Eigentijds rapport - Faculteit Geowetenschappen - Universiteit Utrecht

3 Werkwijze
3.1 Bodemtransport uit duinverplaatsing
3.1.1 Inleiding
Het transport van sediment over de bedding van een rivier vindt vrijwel volledig plaats door
bewegende bodemvormen, wier lengte varieert van enkele centimeters tot enkele honderden
meters. Daarbij worden bodemdeeltjes die aan de loefzijde van de bodemvormen geërodeerd zijn,
weer afgezet aan de lijzijde. Als de afmetingen en de snelheid van de bodemvormen bepaald
kunnen worden, bijvoorbeeld met bodempeilingen, dan kan het bodemtransport eenvoudig
berekend worden met de duinverplaatsingsmethode (Eng: ‘dune tracking method’).
In de volgende paragrafen wordt eerst kort ingegaan op de theoretische achtergrond van de
duinverplaatsingsmethode (§3.1.2) en de bodempeilingen die verricht zijn bij de IJsselkop
(§3.1.3). De inspectie van de databestanden en de duinvoorkomens staan beschreven in §3.1.4 en
§3.1.5. Daarna wordt beschreven hoe uit de bodempeilingen de duinkarakteristieken bepaald zijn
(§3.1.6) en hoe er gecorrigeerd is voor foutief bepaalde duinkarakteristieken (§3.1.7) en voor ruis
in de metingen (§3.1.8). Tot slot wordt ingegaan op de berekening van de gemiddelde
duinkarakteristieken en transporten en de bijbehorende onzekerheden (§3.1.9).
3.1.2 De duinverplaatsingsmethode
In de duinverplaatsingsmethode wordt het bodemtransport als volgt berekend (Bagnold 1941, Ten
Brinke et al. 1999):
q
b
= ⋅c
⋅Δ
1 2
d
met: q b het bodemtransport per meter breedte inclusief poriën [m 2 /dag], c d de migratiesnelheid
van de bodemvormen [m/dag] en Δ de hoogte van de bodemvormen [m]. Deze formule is alleen
geldig als: a) er geen netto uitwisseling is tussen het bodemtransport en het zwevend transport, b)
er geen netto transport van bodemmateriaal plaatsvindt loodrecht op de hoofdstromingsrichting, c)
al het materiaal dat wordt opgenomen aan de loefzijde van een duin ook weer afgezet wordt op de
lijzijde van dezelfde duin, d) de gemiddelde bodemligging niet verandert en e) de duinen een
driehoekig zijaanzicht hebben (Wilbers 2004). In het geval van niet-driehoekige duinen kan het
bodemtransport als volgt berekend worden:
q
b
= ⋅c
⋅Δ ⋅F
1 2
d
met: F de vormfactor [-]. Deze geeft de verhouding aan tussen het oppervlak A [m 2 ] van het
zijaanzicht van een bodemvorm en het oppervlak van een driehoek met dezelfde lengte Λ [m] en
hoogte Δ [m]:
F =
⋅Λ⋅Δ
1 2
A
3.1.3 Metingen
De bodempeilingen bij de IJsselkop zijn uitgevoerd door de meetdienst van Rijkswaterstaat Directie
Oost-Nederland met het onderzoeksschip de ‘Krayenhof’. Dit schip was uitgerust met een
multibeam echosounder, zodat met één scan de bodemhoogte gemeten kon worden in een strook
rivierbodem van 20-30 meter breed. De metingen zijn uitgevoerd tijdens de afvoergolven van
november 2002 (6 metingen) en januari 2004 (10 metingen), waarbij steeds twee metingen op
één meetdag uitgevoerd zijn. De afvoergolven hadden vrijwel dezelfde piekafvoer (in 2002 6490
m 3 /s bij Lobith en in 2004 6740 m 3 /s), maar de afvoergolf van 2002 duurde veel langer (fig. 4).
Een meting bestond uit 5 à 10 parallele meetraaien in het Pannerdensch Kanaal en de Nederrijn
en 4 à 5 parallelle meetraaien in de IJssel, die samen gebiedsdekkende bodemhoogtegegevens
leverden voor de gehele breedte tussen de kribkoppen, en wel tussen rivierkilometer 877.5 en
880.0. De raaien zijn steeds met de vaarrichting meegevaren, dus met de stroming mee in de
4