Handboek debietmeten in open waterlopen - Wageningen UR E-depot

STOWA 2009-41 Handboek debietmeten in open waterlopen
oktober 2009 Handboek debietmeten in open waterlopen
beïnvloed door verstoringen benedenstrooms. In een niet-éénduidige afvoerrelatie komen
effecten
merkbare
voor waarvan
effecten
de
voor
sterkte
waarvan
afhangt
de sterkte
van de
afhangt
hoogte
van
van
de
de
hoogte
waterstand,
van de waterstand,
de grootte
de
van het
debiet, de
grootte
vorm
van
van
het
de
debiet,
afvoergolf,
de vorm van
de seizoensvegetatie,
de afvoergolf, de seizoensvegetatie,
de inzet van
de
stuwen,
inzet van
sedimentatie
stuwen,
en
erosie van
sedimentatie
bodem
en
en
erosie
oevers,
van bodem
enzovoorts.
en oevers,
Niet
enzovoorts.
éénduidige
Niet éénduidige
afvoerrelatie
afvoerrelatie
zijn behandeld
zijn
in
paragraaf
behandeld
6.5.5.
in paragraaf 6.5.5.
De afvoerrelatie
De afvoerrelatie
van een
van een
meetstation
meetstation
moet
moet
empirisch
empirisch worden
worden
vastgesteld
vastgesteld
aan de
aan
hand
de
van
hand van
voldoende
voldoende
metingen
metingen
van afvoeren
van afvoeren
en
en
bijbehorende
bijbehorende waterstan
waterstanden.
den. Na
Na
het vaststellen
het vaststellen
van de
van de
afvoerrelatie
afvoerrelatie
moeten
moeten
de metingen
de metingen
worden
worden
gecontinueerd
gecontinueerd om
om
verificatie
verificatie
mogelijk
mogelijk
te maken
te maken
en
en
eventueel
eventueel
de afvoerrelatie
de afvoerrelatie
aan
aan te
te
passen.
passen.
Afwijkingen
Afwijkingen
tussen gemeten
tussen
en
gemeten
volgens de
en
afvoerre-
volgens de
afvoerrelatie
latie berekende
berekende
afvoeren
afvoeren
kunnen
kunnen
optreden
optreden
door morfologische
door morfologische
veranderingen
veranderingen
van de rivier-
van de
rivierbedding
bedding
(erosie/sedimentatie),
(erosie/sedimen tatie), veranderingen
veranderingen
in ruwheid,
in ruwheid,
bijvoorbeeld
bijvoorbeeld
door groei
door
van vege-
groei van
vegetatie,
tatie,
door
door bodemdaling
bodemdaling
(bijvoorbeeld
(bijvoorbeeld
gaswinning
gaswinning
of tektonische
of tektonische
processen) en
processen)
door hoogwa-
en door
hoogwatergolven
tergolven die
die
een
een
verandering
verandering
in het
in
verhang
het verhang
van de waterspiegel
van de waterspiegel
veroorzaken en
veroorzaken
daardoor
en
daardoor
een
een
lus
lus
(hyste
(hysteresis)
resis) in de afvoerrelatie
in de afvoerrelatie
te zien geven.
te zien geven.
6.5.3 eenDuiDige qh-relATie
Als in een bepaalde dwarsdoorsnede een aantal afvoeren is gemeten, bijvoorbeeld volgens de
velocity-area methode, kan de relatie tussen de afvoer in de meetsectie en de bijbehorende
waterstand worden bepaald. De resultaten van afvoermetingen en bijbehorende waterstanden
worden gewoonlijk uitgezet als punten in een Q-h diagram, met de afvoer (Q) op de x-as
en de waterstand (h) op de y-as. In theorie zullen deze metingen op een kromme liggen (Q ~
h3/2 6.5.3 Eenduidige Qh-relatie
Als in een bepaalde dwarsdoorsnede een aantal afvoeren is gemeten, bijvoorbeeld volgens de
velocity-area methode, kan de relatie tussen de afvoer in de meetsectie en de bijbehorende
waterstand worden bepaald. De resultaten van afvoermetingen en bijbehorende waterstanden
worden gewoonlijk uitgezet als punten in een Q-h diagram, met de afvoer (Q) op de x-as en de
waterstand (h) op de y-as. In theorie zullen deze metingen op een kromme liggen (Q ~ h
). Hierdoor kan een regressielijn worden bepaald die zo goed mogelijk de metingen benadert.
Hiervoor is een voldoende aantal metingen nodig, verdeeld over het volledige bereik van
mogelijk optredende waterstanden, teneinde een zo nauwkeurig mogelijke curve te krijgen.
3/2 ).
Hierdoor kan een regressielijn worden bepaald die zo goed mogelijk de metingen benadert.
Hiervoor is een voldoende aantal metingen nodig, verdeeld over het volledige bereik van
mogelijk optredende waterstanden, teneinde een zo nauwkeurig mogelijke curve te krijgen.
Een nauwkeuriger methode is het analytisch bepalen van de afvoerrelatie met behulp van de
Een nauwkeuriger methode is het analytisch bepalen van de afvoerrelatie met behulp van de
Chézy-vergelijking. Deze relatie kan in het algemeen worden geschreven als:
Chézy-vergelijking. Deze relatie kan in het algemeen worden geschreven als:
( ) b
h - h
Q = a ⋅ 0
met: Q : debiet (m 3 /s)
met:
Q : debiet (m3 h : waterstand /s) (m+NAP)
h0 h : waterstand : waterstand waarbij (m+NAP) juist geen afvoer meer plaatsvindt (m+NAP)
a,b h0 a,b
: constanten, : waterstand specifiek waarbij juist voor geen een afvoer bepaald meer meetstation.
plaatsvindt (m+NAP)
: constanten, specifiek voor een bepaald meetstation.
De verwachting is dat de relatie tussen Q en h een gladde polynoom is waarvan de constanten
De verwachting is dat de relatie tussen Q en h een gladde polynoom is waarvan de constanten
h0, a en b kunnen worden bepaald met:
h , a en b kunnen worden bepaald met:
0
• een lineaire kleinste kwadraten methode,
• een lineaire kleinste kwadraten methode,
• een niet-lineaire kleinste kwadraten methode,
• een niet-lineaire kleinste kwadraten methode,
• logaritmische transformatie van relatie zodat de meetpunten min of meer op een rechte
• logaritmische transformatie van relatie zodat de meetpunten min of meer op een rechte
liggen waardoor een lineair verband kan worden gelegd tussen Q en h, waaruit de con-
liggen waardoor een lineair verband kan worden gelegd tussen Q en h, waaruit de
stanten volgen.
constanten volgen.
102
97