University of Twente Student Theses

Login

Het gebruik van meetgegevens voor het verbeteren van de hydrologische verwachtingen van het IJsselmeer.

Muller, Marcel (2013) Het gebruik van meetgegevens voor het verbeteren van de hydrologische verwachtingen van het IJsselmeer.

[img] PDF
9MB
Abstract:Aanleiding Sinds 1986 houdt de Waarschuwingsdienst IJsselmeergebied (WDIJ), onderdeel van Rijkswaterstaat (RWS), het IJsselmeergebied in de gaten. Onder invloed van storm kunnen er hoge golfoplopen ontstaan die de dijken en het land er achter bedreigen. Bij dergelijke hoge golfoplopen geeft de WDIJ waarschuwingen uit aan de dijkbeheerders. Modellen Om tot deze waarschuwingen te komen wordt gebruik gemaakt van modellen om de waterstanden, golfhoogten en golfoploophoogten te berekenen. Input van deze modellen is een windveld met windsnelheden en richtingen dat gegenereerd wordt met het meteorologische model 'HIRLAM' van het Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut. Met dit windveld als input worden met het tweedimensionale hydrologische model 'WAQUA' verwachtingen gemaakt voor de waterstanden in het IJsselmeer. Vervolgens creëert het golfmodel 'SWAN' met waterstands- en windverwachtingen als input, verwachtingen voor de golfhoogten. Enkele modules berekenden hierna de golfoploop. Verbeteringen met behulp van meetgegevens Deze modellen geven al redelijk betrouwbare verwachtingen, maar er zijn nog verbeteringen mogelijk. Een van de manieren om deze verbeteringen te realiseren is door gebruik te maken van meetgegevens van de waterhoogte, golfhoogte en golfoploophoogte van het IJsselmeer. Op dit moment bestaat er nog geen goede database voor deze meetgegevens, de gegevens moeten uit verschillende bronnen gehaald worden en daarna omgezet naar één overeenkomend formaat ( met dezelfde tijdsstappen, dezelfde bestandsindeling, etc..) voordat ze gebruikt kunnen worden voor verbetering of validatie van de modellen. Een eerste stap om de verwachtingen te verbeteren is dus om meetdata te verzamelen waarmee het mogelijk is om de gebruikte modellen te valideren of te verbeteren. Omdat er pas sprake is van een bedreiging van de dijken bij hoge waterstanden en golfhoogten die pas optreden bij zeer zelden voorkomende hoge windsnelheden, zijn vooral de meetgegevens waarbij extreem hoge waarden voorkomen voor de WDIJ interessant. Daarom zullen voor de maatgevende waarden waarop de dijken zijn ontworpen extrapolaties van de meetgegevens gedaan moeten worden. Om deze extrapolaties zo betrouwbaar mogelijk uit te voeren, is een zo uitgebreid mogelijke database van meetgegevens nodig, met gegevens van stormen uit alle windrichtingen en van zo veel mogelijk meetlocaties. Hierbij zijn vooral de extreme waarden relevant. Om tot een goede verzameling van meetgegevens te komen is eerst gekeken welke meetgegevens er beschikbaar zijn. In Nederland bestaat het Landelijk Meetnet Water (LMW). Het LMW is een voorziening die verantwoordelijk is voor de inwinning, opslag en distributie van waterbeheergegevens. Er bestaan echter voor het IJsselmeergebied nog meer meetgegevens die nog niet via het LMW ontsloten zijn. Deze meetgegevens zijn afkomstig van meetpalen van de dienst IJsselmeerGebied (IJG) van RWS. Deze gegevens zullen ook aan de verzameling toegevoegd moeten worden. 2 Extreme waarden Omdat vooral de extreme waarden relevant zijn, is er een methode nodig om deze extreme waarden uit de meetdata te filteren. Hiervoor is in het verleden vaak de 'Stormen-methode' gebruikt, dit is een methode waarbij de extreme data geselecteerd wordt door data horende bij tijdstippen waarop extreem hoge windsnelheden optreden. In dit onderzoek wordt de 'Extreme-waarden-methode' geïntroduceerd. Bij deze methode wordt niet alleen gekeken naar tijdstippen met extreme windsnelheden, maar ook naar extreme water- en golfhoogten. Bij deze methode is het in theorie dus ook mogelijk dat er tijdstippen in de verzameling opgenomen worden waarbij er bijvoorbeeld alleen hoge golven zijn maar geen hoge windsnelheden. Na uitvoering blijkt dat beide methoden ongeveer dezelfde interessante tijdstippen selecteren. Omdat in het verleden de stormen-methode al vaker is toegepast, is de in het verleden opgezette lijst met stormen aangevuld met nieuwe interessante data verkregen in dit onderzoek. Analyse hydrologisch systeem Om te kijken wat de verbanden zijn tussen bijvoorbeeld de extreme windsnelheden en de golfoploophoogten, zijn enkele analyses van het hydrologisch systeem uitgevoerd. Hieruit blijkt dat bij windsnelheden boven de 20 m/s met een lange strijklengte, zoals optreed bij een noordwesterwind, al een verhoging/verlaging van de waterstand bij de dijk kan optreden van ongeveer een meter. Bij windrichtingen met een kortere strijklengte zal de opwaaiing lager zijn. Verder blijkt dat er maar zelden hoge windsnelheden uit oostelijke richting voorkomen. Conclusies Voor de validatie van de modellen zijn vooral stormen met extreem hoge windkrachten van belang, omdat de dijken dan pas bedreigd worden. Metingen van zeer zware stormen (windkracht 10 en hoger) zijn echter zeer zeldzaam. Ook zijn er voor de oostelijke windrichtingen bijna geen metingen beschikbaar van zware stormen. De verzameling van meetgegevens zal dus uitgebreid moeten worden zodat hij beter gebruikt kan worden voor verbetering van de modellen. Daarom is het aan te bevelen de meetprojecten zo lang mogelijk door te laten lopen op enkele vaste locaties. De in te toekomst op te zetten database zal idealiter selectiemethodes hebben waarbij bijvoorbeeld geselecteerd kan worden op extremen, windrichtingen en/of locaties. Met behulp van een goed opgezette en ontsloten database die constant aangevuld wordt met nieuwe meetgegevens, kunnen in de toekomst meer betrouwbare extrapolaties uitgevoerd worden en dus een betrouwbaardere verwachting van de water-, golf- en golfoploophoogten die voorkomen bij de ontwerpcondities gemaakt worden.
Item Type:Essay (Bachelor)
Faculty:ET: Engineering Technology
Subject:56 civil engineering
Programme:Civil Engineering BSc (56952)
Link to this item:http://purl.utwente.nl/essays/63862
Export this item as:BibTeX
EndNote
HTML Citation
Reference Manager

 

Repository Staff Only: item control page