“Het Scheldegetij” (rapport BGW-0102) met oplegnotitie.
WERKDOCUMENT RIKZ/ZDA/2005.801.w Auteurs oplegnotitie : Ir. D. Dillingh & Dr. J. Graveland februari 2005 Auteur rapport ‘Het Scheldegetij’ : Ir. T. Pieters, Bureau Getijdewateren juni 2002
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INHOUDSOPGAVE ............................................................................................................9 SAMENVATTING.............................................................................................................11 1
VOORWOORD ...................................................................................................13
2
INLEIDING..........................................................................................................16
2.1 2.2 2.3
DOEL EN INHOUD VAN DE STUDIE ............................................................................16 OPZET EN AANPAK VAN DE STUDIE ..........................................................................17 DE INHOUD VAN DIT RAPPORT .................................................................................19
3
DE FYSICA VAN HET GETIJ, VAN OCEAAN NAAR ESTUARIUM .......................................................................................................20
3.1 3.2
DE INHOUD VAN DIT HOOFDSTUK ............................................................................20 HET GLOBALE GETIJ: OPWEKKING, ONDERHOUDING, VOORTPLANTING EN UITDEMPING ............................................................................................................21
3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.5 3.2.6 3.2.7 3.2.8 3.2.9 3.3 3.3.1 3.4 3.5 3.6 3.6.1
De fysische basiswetten van de getijbeweging.......................................................21 de krachten die de getijbeweging bepalen .............................................................21 zwaartekracht, getijverwekkende kracht en kracht van Coriolis ...........................22 de getijverwekkende krachten ................................................................................23 de getijbeweging op de oceanen ............................................................................24 het Coriolis-effect ..................................................................................................25 aanvoer, transport, reflectie en verlies van getijgolfenergie .................................27 shoaling en reflectie...............................................................................................28 opwekking, onderhoud, voortplanting en demping van het globale getij ..............29 DE VOORTPLANTING VAN EEN GETIJGOLF ...............................................................29 de voortplanting van een storing in open water ....................................................30 DE WATERBEWEGING IN EEN GETIJGOLF .................................................................31 DE EERSTE-ORDE VERVORMING VAN EEN AANVANKELIJK ZUIVERE LOPENDE PERIODIEKE GOLF.....................................................................................32 DE VOORTPLANTING VAN EN DE WATERBEWEGING IN EEN GETIJGOLF IN EEN ESTUARIUM ......................................................................................................33 de transmissie en reflectie bij profielveranderingen..............................................33
4
DE MATHEMATISCHE BESCHRIJVING VAN DE WATERBEWEGING IN EEN GETIJGOLF ...................................................35
4.1
MATHEMATISCH BESCHRIJVING EN KWANTITATIEVE BENADERING VAN DE GETIJBEWEGING VAN WATER...................................................................................35 DE ÉÉNDIMENSIONALE LANGE-GOLFVERGELIJKINGEN: CONTINUÏTEITSVERGELIJKING EN BEWEGINGSVERGELIJKING...................................36 DE INVLOED VAN NIET-LINEAIRE MECHANISMEN OP DE GETIJVOORTPLANTING EN DE BESCHRIJVING DOOR HOGERE HARMONISCHEN EN SAMENGESTELDE PARTIËLE GETIJDEN ......................................36 DE LINEAIRE BENADERING VAN DE GETIJBEWEGING MET DE HARMONISCHE METHODE ................................................................................................................37
4.2 4.3 4.4
G
4.4.1 4.4.2 4.4.3 4.4.4 4.4.5 4.5 4.5.1
mogelijkheden en beperkingen van de lineaire benadering met de harmonische methode ............................................................................................37 de ééndimensionale continuïteitsvergelijking en gelineariseerde bewegingsvergelijking ...........................................................................................37 waterstandsverloop en debietverloop in ruimte en tijd volgens de harmonische benadering........................................................................................38 eigenschappen inlopende en teruglopende golf.....................................................39 fysische verklaring .................................................................................................40 EEN SIMULATIEMODEL VAN HET SCHELDEGETIJ OP BASIS VAN DE HARMONISCHE METHODE........................................................................................42 harmonische benadering van de getijvoortplanting met een netwerkmodel 42
5
BESCHRIJVING EN VERKLARING VAN HET SCHELDEGETIJ: OORSPRONG EN KARAKTERISTIEKEN ....................................................44
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6
DE INHOUD VAN DIT HOOFDSTUK ............................................................................44 HET GETIJ OP DE NOORDZEE ...................................................................................44 HET GETIJ LANGS DE ZUIDNEDERLANDSE EN VLAAMSE KUST .................................45 HET GETIJ IN HET MONDINGSGEBIED .......................................................................47 DE GETIJVOORTPLANTING IN WESTERSCHELDE EN ZEESCHELDE ............................47 SIGNIFICANTE VERANDERINGEN VAN DE GETIJKARAKTERISTIEKEN IN HET VERLEDEN ..............................................................................................................51
5.6.1 5.6.2
De ontwikkeling van het dagelijkse getij in de afgelopen eeuw.............................51 De ontwikkeling van de doordringing van stormvloeden in de afgelopen eeuw .......................................................................................................................58
6
ANALYSE VAN HET SCHELDEGETIJ UIT SIMULATIES MET DE HARMONISCHE METHODE ....................................................................64
6.1 6.2 6.3 6.4
DE INHOUD VAN DIT HOOFDSTUK ............................................................................64 ANALYSE VAN HET GETIJ IN DE HUIDIGE SITUATIE ...................................................64 ANALYSE VAN OPGETREDEN VERANDERINGEN IN HET GETIJ ...................................69 BENADERINGEN VAN NIET-LINEAIRE INVLOEDEN ....................................................73
7
CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN ...........................................................75
7.1 7.2
CONCLUSIES ............................................................................................................75 AANBEVELINGEN.....................................................................................................75
LITERATUUR ...................................................................................................................77
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Voorwoord
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Inleiding
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De fysica van het getij, van oceaan naar estuarium
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3.1. 4
de inhoud van dit hoofdstuk : # !%
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3.2.
Het globale getij: opwekking, onderhouding, voortplanting en uitdemping
3.2.1.
De fysische basiswetten van de getijbeweging
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4.
De mathematische beschrijving van de waterbeweging in een getijgolf 2222222222222222222222
4.1.
mathematisch beschrijving en kwantitatieve benadering van de getijbeweging van water %
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4.2.
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4.4.
De lineaire benadering van de getijbeweging met de harmonische methode
4.4.1.
mogelijkheden en beperkingen van de lineaire benadering met de harmonische methode
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4.5.
Een simulatiemodel van het Scheldegetij op basis van de harmonische methode.
4.5.1.
harmonische benadering van de getijvoortplanting met een netwerkmodel
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5.
Beschrijving en verklaring van het Scheldegetij: oorsprong en karakteristieken
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5.5.
De getijvoortplanting in Westerschelde en Zeeschelde
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100 Rupel Durme
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160
120 Dendermonde
160 Melle
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gemiddeld getij
springtij
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-1,5 -2,0
LW-verloop
-2,5 0 Vliss
20 Tern
40 Hansw
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60 Liefk
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5.6.
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Ze
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1931-1940
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1931-1940
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0,0 -0,5 -1,0 -1,5 -2,0 -2,5 -60
-40
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Oostende Zeebrugge
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1931-1940
1941-1950
100 120 140 160 Rupel Durme Denderm Mell e
1951-1960
1961-1970
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HW-standen in m tov NAP
0,0 -0,5 -1,0 -1,5 -2,0 -2,5 -60 -40 -20 0 20 Oostende Zeebrugge Vlissingen Tern
40 60 80 Hansw Bath Liefk Antw
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1931-1940
1941-1950
1951-1960
1961-1970
1971-1980
1981-1990
3,5
3,0
HW-standen in m tov NAP
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2,0
1,5
1,0
0,5 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 Oostende Zeebrugge Vlissingen Tern Hansw Bath Liefk Antw Rupel Durme Denderm afstand in km tov Vlissingen
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1961-1970
1971-1980
1981-1990
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1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4 -60 -40 -20 oostende zeebrugge
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1954
1966
1928
1930
1943
1949
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1916
1928
1930
1943
1954
1966
1973
1976
1977
1949
1953
5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 -60 -40 -20 oostende zeebrugge
0 vlissingen
20 40 60 80 100 120 140 160 tern hansw bath liefk antwerpen mondrupel dendermonde melle afstand in km tov Vlissingen
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1986
1966
1973
1976
1977
5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 -60 -40 -20 oostende zeebrugge
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40 60 80 100 120 140 160 hansw bath liefk antwerpen m ondrupel denderm onde m elle
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1906
1930
1953
1966
1973
1976
1983
1984
1986
1990(1)
1990(2)
1990(3)
1977
5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 -60 -40 -20 oostende zeebrugge
0 vlissingen
20 tern
40 60 80 100 120 140 160 hansw bath liefk antwerpen m ondrupel denderm onde m elle
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6.
Analyse van het Scheldegetij uit simulaties met de harmonische methode
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6.1.
de inhoud van dit hoofdstuk /
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6.2.
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0,8
-140
0,4
-160
0,0 -60
-40
-20
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80
100
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plaats en afstand langs Schelde-estuarium (km tov Vlissingen)
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weerst/traagh-gemtij
weerst/traagh-springtij
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1,4
6,0
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5,0
1,0
4,0
0,8
3,0
0,6
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6.4.
Benaderingen van niet-lineaire invloeden )
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7.
Conclusies en aanbevelingen
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7.1. •
conclusies
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