Variant 2

In de tweede variant is sprake van de kasteeltorens die ‘uitbuiken’ in de ontkluisde beek. In deze variant is nog geen sprake van voorzetwanden of andere beschermingsconstructies. We volgen zo strak mogelijk de contouren van de torens, zoals ingemeten door bureau Vissers Ploegmakers. Er is evenwel aan de kasteelzijde geen sprake van een faunapassage. Die is aan de overzijde wel aanwezig.

Om het ontwerp zo goed mogelijk te kunnen verwerken in de modelschematisatie in HEC-RAS converteren we de Autocad-tekeningen naar Shapefiles en laden die in in QGis. Van daaruit bouwen we de polygonen voor de kokerbak en faunapassage op.

Implementatie polygonen voor de kokerbak en faunapassage in variant 2.

Hoogteraster

Net als bij het oorspronkelijke DO schematiseren we de ontkluisde beek door hem ‘in te branden’ in het terreinmodel. In dit geval werken we echter niet met een rechte betonnen bak maar houden we rekening met de rondingen van de kasteeltorens. Er is in deze variant nog geen sprake van eventuele beschermingsconstructies en voorzetwanden die de kasteelmuur moeten beschermen tegen binnendringend water.

Zowel voor de kokerbak als de faunapassage (alleen aan te leggen aan rechterzijde beek) geldt dat die een bodemverhang hebben.

Als referentie voor het ‘inbranden’ van de koker en faunapassages gebruiken we het raster DTM_5CM_GAPFILL_GEBOUWEN. Dit is het terreinmodel waarin de gaten al zijn dicht-geïnterpoleerd en de hoogte van gebouwen is toegevoegd.

Met HydroToolbox ‘branden’ we als het ware de kokerbak in in het hoogteraster. Ditzelfde doen we voor de faunapassages. In het geval van de kokerbak geldt een gradiënt in het bodemverloop, dus hebben we daarvoor een nieuwe functionaliteit ontwikkeld die we hier inzetten.

De resulterende bestanden noemen we resp. DTM_5CM_GAPFILL_GEBOUWEN_KOKERBAK en DTM_5CM_GAPFILL_GEBOUWEN_KOKERBAK_FAUNA

Inbranden van de kokerbak in het hoogteraster.

We rekenen met een bodemverhang tussen de volgende twee locaties:

1. Net benedenstrooms van Engelenkamp
   • Bodem kokerbak: 41.06 m NAP
   • Hoogte faunapassage: 41.66 m NAP
2. Net bovenstrooms van het kruispunt met Voorstad
   • Bodem kokerbak: 40.75 m NAP
   • Hoogte faunapassage: 41.25 m NAP

Als hoek van de gradiënten nemen we aan: 10 graden t.o.v. noord.

Het resulterende hoogteraster ziet er als volgt uit.

Implementatie hoogteraster variant 2.

Schematisatiekeuzes

Om zoveel mogelijk consistent te zijn met de schematisatie van het oorspronkelijk DO hanteren we ook hier een celresolutie van 20 cm. Hiermee kan meer voldoende nauwkeurig de uitbuikingen van de kasteeltorens worden gesimuleerd.

Numerieke instellingen

Om te beginnen hebben we (uiteraard) de ondiepwatervergelijkingen (Shallow Water Equations) geactiveerd. Met de standaardmethode (Diffusion Wave Approximation) worden namelijk de versnellingstermen weggelaten en kunnen zaken als turbulentie niet worden berekend.

Als hydraulische ruwheid hanteren we dezelfde waarde alsin SOBEK: n-Manning = 0.0333 (K-strickler = 30). Dit is de ruwheid voor een goed onderhouden beekbodem. De keuze indertijd was gestoeld op het feit dat de wanden van de ontkluisde beek zouden bestaan uit stapelstenen.

Voor de turbulentie is de optie ‘conservative’ gekozen en hebben we in eerste aanleg conservatieve waarden aangenomen voor de coëfficiënten voor transversale en longitudinale menging.

Uitkomsten

Aan bovenstroomse zijde van Casa Mia ontstaat een evenwichtswaterstand onder T=100-afvoer van 44.33 m + NAP.

Dit is ca. 6 cm hoger dan in het DO. Dit verschil kan worden toegeschreven aan het uitbuiken van de kasteeltorentjes in de beek. Verder naar bovenstrooms toe neemt het verschil af. Bij de Engelenkamp is het al niet meer merkbaar.

De stroomsnelheden blijven overal onder de 3 m/s.

Als we de stroompaden volgen met virtuele deeltjes (particle tracking) zien we dat aan de kopse kant van Casa Mia een werveling (neer) ontstaat. Dit is conform verwachting omdat de doorstroombreedte van de beek vanaf die plek afneemt.

Stroombeeld bij Casa Mia (klik voor groot)

Deelconclusie

Het uitbuiken van de torentjes van Casa Mia heeft lokaal ca. 6 cm impact op de T=100 waterstanden. Ze veroorzaken wervelingen, zowel aan de kopse kant als tussen de torentjes in. De verhoogde waterstanden beperken zich echter tot de directe omgeving van Casa Mia. Bij de Engelenkamp zijn de verschillen al uitgedoofd. Stroomsnelheden blijven structureel onder de 3 m/s.

Implementatie polygonen voor de kokerbak en faunapassage in variant 2. Inbranden van de kokerbak in het hoogteraster. Implementatie hoogteraster variant 2.