Rekenmodel voor het berekenen van de golfoploop van onregelmatige golven op een talud. Het programma berekent het profiel van de golfoploop.

Environmental Fluid Dynamics

Hydraulic Engineering

Civil Engineering and Geosciences

Advisors/Committee Members: Battjes, J.A. (mentor), Booij, N. (mentor).

▼ 

Het ontwikkelen en testen van een ruimtelijk één-dimensionaal numeriek model ter bestudering van het gedrag van het tweedimensionale energiedichtheidspectrum van golven in ondiep water. In deze analyse staan centraal het ondiep-water golfbreken en de energieverschuiving binnen het frequentiespectrum.

vloeistofmechanica

Hydraulic Engineering

Civil Engineering and Geosciences

Advisors/Committee Members: Battjes, J.A. (mentor), Booij, N. (mentor).

In deze deelstudie wordt het stromingspatroon ten gevolge van een inkomend golfveld achter een golfbreker beschouwd. Dit is een deelrapportage van het hoofdonderwerp "Aanzanding nabij de haven van Viana do Castelo".

vloeistofmechanica

Hydraulic Engineering

Civil Engineering and Geosciences

Advisors/Committee Members: Vreugdenhil, C.B. (mentor), Booij, N. (mentor).

▼ 

De vraag naar ligplaatsen in de jachthaven van Breskens, gelegen aan de Westerschelde, is de laatste jaren sterk toegenomen. De watersportvereniging die het beheet voert over de haven, onderzoekt of het rendabel is om de haven uit te breiden. Een van de posten die zwaar op de exploitatiekosten drukken zijn de jaarlijks terugkerende baggerkosten. In dit afstudeeronderzoek is voor drie mogelijke ontwerpen de hoeveelheid te baggeren materiaal bepaald. De drie alternatieven zijn: - uitbreiding waarbij de huidige ingang in gebruik blijft - uitbreiding waarbij de jachthaven een eigen ingang heeft - uitbreiding met twee ingangen ( de hudige en een nieuwe), zodat er een stroming door de haven ontstaat. In het eerste gedeelte van het onderzoek zijn het stroombeeld en de stroomsnelheid in de haven bepaald met DUCHESS. Dit is een door de Technische Universiteit Delft ontwikkeld programma voor twee dimensionale horizontale stroming. Met deze resultaten en verzamelde gegevens van het sedimenttransport in de Westerschelde is voor elk alternatief de hoeveelheid te baggeren materiaal bepaald. De conclusie is dat een haven met één haveningang beduidend minder baggerbezwaar geeft dan een haven met twee ingangen (minstens vier maal zoveel). De stroming door de haven is niet sterk genoeg om het zand en slib in suspensie te houden. De keuze tussen een nieuwe of de huidige ingang kan op verschillende gronden gebeuren. De voorkeur gaat uit naar het alternatief waarbij de huidige ingang gehandhaafd blijft, omdat er dan een sterkere vulstroom door de haveningang trekt. Hierdoor zal de toegangsgeul van de haven beter op diepte blijven.

Hydraulic Engineering

Civil Engineering and Geosciences

Advisors/Committee Members: Bijker, E.W. (mentor), Booij, N. (mentor).

▼ Every harbour has its own uniques et of natural frequencies depending on its geometry. If waves with frequencies close to one of these natural frequencies continue to enter from offshore for some time, the harbour will resonate. This phenomenon is called harbour resonance or seiching and the characteristic oscillations seiches. A moredetailed description of seiches and longwaves is given in Chapter 2. The Port of Rotterdam consists of a number of harbours connected through long and narrow channels, see figure 1.1. This system of harbours and channels is very sensitive to the resonance of long waves. The construction of the storm surge barrier in the Nieuwe Waterweg at the entrance of the harbour,along with other major projects in the area, is likely to change this response significantly and to the worse [9]. In recent years a lot of research has been concentrated on determining the effects of these changes more accurately. Little is known about the origin and statistics of the long waves,and often this has been of little or no interest to these studies. Instead, due to the lack of information, the seaward boundary condition, representing the incoming waves,is simply modeled by a harmonic wave. Predictions of seiches are presently made based on the known statistics and by assuming the worst possible situation that seiching will occur every time there is a storm [13]. The aim of this study is to investigate the influence of an atmospheric pressure disturbance on the response of a shelf water, and to find out if such a disturbance could be responsible for the generation of long waves in the North Sea, later causing seiches in the Port of Rotterdam. To achieve this objective, the response of a shelf water to an atmospheric pressure disturbance was investigated. First analytically, then numerically. The approach followed in these two parts is given below. The analytical study was desired to determine which parameters are of special importance to the problem in general. The applicability of the shallow water equations was therefore analyzed and the equations subsequently simplified to enable a simple one-dimensional analysis. The resulting equation was first analyzed without a pressure field, corresponding to free waves. Then two types of pressure fields were considered, viz. a harmonic, propagating pressure wave and a moving pressure jump. The harmonic,propagating wave is a classical forcing term when analyzing linear differential equations, and the pressure jump should resemble the pressure before and after the passage of a steep cold front. The numerical study was split up in a sensitivity study and a study of a real meteorological event, the passage of a cold front that occurred in the period 18th to 23rd of April 1993. Later this event caused some seiche activity in the Port of Rotterdam [12]. In the sensitivity test a simple one-dimensional model was set up. With this model a number of experiments were carried out to test the sensitivity of parameters like time step, grid spacing and bottom friction. In these… Advisors/Committee Members: Battjes, J.A. (mentor), Booij, N. (mentor), Holthuijsen, L.H. (mentor).

Hydraulic Engineering

Civil Engineering and Geosciences

Advisors/Committee Members: Booij, N. (mentor), Tutuarima, W.H. (mentor), Vrijling, J.K. (mentor).

▼ 

Studie naar de problematiek omtrent de afvaart van Meyer-Werft schepen over de Unterems. In de monding van de Unterems (estuarium inNW Duitsland) is een kering gepland welke zowel als stormvloedkering en als stuw moet kunnen dienen. De stormvloedkerende functie dient de veiligheid van het achterland te garanderen zonder dat verdere dijkverhogingen stroomopwaarts van de kering noodzakelijk zijn. De stuwende functie dient om een bijdrage te leveren aan de oplossing voor de steeds groter wordende problemen omtrent de afvaart van zeer grote schepen van een bovenstrooms gelegen scheepswerf(Meyer-wert) naar open zee. De Duitse plannen (van hoofdzakelijk de BAW: Duitse equivalent van Rijkswaterstaat) voor het mogelijk maken van de afvaart van de in de nabije toekomst geproduceerde schepen (L=300m, B=38m, D=8.3m) zijn alsvolgt. Over het traject van de scheepswerfnaar de open water wO£dt een bodemverlaging doorgevoerd (maximaal ongeveer O. 7~O.8m) en in het gecreeerde stuwpand (Emskering, Ledakering en stuw te Hebrum) wordt het water ca. 1m boven hoogwater-springtij opgestuwd. Op deze manier is een waterdiepte van ca. 9.0m bereikt (bodemligging 6.3m-NN; stuwpeil2.7m+NN; NN =Normal Null ~MSL). Dit stelt het schip met een diepgang van 8.3m in staat om tot afvaart te komen. Deze plannen stuiten echter op nogal wat ecologische- en financielebezwaren. De voomaamste bezwaren richten zich vooral op de volgende punten. • De bodemverlaging in het traject heeft tot gevolg dat er naar alle waarschijnlijkheid een afuame van de bodemkwaliteit (toename slibbodems) en een afuame van de waterkwaliteit (afuame zuurstofgehaltes) plaatsvindt. Tevens is een toename van onderhoudsbaggerwerkzaamheden te verwachten. • V00£ het opstuwen van het waterpeil in het gecreeerde stuwpand zijn pompen in de Emskering gepland om water op te pompen. Dit heeft tot gevolg dat de ecologie (mariene leven) benadeeld wordt. Tevens vormen de pompen een behoorlijke kostenpost. • Bij het opstuwen van het water tot een hoog peil komen de uiterwaarden langere tijd onder water te staan, zodat een afuame van natuurwaarde optreedt. • Het aflaten van het stuwvolume aan het eind van de stuwfase kan (nog onderwerp van discussie) ecologische bezwaren geven in de vorm van een te snelle verandering van zuurstofgehaltes en zoutgehaltes benedenstrooms van de kering. De Duitse plannen behelzen eveneens een groot aantal mitigerende- en compenserende maatregelen (verwijderen van visnetten, stuwen slechts in winterperiode i.v.m. ontzien van broedvogels op uiterwaarden etc.) echter deze kunnen de genoemde bezwaren met wegnemen. De essentie van de problemen is het gebrek aan waterdiepte. Er zijn drie parameters te herkennen, welke in verschillende verhoudingen een afvaart mogelijk kunnen maken nI.: 1. Bodemligging. 2. Hoogte van het stuwpeil. 3. Diepgang van het schip.

Hydraulic Engineering

Civil Engineering and Geosciences

Advisors/Committee Members: Bezuyen, K. (mentor), Booij, N. (mentor), Vrijling, J.K. (mentor).

▼ 

In de provincie Zuid-Sumatra in Indonesië ligt de havenstad Palembang. Voor deze provincie en zijn omgeving is het open blijven van de havens van essentieel belang. Deze havens zijn te bereiken via een 100 km. lange vaarweg over de Musi rivier. Door tal van ondiepten in de rivieren ontstaat grote wachttijd hetgeen een langdurige vaartijd betekend. Teneinde de problemen beter aan te pakken, worden 2 modellen ontwikkeld: Een Getijmodel en een Simulatiemodel

Hydraulic Engineering

Civil Engineering and Geosciences

Advisors/Committee Members: Velsink, H. (mentor), Groenveld, R. (mentor), Booij, N. (mentor).

▼ In dit afstudeerproject wordt met behulp van een fysisch model onderzoek gedaan naar de uitwisselingsprocessen die bij hoogwater optreden tussen uiterwaard en hoofdgeul van een rivier. Dit afstudeerproject geeft daarmee een vervolg aan het door Van Prooijen [19] opgezette onderzoek naar grootschalige horizontale wervels in ondiepe menglaagstroming. Het fysisch model, waarin ook Van Prooijen zijn experimenten heeft uitgevoerd, is een samengesteld kanaal bestaande uit een hoofdgeul en een uiterwaard met een vaste bodem. In deze studie ligt het accent op het onderzoek naar de uitwisseling (van impuls, massa en sediment) door grootschalige horizontale wervels. Daarbij worden de invloeden van geometrische veranderingen op de wervels zoals het aanbrengen van zomerkaden en kribben en variatie in waterstand onderzocht. Het experimentele onderzoek is onder te verdelen in drie fasen: In fase 1 worden de drie opstellingen van Van Prooijen (rechte stroming (1), stroming met dwarscomponent naar de uiterwaard (2) en stroming met dwarscomponent naar de hoofdgeul (3)) herhaald met een wijziging in de geometrie (die ook voor fase 2 en 3 geldt): de verticale stap als overgang tussen hoofdgeul en uiterwaard wordt vervangen door een overgangstalud met helling 1:2. Daamaast wordt in de rechte opstelling een experiment met een verlaagde waterstand gedaan (la). Het meet- en analyseprogramma in Van Prooijen [19] wordt voor een groot deel toegepast. Dit maakt het mogelijk de resultaten van de verschillende opstellingen met elkaar te vergelijken. Dit gebeurt aan de hand van de ontwikkeling van de menglaag en de eigenschappen van de daarin voorkomende horizontale wervels zoals afmetingen, ligging en intensiteit. Daarnaast vindt op een kwalitatieve wijze onderlinge vergelijking van de zes opstellingen plaats wat betreft de mate van uitwisseling en sedimentatie in de uiterwaard. Het onderzoek spitst zich in deze en de volgende fase meer toe op praktijksituaties. In twee opstellingen (4 en 5) wordt de invloed van zomerkades in de uiterwaard op de uitwisseling door grootschalige wervels onderzocht. Het effect van de ligging van de zomerkade t.o.v. de overgang op de wervels krijgt hierbij aandacht. Onderlinge vergelijking van de opstellingen 1, 4 en 5 wat betreft de mate van uitwisseling en sedimentatie wordt uitgevoerd. In fase 3 worden kribben in de hoofdgeul (zonder zomerkaden) aangebracht. De totale waterbeweging, waarvan de grootschalige wervels een onderdeel zijn, wordt onderzocht en beschreven in Bos& avinga [5]. Dit afstudeerrapport bevat slechts het gedeelte dat betrekking heeft op de grootschalige horizontale wervels en de gevolgen voor uitwisseling en sedimentatie in de uiterwaard. Uit de resultaten van de experimenten in fase 1, 2 en 3 wordt inzicht verkregen in de effecten van de in het kader van 'Ruimte voor de rivier' voorgestelde maatregelen - zoals het verwijderen van zomerkaden en kribverlaging - op waterbeweging en morfologie. De meetresultaten worden verder verwerkt in numeriek onderzoek. De nodige aanpassingen betreffende het… Advisors/Committee Members: De Vriend, H.J. (mentor), Booij, N. (mentor), Havinga, H. (mentor).

▼ 

In het kader van een afstudeerproject over de Scheveningse haven zijn een tweetal deelstudies (1), (2) verricht naar huidige en toekomstige problemen, terwijl hiervoor een aantal alternatieve oplossingen ontwikkeld zijn. Deze deelstudies zijn begeleid door de vakgroep verkeerswaterbouwkunde. Bij alle ontwikkelde oplossingen vormt de mate van golfdoordringing een belangrijk criterium om de haalbaarheid te beoordelen. Daarom is deze deelstudie verricht bij de vakgroep vloeistofmechanica net het doel, het inzicht in golfdoordringing bij verschillende plannen te verdiepen, waarbij het onderzoek beperkt blijft tot het gebied van de korte golven. Problemen ten aanzien van golfdoordringing van korte golven in havens kunnen op drie manieren worden benaderd: analytische berekening (grafische nethode); modelproeven; numerieke berekeningen. Voor deze deelstudie wordt gebruik gemaaktvan de laatste methode. Onderzocht wordt of het, door het WaterloopkundigLaboratorium ontwikkelde, computerprogramma GOLDBA operationeel is voor externe gebruikers. Daarna worden een aantal configuraties in de Scheveningse haven doorgerekend. Deze configuraties betreffen: een directe verbinding tussen voorhaven en 2e haven; een nieuwe 4e haven buiten de huidige kustlijn; de afgraving van een gedeelte van het Adriaan Maasplein. Bij de beoordeling van de golfindringing in verschillende configuraties zal de rust bij los- en ligplaatsen voor schepen maatgevend zijn, waarvoor op 10 m uit de kade als maximaaltoelaatbare significante golfhoogte wordt aangehouden (6) : Hs = 0,80 m, optredend gemiddeld 5 uur per jaar (hetgeen overeenkomt met gemiddeld 1 waarneming per jaar uit de computeruitvoer van Svasek, bijlage 6).

Vloeistofmechanica

Hydraulic Engineering

Civil Engineering and Geosciences

Advisors/Committee Members: Battjes, J.A. (mentor), Booij, N. (mentor), Holthuijsen, L.H. (mentor).

▼ 

Deel 1 & 2 ontbreken. De Dinkel ontspringt in Duitsland ten westen van Koesfeld en komt ten noorden van Gronau ons land binnen. Zij stroomt vervolgens noordwaarts door de gemeenten Losser en Denekamp totdat zij het Nederlands grondgebied weer verlaat bij Lage. Zij stroomt verder noordwaarts en valt beneden Neuenhaus in Duitsland in de Overijsselse Vecht. Het beschrijven van de rivier in het model heeft enkele problemen met zich mee gebracht. Uiteindelijk is een model tot stand gekomen dat bij stijgende waterstanden de toestand goed weergeeft. Bij zakkend water gaan er verschillen optreden omdat het in terreindepressies geborgen water in het model niet op de rivier terugkomt. In het prototype stroomt dit water buiten de rivier af en komt later erop terug. Het beoogde doel, inzicht krijgen in de voortplanting van de hoogwatergolf en het testen van ingrepen is tot op grote hoogte bereikt. De resultaten worden afzonderlijk in hoofdstuk 4 besproken. Een restrictie moet worden gemaakt ten aanzien van de gevolgen voor het benedenstroomse gebied, met name het omleidingskanaal. Het is niet mogelijk gebleken het model zo zuiver te ijken dat extrapolatie naar afvoeren van éénmaal per 10 à 20 jaar mogelijk was. De gegevens op de diverse vakgrenzen ontbraken daarvoor.

Vloeistofmechanica

Hydraulic Engineering

Civil Engineering and Geosciences

Advisors/Committee Members: De Vries, M. (mentor), Verspuy, C. (mentor), Booij, N. (mentor).

▼ 

Voor het oplossen van de Laplacevergelijking in twee dimensies wordt een randintegraalmethode uitgewerkt. Uitgegaan wordt van de directe formulering van de stelling van Green. De rand wordt opgedeeld in een eindig aantal zogenaamde constante elementen. Om de toepasbaarheid van de methode voor het oplossen van vloeistofmechanische problemen te onderzoeken, worden drie kenmerkende Laplace problemen opgelost. Achtereenvolgens wordt gekeken naar een grondwatermechanica probleem, een trillingsprobleem en een golfprobleem. De methode wordt met een groot aantal verschillende randvoorwaarden getest. Met de randelementenmethode worden goede resultaten bereikt voor eenvoudige stromingsproblemen. Het golfprobleem geeft mindere resultaten. In de tijdsonafhankelijke formulering blijkt het vinden van een goed aansluitende randvoorwaarde op de uitstroomrand voorals nog onmogelijk. Een uitgangspunt bij de tijdsafhankelijke formulering is dat de matrix maar één keer wordt geinverteerd, hierdoor zijn de randvoorwaarden minder eenvoudig te implementeren. Ook het instelverschijnsel zorgt voor numerieke problemen. Het is nog niet duidelijk of de gevolgde strategie bruikbare resultaten kan opleveren.

vloeistofmechanica

Hydraulic Engineering

Civil Engineering and Geosciences

Advisors/Committee Members: Battjes, J.A. (mentor), Vreugdenhil, C.B. (mentor), Booij, N. (mentor).

▼ 

Het voorliggende afstudeerverslag geeft de resultaten van een onderzoek naar efemere rivieren met infiltratie. Hierbij is aandacht geschonken aan hydraulica en morfologie. Het onderzoek is onderverdeeld in achtereenvolgens een literatuurstudie, de ontwikkeling van analytische modellen en de ontwikkeling van een numeriek model. Bij het bestuderen van de literatuur bleek, dat er weinig onderzoek naar dit onderwerp is verricht. Doordat efemere rivieren maar gedurende korte tijd water bevatten, is het moeilijk om voldoende metingen te verkrijgen. Met behulp van benaderde analytische rekenmethodes zijn er modellen ontwikkeld, die een beschrijving geven van de waterstand en de snelheid van een afvoergolf. Voorwaarde hierbij is dat deze afvoergolf op het begintijdstip een rechthoekige vorm moet hebben. Met behulp van de gevonden waterstand en snelheid kan vervolgens het sedimenttransport en de bodemverandering worden berekend. De analytische modellen Zijn getoetst m.b.v. een daartoe ontwikkeld numerieke model. Dit model maakt gebruik van het MacCormack schema, dat massa en impulsie behoudend is. Er zijn vele opties aan het model toegevoegd, om voor verschillende situaties berekeningen te kunnen maken.

Hydraulic Engineering

Civil Engineering and Geosciences

Advisors/Committee Members: De Vries, M. (mentor), Klaassen, G.J. (mentor), Booij, N. (mentor).

▼ 

Om het golfklimaat in een haven, of algemener in de nabijheid van obstakels te bepalen, is kennis nodig van de diffraktie-effecten. Dit geldt vooral als de obstakels van dezelfde grootte-örde zijn of groter als de golflengte van de ongestoorde, invallende golf. Er bestaan verschillende methoden om het diffraktie-patroon in de nabijheid van obstakels te bepalen. De eenvoudige methoden gelden voor een simpele geometrie en bepaalde fysische eigenschappen van het obstakel. Een voorbeeld hiervan is de methode die gebruik maakt van de spiraal van Cornu. Deze spiraal is de gráfische weergave van de Sommerfeld-oplossing. De Sommerfeld-oplossing is een analytische oplossing voor de diffraktie rond een halfoneindige echte golfbreker. Een ander voorbeeld van een analytische oplossing is die van Mc Camy & Fuchs. Met behulp van deze methode kan het diffraktiepatroon in de omgeving van cirkelvormige' pijlers worden bepaald. Voor een meer ingewikkelde geometrie kunnen bovengenoemde methoden niet zonder meer worden toegepast. Dan moet gebruik worden gemaakt van een numeriek diffraktiemodel. In deze studie is een dergelijk diffraktiemodel ontwikkeld. Dit model heeft de naam DIVGOL. Het DIVGOL-model geldt voor harmonische golven. Het golfbeeld is beschreven met de potentiaal-theorie.

Vloeistofmechanica

Hydraulic Engineering

Civil Engineering and Geosciences

Advisors/Committee Members: Battjes, J.A. (mentor), Booij, N. (mentor), Holthuijsen, L.H. (mentor).

▼ 

In het Noordzeegebied kunnen ook tsunami-golven voorkomen die opgewekt zijn door een aardbeving buiten dit gebied. Met name het zeegebied ten noorden en noordwesten van het Noordzeegebied is in dit verband van belang. In dit noordelijk zeegebied is de kans op een tsunami-opwekkende aardbeving aanmerkelijk groter dan in het Noordzeegebied. M.b.t. de exacte kans dient nog nader onderzoek plaats te vinden. De maximale aardbevingssterkte waarmee in dit gebied rekening gehouden dient te worden bedraagt M=7,5, wat op diep water resulteert in tsunami-golven met periode T=180 min. en amplitude r= 1 m. In het Noordzeegebied kan echter, volgens een grove schatting op basis van empirische Japanse formules, de waarde van deze amplitude oplopen tot 3 a 4 m. De beinvloeding van de waterstand aan de Nederlandse kust door bovengenoemde tsunamigolven die vanuit het noorden of noordwesten het Noordzeegebied binnenlopen, wordt bepaald m.b.v. het Continental Shelf Model (CSM-model). Dit model beslaat een groot deel van het continentale plat van Noordwest-Europa (figuur 6.1) en is gebaseerd op het W AQUA-programmapakket, waarmee de beweging van oppervlaktewater in twee horizontale dimensies kan worden berekend. Op basis van de kennis verkregen m.b.v. bovengenoemde experimenten zijn m.b.v. het CSM-model enkele tsunami-golfberekeningen zonder getij uitgevoerd. Hieruit komt naar voren dat een tsunami-golf die het Noordzeegebied vanuit het noorden binnenloopt, hogere waterstanden aan de Nederlandse kust tot gevolg heeft dan een tsunami-golf uit het noordwesten. In waterstand-meetstations aan de Nederlandse kust wordt, in geval van een tsunamigolf uit het noorden, een maximale waterstandsverhoging van ongeveer 1,7 m geregistreerd. Voor beide experimenten geldt dat de tsunami-golf t.g. v. de coriolis(kracht) als het ware tegen de oostkust van het Verenigd Koninkrijk wordt aangedrukt en daar vooral in de grote baaien/inhammen aanzienlijke water- standsverhogingen tot gevolg heeft.

Hydraulic Engineering

Civil Engineering and Geosciences

Advisors/Committee Members: Stelling, G.S. (mentor), Booij, N. (mentor), De Ronde, J.G. (mentor).

▼ 

In het kader van onderzoek naar het mechanisme van het opwoelen van sediment onder golven wordt in dit onderzoek een eerste aanzet gegeven voor een beschrijving van de waterbeweging ter plaatse van een bodemribbel met een deeltjesmodel. Het rapport bevat een overzicht van de theorie die de waterbeweging beschrijft, de Vortex methoden en in het kort wordt ingegaan op de vorm en de afmetingen van een bodemribbel. Enkele trefwoorden zijn: de Poisson-vergelijking, stroomsnelheid, deeltjessnelheid, wervelsterkte, circulatie, puntwervels, Operator Splitting, Random Walk en de Cloud In Cell methode. Om inzicht te krijgen in het mechanisme van de stroming wordt de waterbeweging numeriek gesimuleerd met deeltjes met de Cloud In Cell methode. Met het ontwikkelde numerieke rekenprogramma VORTEX, geschreven in FORTRAN, kunnen op een eenvoudige wijze verschillende situaties worden doorgerekend door de invoerfile VORTEX.INV te wijzigen. Aan een deeltje wordt in dit onderzoek circulatie, die ontstaat door het niet rotatievrij zijn van het snelheidsveld bij de top van de vormvaste bodemribbel, toegekend. Een grafische uitvoer met het programma VORTEX.PLT geeft de kenmerkende wervelstructuren gevormd door de werveldeeltjes te zien, die ontstaan door de overtrekkende stroom over de bodemribbel. De numerieke uitvoer van het rekenprogramma is tot op heden enkel getest door de ontwikkeling en de grootte van de wervelstructuren te vergelijken met uitvoer van soortgelijke situaties ontleend aan de literatuur. De resultaten van de uitgevoerde simulaties komen goed overeen met de resultaten die zijn beschreven in deze literatuur. De grafische uitvoer geeft duidelijk inzicht in de ontwikkeling van de wervelstructuren. Uitgaande van de ervaring die tijdens dit onderzoek IS opgedaan, is het goed mogelijk om het model uit te breiden met sediment-transportformules zodat meer onderzoek kan worden gedaan naar de vorming van bodemribbels en het afschudden van wervels met hoge sedimentconcentraties.

Environmental Fluid Dynamics

Hydraulic Engineering

Civil Engineering and Geosciences

Advisors/Committee Members: Battjes, J.A. (mentor), Stelling, G.S. (mentor), Booij, N. (mentor).

▼ 

De vloeistofbeweging pond een horizontaal, harmonisch translerend schip op ondiep water kan als een potentiaalprobleem worden beschouwd. Voor een twee-dimensionaal model wordt een benaderde oplossing voor de snelheidspotentiaal verkregen door toepassing van de eindige elementen methode volgens het Galerkin-principe. De resultaten worden zowel vergeleken met een analytische oplossing als - herleid tot hydrodynamische coëfficiënten van toegevoegde massa en demp - met meetgegevens.

Hydraulic Engineering

Civil Engineering and Geosciences

Advisors/Committee Members: Kalkwijk, J.P.T. (mentor), Verruyt, A. (mentor), Booij, N. (mentor).

▼ 

The Pulau Bukom-SBM, situated at about 10 kilometers offshore Singapore, is used as a mooring facility for tankers transporting crude oil for the Shell refineries on the island of Pulau Bukom. The bow hawsers (nylon ropes) which connect the ships with the SBM are frequently subjected to extreme forces excited by the ships. Many similar installations are used over the entire globe and normally these peak loads are due to wave- or current forces working on the tankers in severe weather conditions. Offshore Singapore, however, these loads also occur during apparent calm periods and seem to be independent of the waves. In order to guarantee safe dynamic operations SEPL installed a load monitor recorder on the SBM which measures all the executed forces in the hawsers. The data obtained from the load recordings are compared to the tidal predictions for Singapore area which show that some sort of relation exists between the height of the peak loads and the current velocities present at the time the forces are executed. Because of the suspected inaccuracies in the data the exact relation can not be derived. Investigation of the continuous load monitor recordings give some insight in the physics of the system as is explained in chapter 2. In chapter 3 the dynamics of the system (SBM inclusive moored tanker) are examined. Although the system is a non-linear double mass-spring system, adequate approximations of the resonant frequency can be obtained when the system is simplified to a linear single mass-spring system. Hereby the effects of the simplifications on the natural frequency value are investigated as well. A study on the average occuring wave fields near Singapore (chapter 4) shows that neither first- nor second order wave motions possess enough energy for exciting the moored tankers significantly. Through the establishment of a detailed tidal current model of the area of the SBM the presence of macro eddies is proven (chapter 5). These macro eddies are local current fluctuations in the order of minutes which originate in lee of islands or by other irregularities in the bottom topography. When carried along in the main current they can cover a distance of several kilometers before they are damped out. Since the diameters of the eddies are about two or three times the average ship length they can excite the tankers to peak loads comparable to the recorded forces and are, thus, the most probable cause of the problems. Although the development and testing of load reducing measures fall beyond the scope of this study, it is clear that it will be very difficult to apply adequate measures within limited costs which can lengthen the operational life of the hawser.

Hydraulic Engineering

Civil Engineering and Geosciences

Advisors/Committee Members: Velsink, H. (mentor), Massie, W.W. (mentor), Booij, N. (mentor).

▼ 

Dit afstudeerwerk bestaat uit het ontwerpen van een fysisch model, het uitvoeren van experimenten, het verwerken van de metingen en het interpreteren van de resultaten. Allereerst wordt in hoofdstuk 2 aan de hand van een probleemanalyse ingegaan op de literatuur betreffende de (ondiepe) menglaagstroming en wordt de doelstelling van het afstudeerwerk nader gepreciseerd. In hoofdstuk 3 wordt het ontwerp van het fysisch model toegelicht, waarbij niet alleen de afmetingen en de instellingen van het fYsisch model worden beschreven, maar waarin ook de keuze van de gebruikte meetapparatuur wordt gemotiveerd. In hoofdstuk 4 wordt het meetprogramma bepaald, wat opgezet is aan de hand van gedefinieerde verwachte karakteristieke eigenschappen van de grootschalige structuren. In hoofdstuk 5 worden de gebruikte analysemethoden beschreven. Naast standaard analysemethoden, zoals bijvoorbeeld het bepalen van spectra, worden speciaal op deze meetsituaties gerichte analysemethoden beschreven. Hoofdstuk 6 bevat vervolgens de resultaten van de bewerkingen welke zijn aangegeven in hoofdstuk 5. In dit hoofdstuk worden bovendien de resultaten gei"nterpreteerd en worden verklaringen gegeven voor de verschijnselen die gemeten zijn. Tenslotte worden in hoofdstuk 7 conclusies getrokken en aanbevelingen gedaan, waarbij ook een terugkoppeling naar de in rivieren optredende situatie wordt gemaakt.

Hydraulic Engineering

Civil Engineering and Geosciences

Advisors/Committee Members: Havinga, H. (mentor), Booij, N. (mentor), De Vriend, H.J. (mentor).

▼ 

Voor het ontwerp van een slibbergingsreservoir voor de kust van Hoek van Holland (in het vervolg afgekort tot H.v.H.) wordt gedacht aan een naar het noorden ombuigende verlenging van de Noorderdam van ca. 650 m en een stel golfbrekers, gecombineerd met een jachthaven, op ongeveer 4 km uit de kust en 4 km ten noorden van de kop van de Noorderdam, met een totale lengte van ca. 1400 m. Gezien de afmetingen van het project, zal, door uitvoering hiervan, het stroombeeld voor de kust een verandering ondergaan. Om hiervan een gefundeerde prognose te kunnen geven wordt een getijberekening uitgevoerd met in het bijzonder tot doel het bepalen van: a. stroomsnelheden langs de golfbrekers ten behoeve van het ontwerp ervan; b. stroomsnelheden langs de strandbogen ten behoeve van een morphologische berekening; c. nieuwe stroomsnelheden in de Eurogeul i.v.m. eventuele hinder voor de scheepvaart; d. eventueel ook het stroombeeld en de stroomsnelheden voor de mond van de jachthaven.

vloeistofmechanica

Hydraulic Engineering

Civil Engineering and Geosciences

Advisors/Committee Members: Battjes, J.A. (mentor), Verspuy, C. (mentor), Booij, N. (mentor).

▼ 

Waves that approach the coast and encounter obstacles such as small islands, rocks or breakwaters may be reflected backwards and in lateral directions, but the wave crest may also bend around the obstacle. This phenomenon can be described with refraction-diffraction models based on the Boussinesq equation or the mild-slope equation of Berkhoff. However, these models are computationally very demanding since they require a high spatial resolution. Moreover, physical phenomena such as wind generation or depth induced breaking are not readily accounted for. Inclusion of diffraction in a spectral wave model would eliminate these drawbacks. Similar to refraction the effect of diffraction can be represented as a transport of wave energy through spectral space (in the directional domain). Two ad hoc proposals are made to include diffraction in the model SWAN, which is a fully spectral model based on the action balance equation. The first proposal to describe this diffraction-induced turning rate is derived from the mild-slope equation for monochromatic, long-crested waves. It depends on the second order spatial derivative of the wave amplitude. Adding the diffraction term made the model unstable. The second proposal to describe the diffraction-induced turning rate is based on the first-order spatial gradient of the wave field. The transport of wave energy along the wave crests is proportional to the first-order derivative of the energy along the crest. The model is tested for three different cases: the academic case of monochromatic, unidirectional waves near a semi-infinite breakwater, a realistic harbour and the Bay of Viano do Castelo (Portugal). In areas with considerable wave motion the influence of diffraction is relatively unimportant. In other regions the gradientapproach for diffraction seems to give a realistic estimate for the wave field.

Hydraulic Engineering

Civil Engineering and Geosciences

Advisors/Committee Members: Holthuijsen, L.H. (mentor), Booij, N. (mentor), Battjes, J.A. (mentor).

▼ In deze studie is de invloed van golfdiffractie onderzocht op het golfveld achter een eiland in de Noordzee op 10 km uit de kust. Dit onderzoek is uitgevoerd als afstudeeropdracht voor de studie Civiele Techniek aan de Technische Universiteit Delft. Het aanleggen van een eiland voor de Nederlandse kust heeft consequenties voor deze kust. Door de aanleg van het eiland veranderen de golfcondities tussen het eiland en de kust. De gewijzigde golfcondities veroorzaken morfologische veranderingen van de kust en de zeebodem. De ontwikkeling van de kust kan voorspeld worden met kustmorfologische modellen. Deze modellen bevatten een golfmoduul voor de bepaling van het golfveld. Diffractie wordt in de gangbare golfmodulen niet meegenomen. In deze studie wordt onderzocht wat de invloed van de golfdiffractie om het eiland is op het golfveld tussen het eiland en de kust. Door het uitvoeren van numerieke berekeningen wordt het effect van golfdiffractie op het golfveld tussen het eiland en de kust bepaald. Hiervoor zijn het refractie-diffractiemodel GREON en het refractie-model HISWA gebruikt. Om de realiteitswaarde van het model GREON te toetsen, is dit model vergeleken met de Spiraal van Cornu die bekend staat als een betrouwbare analytische methode. Daarnaast wordt onderzocht of in een refractie-model de diffractie te benaderen is door extra richtingsspreiding aan de invallende golven toe te kennen en indien mogelijk, hoe groot deze extra richtingsspreiding moet zijn. Naast het effect van de diffractie op de golfhoogte zijn de effecten van richtingsspreiding van de invallende golven en van lokale opwekking van golven door wind onderzocht voor het golfveld tussen het eiland en de kust. Tussen het eiland en de kust ontstaat een schaduwgebied met een lagere golfenergie. In een situatie met wind en een wijd spectrum van invallende golven treedt er aanzienlijke reductie op in de golfhoogten achter het eiland vergeleken met de onbeschutte situatie. In het geval van een regelmatig golfveld (invallende golven vanuit een richting) heeft golfdiffractie een aanzienlijk effect op het golfveld achter het eiland. Als de invallende golven uit een richting komen, berekent het refractie-diffractie-model GREON iets hogere golven in de schaduwzone van het eiland dan het refractie-model HISWA met een smal richtingenspectrum. Het effect van diffractie is het grootst dicht achter het eiland. In het geval van een regelmatig golfveld kan de diffractie benaderd worden door extra richtingsspreiding aan de invallende golven in het refractie-model HISWA toe te kennen. Vlak achter het eiland blijkt de richtingsspreiding die de diffractie het best benadert groter te zijn dan verder achter het eiland. De best passende richtingsspreiding in HISWA voor de verschillende situaties en locaties, is slechts een schatting en vertoont nauwelijks een uitgesproken trend. Bij een wijd richtingsspectrum van invallende golven werd geen verschil gevonden tussen de golfhoogten berekend met het refractie-diffractie-model GREON en de golfhoogten berekend met het… Advisors/Committee Members: Van de Graaff, J. (mentor), Booij, N. (mentor), D' Angremond, K. (mentor).

▼ The region of South China Sea and the Indonesian waters, covering an area of about 9 million km2, is characterised by a very complex tidal behaviour. This region, which will be called the South China Sea throughout this report, is entangled between the Pacific Ocean and the Indian Ocean. Therefore the tides in the South China Sea are driven by these two oceans. Beside the co-oscillating nature of tides from two different oceans, the geography and the topography of the South China Sea are other essential elements in the complex tidal behaviour. Deep sea basins as well as shallow areas exist in the region. The geography is such, that the whole South China Sea can be thought of as existing of separate basins with each basin having its own tidal characteristics. The complexity ofthe tides of the area is described by various authors. Tidal modelling of the area appears to be a hard task: no complete reliable hydraulic model ofthe area is constructed yet. Results of hydrodynamic models by different investigators seem to be widely different. In June 1993, DELFTHYDRAULICS designed a tidal model ofthe South China Sea as well. The South China Sea Model, as it was called, comprised the southern parts of the South China Sea, the Sunda Shelf, Macassar Strait, Malacca Strait, Celebes Sea and the Sulu Sea. The results of this model so far are not completely satisfactory. So further calibration seems necessary. One of the new topics of research that was suggested within the line of the South China Sea Model, was the construction of a more simplified representation of the study area. Before useful calibration of the model, this would help to study and understand basic mechanisms that control the tidal behaviour of this area. The representation should be as simple as possible but still incorporate the essential features of the hydrodynamic behaviour of the area. It should be suited as an analysis tool and produce insight into the elementary mechanisms at low expenditure in terms of time and computational effort. This report describes a few steps to obtain this basic understanding. First the tidal behaviour of the South China Sea is thoroughly analysed once more, to get a clearer picture of the system's behaviour that has to be represented or reproduced. The complexity of the tides of the area and the reasons for this are summarised and, if possible, put into a figure. Second the results of the various (numerical) models are discussed to find the reason for of difficulties with the tidal modelling. As described above, hydrodynamic modelling of the area turned out to be very difficult; results produced so far by different investigators do not always match. Even in the number of and rotating directions around amphidromic points sometimes differ. Also the "South China Sea Model" results until now were analysed in detail.The third item of the study was an investigation of the applicability of a I-D box model approach to stimulate the complex tidal behaviour of the study area. This approach was chosen in order to understand the sensitivity… Advisors/Committee Members: Stelling, G.S. (mentor), Battjes, J.A. (mentor), Steeghs, H.J.M.G. (mentor), Gerritsen, H. (mentor), Booij, N. (mentor).

▼ 

Om tot een structuur voor HADES te komen is er eerst een studie gedaan naar de variabelen waar bij het ontwerp van de natte infrastructuur rekening mee moet worden gehouden. De verschillende variabelen zijn in veel gevallen afhankelijk van elkaar. De dimensies van een variabele kunnen dan niet bepaald worden, wanneer de dimensies van een andere variabele niet bekend zijn. Het ontwerpproces zal binnen HADES op twee manieren verbeterd worden. Ten eerste wordt getracht het eerste ontwerp te verbeteren, zodat er in deze ontwerpfase minder iteraties plaats hoeven te hebben. Ten tweede worden de controleberekeningen nauwkeuriger uitgevoerd, zodat in vervolgfasen het aantal iteraties beperkt kan blijven. Het eerste ontwerp zal verbeterd worden door het ontwerp stap voor stap volgens een vast stramien in het systeem in te voeren. Met het overzicht van de afhankelijkheden is hiervoor een optimale volgorde bedacht, waarbij er geen variabele afhankelijk is van een later te bepalen variabele. Het stappenplan bij het gebruik van HADES is nu de volgende: Er wordt begonnen met het invoeren van de randvoorwaarden, de eisen en de criteria. Hiema wordt een eerder bedacht oplossingsprincipe stap voor stap in het systeem ingevoerd. Hierbij wordt gebruik gemaakt van vuistregels die in het HADES-systeem zijn opgenomen. Direct aansluitend wordt gecontroleerd of alle afhankelijkheden daadwerkelijk in het ontwerp zijn opgenomen. Hiema komt de gebruiker op een centrale plaats binnen het HADES-systeem van waaruit hij de verschillende nieuw te ontwikkelen controletools op kan starten. Na het controleren van het ontwerp op een bepaald aspect (kosten, golfindringing, sedimenttransport, nautiek, capaciteit, diepte) wordt teruggekoppeld naar de centrale plaats.

Hydraulic Engineering

Civil Engineering and Geosciences

Advisors/Committee Members: Groenveld, R. (mentor), Booij, N. (mentor), Toms, G. (mentor), Ligteringen, H. (mentor).

▼ The study of waves and current, especially in the nearshore region is of particular importance for nearshore or coastal works. During the last decades, the formulations to describe the wave propagation as the waves move towards the shore has advanced very much. Many operational models for the hindeast and forecast of waves have been developed. On the other hand the development of measurement techniques has led to wider, more frequent and more accurate measurements of the sea state, both in terms of current and wave field. Hence there is a growing need for the verification and calibration of models and measuring techniques. A recent development in measurement of waves is the use of High Frequency (HF) Radar. Such a method is already established as a powerful tool for measuring the pattem of surface current, but its use in wave measurements especially in the dual arrangement is recent. In this method two land based radars are mounted. Measurement of the backscatter of H F wave at each point on the sea provides the raw dataset which is analyzed to give directional spectra of surface elevation at each point. More details on H F Radar wave measurement technique are given in appendix B of the present report. Two numerical models are used, both developed at the Delft University of Technology. They are HISWA (HIndcast Shallow water WAves) and DUCHESS which perform wave and current calculations respectively. The performance of the wave model has been examined against point measurements of waverider buoys. Two such studies are mentioned here. Vogel, et al. (1988) reported an inter-comparison between two wave models; HISWA and CREDIZ, using Haringvliet area wave data where the influence of local wind is significant. They conclude that Hiswa performs very weIl in predicting the significant wave height (Hs) but the changes in mean frequency need more consideration. Their figure lO-b (not reproduced here), which is a scatter diagram for measured and Hiswa computed wave heights is of particular interest for this study since it resembles the Radar and Hiswa scatter diagram 1 (chapter 4). Soras et al. (1987) reported a verification study of HISWA for the shallow waters of the Norwegian seas. The latter case study area is for sheltered shallow waters where no current is present but it is very sensitive to the deep water incident wave heights. Comparison of significant wave height (Hs) and mean wave period (T) with waverider results at one point showed an agreement within 10% in H, but too long periods for the hindcast. DUCHESS is a 2-dimensional horizontal model for estuary and sea surges (current and water levels). lts output can be used as input in HISWA. In this way the wave model HISWA will account for the effect of both bottom topography and current field on waves. A short explanation of the models is given in Appendix A. Few investigations have been carried out for the purpose of verifying the HF Radar wave measurements and in particular the inversion algorithms to obtain the wave parameters. Wyatt (1986) reported on promising… Advisors/Committee Members: Battjes, J.A. (mentor), Holthuijsen, H. (mentor), Booij, N. (mentor), Verhagen, H.J. (mentor).

▼ 

This study comprises the design of the reconstruction of the main breakwater of the Tripoli Harbour in Libya. Tripoli harbour is one of the oldest harbours of North Africa situated on the Southern coast of Mediterranean Sea. The harbour as it existed in 1972 was built at the beginning of this century and was protected by two main breakwaters. The original construction of these main breakwaters dates back to the Spaniards. The main breakwater on the North, known as the Spanish Mole, extended some 1900 m East North-East. A special feature of the harbour was the existence of a line of reefs north of the main breakwater about 100 m on the sea side, working as natural protection from wave attack. In the sixties, the increasing oil-based economic resources of Libya necessitated an expansion of the port facilities. Sir Bruce White, Wolfe Barry & Partners submitted a design of the breakwater locating the new breakwater some 100 m seaward from the Spanish Mole. The main breakwater was designed to be constructed in two stages; stage 1B, 2190 m long with a backfill (built 1972-1976, see Figure 2) and stage 2A, 2520 m long without any backfill (built 1974-1980). Significant wave heights of 4 and 4.5 m were adopted for the design of stages 1B and 2A respectively which were based on certain wave data available up to 1971 and 1975. Already during construction it became evident that the breakwater would not fulfil its design criteria. Two major storms in 1981 with a significant wave height of 9.2 m destroyed large parts of the breakwater. In deep-water sections (over 7m deep) almost all wave walls were broken and a large part of the 19-ton tetrapods damaged in the actual situation (see Figure 4). The direct hinterland of the breakwater is left at the mercy of overtopping water and spray. The two main roads on the landfill were completely eroded by overtopping and venting water.Netherlands Engineering Consultants (NEDECO) made a complete redesign of the breakwater in 1982 after the breakwater failure (see Figure 3).Meanwhile, during the last 16 years, extreme storms have further deteriorated the breakwater. Frequent nuisance of overtopping water and spray is no exception.The Harbour Authorities have asked for a complete evaluation and modification of the 1982 NEDECO design, because some criteria and boundary conditions have been changed significantly. In this study the new redesign criteria have been determined and based on these criteria a proposal for reconstruction has been worked out. The complete study of the Tripoli Breakwater reconstruction has been divided into four parts. These are: 1. Preliminary Investigations and Data Collection 2. Update Environmental Conditions 3. Preliminary Design 4. Optimization of the Reconstruction Design The approach used in the different sections is further described below and presented in a diagram.

Hydraulic Engineering

Civil Engineering and Geosciences

Advisors/Committee Members: Ligteringen, H. (mentor), Tutuarima, W. (mentor), Booij, N. (mentor), Stive, R. (mentor), D' Angremond, K. (mentor).

▼ 

The bed of some rivers partially consists of non-erodible layers. These non-erodible layers may become obstacles for navigation during the low-water period. To improve navigation development in the future, one can consider the removal of the non-erodible layers. To predict the morphological consequences due to these works, knowledge about the effects of non-erodible layers on the bed level of the river is necessary. The present research was concentrated at the following two main subjects: Sediment transport travelling over non-erodible layers. Bed level variations upstream and downstream of the non-erodible layer. The latter subject is subdivided into the cases of a short and a long non-erodible layer. Aspects which were studied with respect to the description of sediment transport over non-erodible layers were: Incipient motion of sediment particles on a fixed bed. Bedforms on a non-erodible layer. Roughness of non-erodible layers, with or without the influence of bedforms. In the theories concerning the alluvial bed and the above mentioned subjects, it was pointed out were these theories are not valid in the case of non-erodible layers. Suggestions for adaptations of these theories are given. The most important adaptation is the introduction of a reduction function which defines che sediment transport reduction in comparison with the alluvial situation. Next analytical solutions for the bed level variations upstream and downstream of the non-erodible layer were derived using Laplace transforms. To do this, the basic equations were linearized and boundary conditions were derived. Relatively much attention was payed to the boundary conditions at the non-erodible layer. Suggestions were made of how the research results concerning sediment transport over non-erodible layers could be used in the determination of these boundary conditions. Finally the analytical solutions were compared with numerical results which were obtained from calculations with an adapted version of the computer program ODIRMO (version 3.0). The calculations were made using data of the Mekong river (Thailand). The research led to the following results: Insight into the usefulness and shortcomings of the present sediment transport models of non-erodible layers is obtained. The analytical solutions of the bed level variations upstream and downstream the non-erodible layer agree well with the numerical results of ODIRMO. Now a computer program is available (ODIRMO, version 3.0) which can simulate non-erodible layers in rivers using the adaptations in sediment transport and roughness modeis.

Hydraulic Engineering

Civil Engineering and Geosciences

Advisors/Committee Members: De Vries, M. (mentor), Klaassen, G.J. (mentor), Kranenburg, C. (mentor), Booij, N. (mentor).

▼ The bay of Pipavav, India has been investigated for a feasible development of a new regional deep water port. This master's study contributes to the DHV Environment and Infrastructure feasibility study for a preliminary masterplan study based on a tentative traffic and shipping forecast. In Volume I of this study a preliminary design of the port was made. This design comprised of the dimensions of the terminals, the storage requirements, the cargo handling equipment and the navigation channel, turning and berthing basins. Also a general layout of the port's land and water areas as well as a phased development of the port are described. In Volume 11 a more detailed design was made, specifically of the hydraulic aspects of the port. A wave climate study and a nautical study were undertaken to get an estimate of the port and terminal downtime, the accessibility of the port and to evaluate the preliminary design. The wave climate study was done using the mathematical models PORTRAY and HISWA. PORTRAY is a ray model, specifically written to predict wave activity inside harbours, but it could not be used for the bathymetric complex tidal basin of Pipavav, so HISWA was used alternatively. HISWA is a mathematical model that uses wave propagation over a grid rather than along rays and on a slowly sloping foreshore seabed. It performed well and was used to describe the exceeding of certain wave heiqht/period combinations at specific locations inside and outside the port. This portrayed a strong wave attenuation starting at circa 80% near the oil products terminal, near the entrance of the port, to circa 8% near the multi-purpose terminal, at the rear of the port. The waves are refracted such that they are incident between 30 and 180 with the moored vessels. Terminal downtime due to waves varied from 20 days at the oil products terminal to 0 days at the multi-purpose terminal. In the final part of this study a nautical study was performed using the mathematical simulation model SHIPMA. With this model the entrance manoeuvre of a 60,000 DWT bulk carrier was simulated under various environmental conditions. The manoeuvre was investigated with regular and extreme wind, waves and currents conditions. Currents proved to be the dominating factor. The study showed that, due to a good alignment of waves and currents with the navigation channel and the terminals, vessels can enter the port with tugboat assistance under all ebb conditions and with flood up to a flow velocity of 1.4 mIs. This resulted in a channel downtime of 22 hours spread out over one year. The results of both studies were combined with the results of a site investigation. With these results the terminal and the port downtime were estimated. It was concluded that the tidal basin is well protected for wave penetration and the port can be sailed well, due to a good current alignment. It is suggested that the oil product terminal is relocated or better protected and a that the crude oil jetty is re-orientated to get a better compromise between current a wave alignment for… Advisors/Committee Members: Velsink, H. (mentor), Groenveld, R. (mentor), Booij, N. (mentor), Schreuder, M. (mentor).

▼ 

In the past years the SWAN wave model was developed. SWAN is a third-generation spectral wave model for applications in coastal areas. The verification of the model has been carried out for a few laboratory and field experiments. In this thesis the DELILAH field experiment held at the property of the Field Research Facility in Duck, North Carolina, was applied. The aim was to implement SWAN for DELILAH and to obtain further improvements of the SWAN model. The bathymetry with an average slope of I: 150 is characterised by a constantly changing sandbar in the near-shore area at the Field Research Facility. At 13m depth an array of wave gauges is located (SAMSON). The boundary condition was taken from the spectra obtained at this location and was uniformly applied along a straight line through this location and parallel to the beach. The research was restricted to nine crossshore gauge locations in the near-shore zone. The I-dimensional spectral- and wave heightobservations in this area were compared to the SWAN results and interpreted. The results of the tests showed that SWAN underpredicted the dissipation of wave energy and overestimated the non-linear triad wave interactions. The first discrepancy was improved by adapting the tuning parameter in the wave breaking formulation (gamma) according to Battjes & Stive. The second discrepancy was improved by adapting the tuning parameter in the Source term for the triad interactions (a(EB)) of the action balance equation. Conclusions were that a y value based on the deep-water steepness according to Battjes & Stive improved the results of the significant wave heights significantly at the gauges where wave breaking was relevant. Secondly, small improvements in the cross-spectral distribution were obtained by increasing the value of the proportionality parameter a(EB)=0.25 to a(EB) =0.5. Interesting was that the parameter of a(EB)=O.5 gave the best results for both a case with the barred bathymetry and for a case without the bar. The final results are acceptable, but further investigation of the non-linear triad interactions is advisable to improve the approximation of the cross-spectral energy distribution.

Hydraulic Engineering

Civil Engineering and Geosciences

Advisors/Committee Members: Booij, N. (mentor), Holthuijsen, L.H. (mentor), Hurdle, D.P. (mentor), Battjes, J.A. (mentor).

▼ 

This study investigates the possibilities of the development of a dedicated cacaoterminal in the port of Abidjan, Ivory Coast.The port of Abidjan is the most important port in West Africa. The port handles about 15 million tons of cargo a year. One of the main export products is cacao. The developments in the cacao industry are mainly dictated by the biggest importer of cacao, the Port of Amsterdam. As a supplier Abidjan has to follow the developments in order to deliver the cacao according to the client's requirements. The last ten years represented a shift in the cacao shipping. While in former days the cacao was transported as general cargo, in gunnysacks on pallets, nowadays it is also possible to transport the cacao as bulk good (bulk containers or megabulk). This study consists of two parts. The first part investigates how the Port of Abidjan can seize up on to these developments and which port facilities are necessary for a dedicated cacao terminal. As cacao is a seasonal good, the cacao throughput varies throughout the year. In order to create a sufficient return on investment this variation is an important factor. The quality preservation of the cacao beans during the whole transport chain is very important. Criteria as moisture, sweat (precipitation of moisture on beans during shipping) broken beans and heating, what can cause fire, are of importance. The second part investigates the accessibility through the "Canal de Virdi", which all entering in the port ships have to pass.In order to receive the larger vessels nautical adjustments to the present port entrance are necessary. Some rigorous alternatives to increase the accessibility of the channel were proposed. It concerned alternatives that provide unconditional entrance for the above mentioned vessels. For this purpose it is proposed to replace the entire eastern breakwater in order to broaden the entrance. This is a very rigorous and expensive solution. Besides the alternatives disregard the special design of the channel mouth. It was designed to avoid the formation of a sand bar near the entrance. The shape of the entrance was specially studied for at one hand to create a maximal flushing effect of the channel and on the other hand to maintain a prevailing ebb current over the flood current. HASKONING has studied the issue and has proposed a low cost solution, which keeps the channel mouth itself unimpaired but creates a manoeuvring space directly inside the channel. The navigability should be improved, as ships will have more space and time after the narrow entrance to adjust their course and get in line with the channel's axis.

Hydraulic Engineering

Civil Engineering and Geosciences

Advisors/Committee Members: Ligteringen, H. (mentor), Groenveld, R. (mentor), Booij, N. (mentor), Mabesoone, F. (mentor).