{"refrec":{"BRefID":250659,"RR":"<b>de Vries, J.J.<\/b> (2015). On the local dynamics of currents in the estuarine Marsdiep basin. PhD Thesis. Utrecht University: Utrecht. ISBN 978-94-6228-679-5. 175 pp.","BEntID":242354,"PublicFlag":1,"CheckedFlag":0,"wosflag":null,"vabbflag":null,"RefStringPartII":". PhD Thesis. Utrecht University: Utrecht. ISBN 978-94-6228-679-5. 175 pp.","DocTypID":5,"DocType":"Book\/Monograph","MarineFlag":0,"FreshFlag":0,"BrackishFlag":0,"TerrestrialFlag":0,"Authorstring":"de Vries, J.J.","OrigTitleTranslFlag":0,"Authorstringtrunc":"de Vries, J.J.","Englishabstract":"The estuarine dynamics of the periodically-stratified Marsdiep basin are investigatedthrough a broad range of observations and numerical model simulations.Spatial surveys and long-term point measurements of velocity, salinity, temperature,density and turbulence production and dissipation are complementedwith a 1-D water column model (GOTM) and simulations of the western DutchWadden Sea (GETM\/GOTM). This thesis aims at providing a better understandingof the factors and mechanisms that determine the vertical structure of velocityin the Marsdiep basin.The spatial surveys show that the amplitude of the tidal currents in theMarsdiep basin is characterized by a great spatial variability as a result of thelarge variations in water depth. The tidal amplitude is proportional to the waterdepth, if smaller than approximately 15 m, due to the effect of bed frictionon the flow. The tidal amplitude remains relatively uniform for greaterwater depths, but the fortnightly modulation is markedly greater for these waterdepths. Therefore, the lateral shears in along-stream velocity increase fromneap to spring tide, and hence differential advection increases.In the Marsdiep basin, the tidal wave is distorted as a result of the tidebathymetryinteraction. In the ebb-dominant section of the Marsdiep basin,where most measurements are conducted, the tidal wave is characterized bygreater peak ebb than flood currents. Furthermore, the late flood phase consistsof a long period of small currents, whereas the late ebb remains subjectto large currents. The ebb current increases from neap to spring tide, whereasthe flood current remains relatively constant. The tidal distortion has a considerableimpact on the estuarine hydrodynamics.The vertical structure of the along-stream current in the main tidal channel,the Texelstroom, is modified by the ebb-flood asymmetry in bed frictionand by vertical stratification, which produce vertical profiles uncommon forstandard periodically-stratified estuaries. Generally, the superposition of thebarotropic and baroclinic pressure gradients creates vertical profiles with thenear-bed (near-surface) vertical shears in along-stream velocity greatest duringflood (ebb). In the Texelstroom, the near-bed shears are greatest duringebb due to the presence of asymmetric drag induced by the surrounding bathymetry.The large spatial variations in water depth and the variable distributionof bedforms implies that large spatial differences in drag coefficient are presentin the Marsdiep basin. A uniform profile is present in the upper part of the watercolumn during ebb, because the large ebb currents inhibit the generation ofxixii SUMMA RYvertical stratification by classical tidal straining, which generally enhances thevertical shears in the upper part of the water column.On the contrary, vertical stratification is observed during late flood, generatedby cross-stream tidal straining and differential advection. The vertical stratificationduring late flood persists because the small currents are not able to destroythe stratification. The vertical stratification dampens the vertical exchangeof momentum, which creates a mid-depth maximum in along-stream velocity.The mid-depth velocity maximum is characterized by negative vertical shearsin along-stream velocity in the upper part of the water column, which produceinternally-generated turbulence.A classical estuarine circulation is observed despite the absence of the classicaltidal straining circulation and the occurrence of flood vertical stratification,scaling well with the Simpson number. The observed estuarine circulationis characterized by great seasonal variability and is superimposed on a depthaveragedresidual current. The latter is forced by tide-bathymetry interactionand by remote wind effect. The strength of the estuarine circulation is primarilydetermined by the magnitude of the baroclinic pressure gradient and is lessdependent on tidal amplitude. The increase in tidal amplitude, and associatedmaximum vertical mixing, from neap to spring tide is less important for the stabilityof the water column, because well-mixed conditions are already presentduring peak ebb and flood of neap tide. The data suggest that the estuarine circulationis primarily generated by a non-steady gravitational circulation duringthe long period of small currents from late flood to slack before ebb, which isfurther enhanced by increased shears related to the presence of vertical stratification.The estuarine circulation increases with increased tidal mixing, i.e. fromneap to spring tide, which contrasts typical tidal straining estuaries. The increasein cross-stream tidal straining and differential advection towards springtide promotes the generation of vertical stratification during late flood, whichenhances the strength of the estuarine circulation during spring tide.Furthermore, an ebb-dominant asymmetry in lateral advection is observed inthe Marsdiep basin, which acts to reduce the strength of the estuarine circulationfor along-stream salinity gradients greater than 2.5*10?4 psu\/m. The observationssuggest that the strength of the classical estuarine circulation in theperiodically-stratified Marsdiep basin is primarily determined by the durationof the period of weak vertical mixing during late flood, the flood stratificationand the strength of the baroclinic pressure gradient.Turbulence dynamics in the Marsdiep basin varies on an intra- and inter-tidaltimescale and influences the estuarine dynamics in a variety of ways. The magnitudeof bed-generated turbulence is proportional to the strength of the tidalcurrent. Therefore, the largest turbulence production is observed during peakebb. Consequently, the bottom boundary layer persists over the entire watercolumn during most of ebb, whereas it only covers the lower 8 to 12 m of theSUMMA RY xiiiwater column during late flood, only covering the entire water column duringpeak flood. Surprisingly, bed-generated turbulence is not the only source of turbulence.Internal shears in cross-stream velocity during late flood and peak ebbcontribute between 30 and 50 percent to the total turbulent kinetic energy production.The total production approximately balances turbulent kinetic energydissipation, but only when the cross-stream component is included.The presence of vertical stratification during late flood and early ebb createsa hysteresis effect in total production: values are smaller during late floodand early ebb, when the water column is weakly-stratified, than during theopposite phases of the tide, when the water column is well-mixed. Therefore,flood stratification during late flood acts as a sink for turbulent energy, which iscommonly only observed during ebb. However, vertical stratification indirectlystimulates internal turbulence production by creating a mid-depth maximum inalong-stream velocity, which enhances the vertical shears in the water column.Summarizing, the Marsdiep basin is an estuary where a wide variety of estuarineprocesses occur, which all contribute to the vertical structure of velocity.The estuarine circulation is characterized by a highly non-steady behavior asa result of the great temporal variability in current speed and in vertical stratification.The tidal current strength, bed friction and the density gradients remainthe most important underlying factors that drive the hydrodynamics inthe periodically-stratified Marsdiep basin, despite the plentiful deviations fromstandard textbook estuaries.","AbstractOtherLang":"Een studie naar de estuariene dynamiek van het periodiek-gestratificeerde Marsdiepis uitgevoerd met behulp van een breed scala aan metingen en enkelenumerieke model simulaties. Ruimtelijke karteringen en (lange-termijn) metingenvan de snelheid, saliniteit, temperatuur, dichtheid, turbulentie productie enturbulentie dissipatie zijn aangevuld met 1-D waterkolom modelleringen metGOTM en model simulaties van de westelijke Wadden Zee met GETM\/GOTM.Het doel van dit proefschrift is om een beter inzicht te verkrijgen in de factorenen mechanismen die de vertikale structuur van de stroomsnelheid in hetMarsdiep bepalen.De ruimtelijke karteringen laten zien dat de amplitude van de getijstromingin het Marsdiep wordt gekenmerkt door een grote ruimtelijke variabiliteit veroorzaaktdoor de sterke variaties in waterdiepte. De getij-amplitude is proportioneelaan de waterdiepte als gevolg van de toenemende remmende effectenvan bodemwrijving op de stroming, wanneer deze kleiner is dan 15 m.De getij-amplitude blijft ongeveer constant voor grotere waterdieptes, maar isdaarentegen gekenmerkt door een sterke spring-doodtij variatie. Deze diepteafhankelijkevariaties in getij-amplitude leiden tot een toename in laterale scheringvan de langsstroming van dood- naar springtij, waardoor differenti\u00eble advectieook toeneemt.Karakteristiek voor de getijgolf in het Marsdiep is een vervorming door deinteractie van het getij met de bathymetrie. In het eb-dominante gedeelte vanhet Marsdiep, waar de meeste metingen verricht zijn, is de getijgolf gekenmerktdoor grotere piek (maximale) eb dan vloed stroomsnelheden. Bovendien is delate vloed fase gekenmerkt door een lange periode van kleine stroomsnelheden,terwijl de late eb fase onderhevig is aan hoge stroomsnelheden. Verderneemt de ebstroom sterk toe van dood- naar springtij, terwijl de vloedstroomrelatief constant blijft. De vervorming van het getij heeft een grote impact opde estuariene hydrodynamica.De vertikale structuur van de langsstroming in de hoofdgeul van het Marsdiep,de Texelstroom, wordt beinvloed door een eb-vloed asymmetrie in bodemwrijvingen door de vertikale stratificatie, die resulteren in vertikale profielenatypisch voor standaard periodiek-gestratificeerde estuaria. In het algemeenleidt de superpositie van de barotrope en barocliene drukgradienten tot een vertikaalprofiel met de grootste schering bij de bodem (wateroppervlakte) tijdensvloed (eb). De grootste schering nabij de bodem in de Texelstroom is waargenomentijdens eb als gevolg van de asymmetrische bodemweerstand, ge\u00efnduxvxvi S AMENVAT T INGceerd door de complexe bathymetrie. De grote ruimtelijke variaties in waterdiepteen de ruimtelijke distributie van bedvormen in het Marsdiep implicerendat een grote ruimtelijke variabiliteit in bodemwrijving en bodemweerstand teverwachten is. Verder is de schering in het bovenste gedeelte van de waterkolomtijdens eb minimaal en wordt het profiel gekenmerkt door een uniformevorm: de sterke ebstroming verhindert het onstaan van vertikale stratificatiedoor klassieke getijschering (classical tidal straining) die normaal gesprokende gangbare toename in schering verklaart in het bovenste gedeelte van dewaterkolom.Vertikale stratificatie wordt daarentegen vooral waargenomen tijdens laatvloed, waar het ontstaat uit dwars-getijschering (cross-stream tidal straining)en differenti\u00eble advectie. De vertikale stratificatie blijft behouden tijdens laatvloed, omdat de zwakke stroomsnelheden niet in staat zijn de stratificatie tevernietigen. De vertikale stratificatie dempt de vertikale uitwisseling van impulswaardoor een mid-diepte maximum in de langsstroming onstaat. Het middieptemaximum is gekenmerkt door negatieve vertikale schering in de langsstroomrichtingin het bovenste gedeelte van de waterkolom, die intern turbulentiegenereert.Een klassieke estuariene circulatie is waargenomen in het Marsdiep ondanksde af- en aanwezigheid van respectievelijk klassieke getijschering circulatie envloed stratificatie. De estuariene circulatie is bovendien gecorreleerd aan hetSimpson getal. De geobserveerde estuariene circulatie is gekenmerkt door eengrote seizoensvariabiliteit en is gesuperponeerd op een diepte-gemiddelde residuelestroming. De laatstgenoemde wordt voornamelijk gedreven door degetij-bathymetrie interactie en door verre wind effecten gerelateerd aan grootschaligeatmosferische drukverschillen. De grootte van de estuariene circulatiewordt voornamelijk bepaald door de grootte van de barocliene drukgradient enis minder afhankelijk van de getij-amplitude. De toename in getij-amplitude, engerelateerde maximale vertikale menging, van dood- naar springtij is minderbelangrijk voor de stabiliteit van de waterkolom, omdat goed-gemengde omstandighedenal voorkomen tijdens piek eb en vloed voor doodtij condities. Dedata suggereren dat de estuariene circulatie gegenereerd wordt door een onregelmatigegravitationele circulatie die voornamelijk belangrijk is gedurendede lange periode van kleine stroomsnelheden van laat vloed tot de kenteringvoor eb en die verder versterkt wordt door de toename in vertikale schering gerelateerdaan de aanwezigheid van vloed stratificatie. De estuariene circulatieintensiveert met toenemende vertikale mixing, namelijk van dood- naar springtij,wat afwijkt van typische getijschering-gedomineerde estuaria. De toenamein dwars-getijschering en differenti\u00eble advectie richting springtij bespoedigt deformatie van vertikale stratificatie tijdens laat vloed wat de ontwikkeling vande estuariene circulatie bevordert tijdens springtij.S AMENVAT T ING xviiDaarnaast is een eb-dominante asymmetrie in laterale advectie aanwezig inhet Marsdiep voor langs-saliniteitsgradienten groter dan 2.5*10?4 psu\/m, dieeen afname in de sterkte van de estuariene circulatie veroorzaakt. De waarnemingensuggereren dat de sterkte van de estuariene circulatie in het periodiekgestratificeerdeMarsdiep voornamelijk bepaald is door de duur van de periodemet zwakke vertikale menging tijdens laat vloed, de vloed stratificatie en degrootte van de barocliene drukgradient.De dynamiek van de turbulentie in the Marsdiep varieert op een intra- eninter-getijde tijdschaal en beinvloedt de estuariene dynamica op verschillendemanieren. Nabij de bodem gegenereerde turbulentie verhoudt zich evenredigmet de sterkte van de getijstroming. De grootste turbulentie productie vindtdaarom plaats tijdens piek eb. Dienentegevolge beslaat de bodemgrenslaag degehele waterkolom tijdens het merendeel van eb, terwijl het gelimiteerd blijfttot de onderste 8 tot 12 m tijdens laat vloed, en beslaat alleen de gehele waterkolomtijdens piek vloed. Bijzonder is de observatie dat bodem-gegenereerdeturbulentie niet de enige bron van turbulentie is in het Marsdiep. Interne scheringin de dwarsstroming tijdens laat vloed en piek eb dragen tussen de 30en 50 procent bij aan de totale turbulente kinetische energie productie. De totaleproductie is ongeveer in evenwicht met de turbulente kinetische energiedissipatie, maar alleen wanneer de dwars component daarbij is inbegrepen.Verder cre\u00ebert de aanwezigheid van vertikale stratificatie tijdens laat vloeden vroeg eb een hysterese effect in turbulentie productie: waardes zijn kleinertijdens laat vloed en vroeg eb, wanneer de waterkolom licht-gestratificeerd is,dan tijdens de tegenovergestelde fases van het getij, wanneer de waterkolomgoed gemengd is. Vloed stratificatie dient daarom als een put voor turbulentekinetische energie, wat over het algemeen voornamelijk wordt waargenomentijdens eb. Echter, vloed stratificatie stimuleert indirect de ontwikkeling vanintern-gegenereerde turbulentie door het cre\u00ebren van een mid-diepte maximumin de langsstroom richting die de vertikale schering, en de turbulentie productie,in de waterkolom bevordert.Samenvattend, het Marsdiep is een estuarium waar een breed scala aan estuarieneprocessen plaats vinden, die alle bijdragen aan de vertikale structuurvan de stroming. De estuariene circulatie wordt gekenmerkt door een zeer variabeledynamiek als gevolg van de grote temporele variabiliteit in stroomsnelhedenen vertikale stratificatie. De stroomsnelheid, bodemwrijving en de dichtheidsgradientenbehoren tot de belangrijkste onderliggende factoren die de hydrodynamicain het periodiek-gestratificeerde Marsdiep aansturen, ondanks deovervloed aan afwijkingen van standaard tekstboek estuaria.","BibLvlCode":"M","StandardTitle":"On the local dynamics of currents in the estuarine Marsdiep basin","OrigTitleLangCode":"en","OrigTitleLangCodeExtended":"eng","OrigTitleLangID":15,"DateLastModified":{"date":"2024-12-10 01:33:17.368041","timezone_type":1,"timezone":"+01:00"},"UserAccessRight":null,"UserAccID":null,"AuthorKeywords":null,"OtherDescriptors":null,"Notes":null,"AnaPub":null,"MonPub":2015,"DateUpdate":"2017-01-25","DateCreate":"2015-10-21","SecASFANote":null,"ConfID":null,"PeerRev":0,"VlizCoreFlag":1,"WoScode":null,"VABBcode":null,"OpenAcc":1},"refs":null,"anarec":null,"monrec":{"MonID":250659,"ISBN":"978-94-6228-679-5","PubliDate":2015,"IssueDate":null,"Volume":null,"Issue":null,"Pagination":"175","Place":"Utrecht","Edition":null,"BRefXtra":null,"BRefXtraRR":null,"SerID":null,"SerRR":null,"Ser2BRefID":null,"Ser2RR":null,"StandardTitleSer":null,"ISSN":null,"AbbrevSer":null,"Degree":"PhD","ThesisID":250659,"InsID":null,"Acronym":null,"FullStandardName":null,"ToPubliDate":null,"SerNotes":null,"eISBN":null,"Pages":175},"serrec":null,"relations":null,"relationsRev":null,"addrec":null,"othpubs":null,"ownerships":null,"authors":[{"AutName":"de Vries","Firstname":"Jurre","Initials":"J.J.","Affiliation":null,"Discriminator":null,"CorporateFlag":0,"BEntID":242354,"AutID":201687,"OrderNr":1,"DegrID":null,"EditorFlag":0,"CorrespFlag":0,"IllustratorFlag":0,"ReviserFlag":0,"TranslatorFlag":0,"InsAcronym":"EDS","InsFSN":"Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee; Estuarine and Delta Systems","ORCID":"0000-0002-3016-5792","PersID":30001,"InsID":13657}],"mapdetails":null,"datasets":null,"monographs":null,"monparts":null,"serparts":null,"BEntOpen":242354,"BEntPrivate":null,"availability":[{"BInstID":278602,"LibID":2779,"BRefID":250659,"EmbargoDate":null,"FullEmbargoDate":null,"PhysMedID":16,"hasOCRd":1,"ShelfLocCode":"278602","RFID":null,"PaidValue":null,"Medium":"Server","Description":null,"Acronym":null,"Library":"NIOZ","DutchTerm":null,"URL":null,"ClassifID":260,"Classification":"NIOZ Open Repository","ReqLink":null,"ClassifTypID":1,"URLLocation":"https:\/\/www.vliz.be\/imisdocs\/publications\/","SubDir":1,"InternalReq":null,"LoggedInReq":null,"Disclaimer":"Disclaimer_NIOZ","DutchDisclaimer":null,"FileFormat":".pdf","FileDescr":"pdf","InsPub":1,"InsID":397,"FileFormID":6,"LendableFlag":null,"PublicFlag":1,"orderLib":"NIOZ","Notes":null,"AccConID":null,"AccessConstraint":null,"LicURL":null}],"litstyles":[{"LitStyID":7,"Style":"Dissertation"}],"thespers":[{"PersID":29846,"Surname":"Maas","Firstname":"Leo","Initials":"L.R.M.","Role":"Promotor"}],"arch2discl":805,"SERpubls":null,"MONpubls":null,"pictures":[],"thestermsPath":null,"thestermsASFA":null,"taxtermsASFA":null,"geotermsASFA":null,"collections":null,"conf":null,"proj":null,"Physdatasets":null,"spcols":{"805":{"SpName":"Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee","SpColID":805,"ParSpColID":null,"TopParID":null,"ShortName":"NIOZ","URLLocation":"https:\/\/www.vliz.be\/imis\/nioz\/imis.php?refid=","LibID":2779,"OpenRepoFlag":1,"SpTypID":1,"TopParIDNotWebsite":null,"SpColPath":"NIOZ"}},"doi":null,"publs":[{"PublID":17521,"PublName":"Utrecht University","InsID":4540,"PersID":null,"INBOID":null,"OrderNr":1}],"serparttypes":null,"monauthors":null,"MParts":null,"SParts":null,"hLibs":null,"langs":[{"BEntID":242354,"AbstractFlag":0,"LangID":15,"LangCode":"en","Lang":"English","DutchTerm":"Engels","LangCodeExtended":"eng"},{"BEntID":242354,"AbstractFlag":1,"LangID":15,"LangCode":"en","Lang":"English","DutchTerm":"Engels","LangCodeExtended":"eng"},{"BEntID":242354,"AbstractFlag":1,"LangID":41,"LangCode":"nl","Lang":"Dutch","DutchTerm":"Nederlands","LangCodeExtended":"dut"}],"urls":[{"URL":"dspace.library.uu.nl\/handle\/1874\/317821","externalID":null,"URLTypeCode":null,"URLID":41901,"URLTypID":null,"URLType":null,"URLPrefix":null}],"thesterms":null,"taxterms":null,"geoterms":null,"othterms":null,"asfacodes":null,"asfa2codes":null,"thestermsFRIS":null,"taxtermsFRIS":null,"geotermsFRIS":null,"othtermsFRIS":null,"resmessage":"","complete":1,"sessions":{"newSesName":"Marlies.Bruining@nioz.nl","newSesDate":{"date":"2015-10-21 12:07:54.670000","timezone_type":3,"timezone":"Europe\/Brussels"},"updSesName":"Marlies.Bruining@nioz.nl","updSesDate":{"date":"2017-01-25 14:02:58.067000","timezone_type":3,"timezone":"Europe\/Brussels"}}}