gelijk is aan de eigenfrequentie. De invloed van de beweging op de golfdemping is frequentie-afhankelijk. Elke rietkraag heeft hierdoor in wezen zijn eigen absorptiespectrum. Ben groot voordeel van de analytische oplossing voor de beweging in golfrichting is dat alleen de eigenfrequentie en de buigstijfheid en de diameter van het onderste deel van de rietstengel bekend hoeven te zijn om de beweging te bepalen. Het is niet nodig om rekening te houden met variaties in de eigenschappen over de hoogte, de aanwezigheid van bladeren en de lengte en de massa van de stengel, zolang de eigenfrequentie maar bekend is. De eigenfrequentie is echter moeilijk te voorspellen. De analytische oplossing is getoetst. Hiervoor zijn experimenten gedaan in het Laboratoriurn voor Vloeistofmechanica van de Faculteit der Civiele Techniek aan de T.U. Delft. Uit de proeven is gebleken dat de analytische oplossing de werkelijkheid dicht benaderd, behalve als de golffrequentie ongeveer gelijk is aan de eigenfrequentie. In dat geval zijn de uitwijkingen zo groot dat een linearisatie van de dempingsterm niet geoorloofd is. AIs de verplaatsingen klein zijn dan is het mogelijk om met de analytische oplossing een goede schatting te verkrijgen voor de invloed van de beweging van riet op het energieverlies. Uit het onderzoek blijkt verder dat het erg moeilijk is om de gedaante van de beweging loodrecht op de golfrichting nauwkeurig te voorspellen. Om het extra energieverlies onder invloed van de transversale trilling te bepalen is een formule afgeleid. Hieruit volgt dat het energieverlies ten gevolge van de transversale trilling niet verwaarloosbaar is indien de amplitude van de trilling van dezelfde orde van grootte is als de diameter van de stengel. Uit de experimenten is gebleken dat de amplitude van de beweging loodrecht op de golfrichting van dezelfde orde van grootte is als de diameter van de cilinder. Deze beweging kan dus niet worden verwaarloosd bij het berekenen van het energieverlies. Als de diepte constant is dan kan de invloed van riet op de golfhoogte analytische worden bepaald. Als riet op een talud staat dan is een numerieke simulatie noodzakelijk. Hieruit blijkt dat de dissipatie door breking aanmerkelijk kleiner is als een talud begroeid is met riet.

wave damping
dissipation
reed
vegetation shoreline protection

http://resolver.tudelft.nl/uuid:7bd0ad44-6d6d-4375-9556-76674e1f140c

TU Delft, Civil Engineering and Geosciences, Hydraulic Engineering

Student theses

master thesis

(c) 1996 Klok, P.K.