Weerstand tegen stroming in de Gorai rivier

In deze studie wordt de weerstand tegen strorning in de Gorai rivier onderzocht. Als basis voor deze studie zijn veldmetingen gebruikt die gedaan zijn door een joint venture van Baggermaatschappijen onder leiding van Koninklijke Boskalis Westminister. Deze studie is gedaan in opdracht van Koninklijke Boskalis Westminister. De ruwheid is een bepalende factor in de wisselwerking tussen waterafvoer en sedimenttransport. Ook vereisen simulaties van waterbeweging en sedimenttransport middels computermodellen een nauwkeurig beeld van de ruwheid. Twee hoofdvraagstellingen worden in deze studie beantwoord: 1. In welke mate verandert de weerstand tegen strorning in de Gorai rivier gedurende dalende waterstanden. 2. In hoeverre voorspellen bestaande ruwheidvoorspellers de stromingsweerstand in de Gorai. Alvorens een samenvatting te geven van het gedane onderzoek naar weerstand tegen stroming worden eerst een aantal kenmerken en eigenschappen van de Gorairivier beschreven. De gemiddelde afvoeren van de Gorai varieren van ongeveer 50 m3/s tijdens laagwater in de maanden maart en april tot 5000 m3/s in de maanden augustus en september. Het waterstandsverschil tussen hoog en laagwater kan oplopen tot ca. 10 meter. De bedding van de Gorairivier bestaat overwegend uit zeer fijn cohesieloos alluviaal materiaal. De korreldiameter waarbij 50% en 90% gewichtspercentage van het zand een kleinere diameter heeft (D50, D90), bedraagt respectievelijk 134 en 211 micron. In de bodemmonsters wordt soms een zeer groot gewichtspercentage silt gevonden (D < 63 micron). De rivier is overwegend meanderend, maar heeft ook vlechtende kenmerken, met name in de eerste 15 km vanaf het splitsingspunt. Met het I-dimensionaal computermodel Sobek is de ruwheidsparameter onderzocht op de tijdstippen waarop de ruwheidswaarden berekend zijn. Op deze manier kan een vergelijking worden gemaakt tussen de in het model gekalibreerde ruwheidsparameter en de ruwheidsparameter berekent uit over het riviervak gemiddelde dwarsprofielconfiguraties en een aangenomen constant waterspiegelverhang. De gekalibreerde ruwheidswaarden wijken nogal eens af van berekende ruwheidswaarden. Dit is te wijten aan het feit dat in de berekening geen rekening wordt gehouden met afwijking van individuele dwarsprofielgeometrie t.o.v. het gemiddelde, wat in de Gorai vaak het geval is. Ook de aanname van constant waterspiegelverhang over een riviervak introduceert fouten in de berekening. Uit de simulaties blijkt dat het waterspiegelverhang zich concentreert over gedeelten waar het doorstroomoppervlak vemauwt. De plaats hiervan komt overeen met in het veld geobserveerde probleemlocaties. Er is ook getracht de waterbeweging te voorspellen over een korte periode van ongeveer twee weken, waarbij een vaste bodem wordt aangenomen en de gekalibreerde ruwheidswaarden constant worden gehouden. Door deze aannames blijkt het model al snel de gemeten waterstanden niet meer accuraat te voorspellen, en daarmee wordt de voorspellingswaarde gering. Tijdens het veldonderzoek in Bangladesh is getracht gegevens te verzamelen over het sedimenttransport in de Gorai en Ganges. De beschikbare gegevens van december, januari en februari zijn op een rijtje gezet. Er is geprobeerd een relatie te geven tussen stroomsnelheid en sedimenttransport per meter breedte en tussen water- en sedimentafvoer. Alleen het zwevend transport is gemeten omdat het onmogelijk bleek met de beschikbare instrumenten het bodemtransport te meten. Uit een analyse blijkt echter dat de valsnelheid van het sediment klein is t.o.v. de schuifspanningssnelheid. Daarom mag worden aangenomen dat in de morfologisch actieve periode het zwevend transportmechanisme overheerst. Het verdient aanbeveling dit te verifieren met het meten van bodemtransport. Er zijn te weinig metingen gedaan om hierop kwantitatieve conclusies te baseren. Er zijn meer gegevens over het sedimenttransport nodig om een sedimenttransportformule accuraat te kalibreren.Hydraulic EngineeringCivil Engineering and Geoscience