Zeeschelde - GOG Schelland en Oudbroekpolder: CFD-modellering kracht drempel overloopdijk
Verelst, K.; Van Hoydonck, W.; Visser, K.P.; Mostaert, F. (2019). Zeeschelde - GOG Schelland en Oudbroekpolder: CFD-modellering kracht drempel overloopdijk. Versie 4.0. WL Rapporten, 14_101_2. Waterbouwkundig Laboratorium: Antwerpen. VII, 28 + 64 p. bijlagen pp.
Part of: WL Rapporten. Waterbouwkundig Laboratorium: Antwerpen. , more
|
| Available in | Authors |
|
Document type: Project report
|
| Keywords |
Hydraulic structures > Dikes, shores and other flood defenses > Erosion protection
Numerical modelling
|
| Author keywords |
Overflow dike; CFD-modeling; Sill; Forces |
Contact detailsProposer: Vlaamse overheid; Beleidsdomein Mobiliteit en Openbare Werken; Waterwegen en zeekanaal NV; Afdeling Zeeschelde , more
| Abstract |
De Schelland- en Oudbroekpolder, gelegen langs de Schelde tussen Bornem en Hingene wordt in de toekomst ingericht als gecontroleerd overstromingsgebied (GOG). Rondom het gebied worden nieuwe ringdijken aangelegd en de huidige Scheldedijk wordt verlaagd tot een overloopdijk. Door het Waterbouwkundig Laboratorium (WL) werd voor dit GOG reeds de dimensionering van de dijkbekleding van de overloopdijk en de ringdijken en de dimensionering van de energiedissipatiegracht aan de teen van de overloopdijk uitgevoerd. Door Afdeling Zeeschelde-Zeekanaal van De Vlaamse Waterweg nv wordt hierbij een bovengrondse energiedissipatiestructuur in de vorm van een drempel (bijvoorbeeld opgebouwd uit schanskorven) voorzien met een diepte van 0.60 m en een hoogte van 0.60 m. Deze drempel is 6.0 m verwijderd van de teen van de overloopdijk. Wat de taludhelling van de overloopdijk betreft zijn zowel 16/4 als 20/4 nog mogelijk. De bestaande gracht blijft behouden als afwatering van het GOG.
Afdeling Zeeschelde-Zeekanaal heeft aan WL gevraagd om voor de beide taludhellingen van de overloopdijk aan GOG-zijde de kracht te bepalen op deze drempel aan het einde van de energiedissipatiestructuur bij stroming ten gevolge van overloop, met het oog op de dimensionering van deze drempel. Het bepalen van de kracht op de drempel aan het uiteinde van de energiedissipatiestructuur is uitgevoerd aan de hand van 2D CFD-modellering, dewelke werd uitbesteed aan een studiebureau. Dit rapport beschrijft de uitgevoerde CFD-modellering, de randvoorwaarden van de CFD-modellering en de resultaten van de uitgevoerde simulaties.
Na het uitvoeren van een gridgevoeligheidsanalyse werden eerst stationaire simulaties uitgevoerd voor 3 cases, dewelke van elkaar verschillen in waterpeil in de Schelde, debiet bij overloop en waterpeil in het GOG. Uit deze simulaties volgt dat de grootste krachten en momenten op de drempel worden berekend voor de cases waarbij het grootste waterstandsverschil tussen de opwaartse en afwaartse zijde van de drempel aanwezig is en waarbij de watersprong zich tegen de drempel bevindt. Bij de cases met een waterpeil in het GOG lager dan het peil van de drempel, doet zich afwaarts van de drempel opnieuw een superkritische stroming voor en ontstaat een watersprong net opwaarts van de afwateringsgracht. Daarna zijn een aantal quasi-stationaire simulaties uitgevoerd, waarbij voor een aantal tijdstippen uit een tijdreeks met opwaartse en afwaartse waterstanden en bijbehorende overloopdebieten een stationaire simulatie is uitgevoerd. Uit deze quasi-stationaire simulaties volgt dat de berekende langskrachten op de drempel toenemen met het debiet over de overloopdijk. Ook bij deze simulaties worden de grootste langskrachten (ca. 3.7 kN) berekend bij de grootste waterstandsverschillen tussen opwaartse en afwaartse zijde van de drempel. Het berekende moment rond het kantelpunt van de drempel bedraagt maximaal 0.67 kNm. |
|
