PA014_3 WL rapporten
GGG Zennegat Controlemetingen 2017-2018 in- en uitgaande debieten en sedimentbalans ter hoogte van het GGG DEPARTEMENT MOBILITEIT & OPENBARE WERKEN
waterbouwkundiglaboratorium.be
GGG Zennegat Controlemetingen 2017-2018 in- en uitgaande debieten en sedimentbalans ter hoogte van het GGG
Cornet, E.; Vereecken, H.; Vandenbruwaene, W.; Deschamps, M.; Mostaert, F.
Cover figuur © Vlaamse overheid, Departement Mobiliteit en Openbare Werken, Waterbouwkundig Laboratorium Juridische kennisgeving Het Waterbouwkundig Laboratorium is van mening dat de informatie en standpunten in dit rapport onderbouwd worden door de op het moment van schrijven beschikbare gegevens en kennis. De standpunten in deze publicatie zijn deze van het Waterbouwkundig Laboratorium en geven niet noodzakelijk de mening weer van de Vlaamse overheid of één van haar instellingen. Het Waterbouwkundig Laboratorium noch iedere persoon of bedrijf optredend namens het Waterbouwkundig Laboratorium is aansprakelijk voor het gebruik dat gemaakt wordt van de informatie uit dit rapport of voor verlies of schade die eruit voortvloeit. Copyright en wijze van citeren © Vlaamse overheid, Departement Mobiliteit en Openbare Werken, Waterbouwkundig Laboratorium 2021 D/2021/3241/018 Deze publicatie dient als volgt geciteerd te worden: Cornet, E.; Vereecken, H.; Vandenbruwaene, W.; Deschamps, M.; Mostaert, F. (2021). GGG Zennegat - Controlemetingen 2017-2018 in- en uitgaande debieten en sedimentbalans ter hoogte van het GGG. Versie 2.0. WL Rapporten, PA014_3. Waterbouwkundig Laboratorium: Antwerpen. Overname uit en verwijzingen naar deze publicatie worden aangemoedigd, mits correcte bronvermelding. Documentidentificatie Opdrachtgever: Keywords (3-5): Kennisdomeinen:
De Vlaamse Waterweg Ref.: WL2021RPA014_3 GGG, debiet, waterbalans, sedimentbalans Hydraulica en sediment > Morfologie > Sedimentbalans > in-situ metingen Hydraulica en sediment > Morfologie > Intergetijdengebieden > in-situ metingen
Tekst (p.): Vertrouwelijk:
6 ܈Nee
Auteur(s):
Cornet, E.
Bijlagen (p.): ܈Online beschikbaar
8
Controle Naam Revisor(en):
Vereecken, H.
Handtekening Getekend door:Hans Vereecken (Signatu Getekend op:2021-01-28 09:15:03 +01:0 Reden:Ik keur dit document goed
Getekend door:Wouter Vandenbruwaene Getekend op:2021-01-28 11:41:48 +01:0 Reden:Ik keur dit document goed
Projectleider:
Vandenbruwaene, W.
Goedkeuring Verantwoordelijke HIC:
Getekend door:Maarten Deschamps (Sig Getekend op:2021-01-28 13:06:52 +01:0 Reden:Ik keur dit document goed
Deschamps, M. Getekend door:Frank Mostaert (Signatur Getekend op:2021-01-28 16:05:19 +01:0 Reden:Ik keur dit document goed
Afdelingshoofd:
F-WL-PP10-1 Versie 7 Geldig vanaf 03/01/2017
Mostaert, F.
GGG Zennegat - Controlemetingen 2017-2018 in- en uitgaande debieten en sedimentbalans ter hoogte van het GGG
Abstract Ter controle van de berekeningen uitgevoerd in het kader van project 00_075 werd gevraagd om ter hoogte van het bestaande Gecontroleerde Gereduceerde Getijgebied (GGG) Zennegat langs de Dijle te Mechelen een controlemeting uit te voeren van het in- en uitgaande debiet (watervolume) en van de in- en uitgaande sedimentvrachten (sedimentbalans) gedurende een volledige tijcyclus (13-uursmeting). Op 26/09/2017 (middeltij- tot doodtijcondities) en 13/09/2018 (springtijcondities) werd gedurende 13 uur stroomsnelheid (debiet) en sedimentconcentratie gemeten van het water dat ter hoogte van de in- en uitwateringsconstructie het gebied instroomde tijdens vloed en weer uitstroomde in de ebfase. Op basis van de metingen kunnen we stellen dat tijdens de inwatering in 2017 meer dan 4 ton sedimenten in het GGG Zennegat werden binnengebracht, waarvan ongeveer 2 het gebied terug verlaat tijdens de uitwatering. Tijdens de meting in 2018 kwam meer dan 15 ton sediment het gebied binnen, waarvan meer dan 6 ton terug buitenstroomde.
Definitieve versie
WL2021RPA014_3
III
F-WL-PP10-1 Versie 7 Geldig vanaf 03/01/2017
GGG Zennegat - Controlemetingen 2017-2018 in- en uitgaande debieten en sedimentbalans ter hoogte van het GGG
Inhoudstafel Abstract ............................................................................................................................................................ III Inhoudstafel....................................................................................................................................................... V Lijst van de tabellen .......................................................................................................................................... VI Lijst van de figuren .......................................................................................................................................... VII 1
Inleiding ..................................................................................................................................................... 1
2
Resultaten controlemetingen in- en uitgaande debieten en sedimentvrachten ...................................... 2 2.1
13-uursmeting van 26/09/2017 ........................................................................................................ 2
2.2
13 uursmeting van 13/09/2018 ......................................................................................................... 4
Bijlage 1
configuratie Streampro ADCP...................................................................................................... B1
Bijlage 2
logboek metingen 26/09/2017 .................................................................................................... B4
Bijlage 3
analyseresultaten sedimentlabo waterstalen in- en uitwatering 26/09/2017 ........................... B5
Bijlage 4
analyseresultaten sedimentlabo waterstalen in- en uitwatering 13/09/2018 ........................... B7
Definitieve versie
WL2021RPA014_3
V
GGG Zennegat - Controlemetingen 2017-2018 in- en uitgaande debieten en sedimentbalans ter hoogte van het GGG
Lijst van de tabellen Tabel 1 – Samenvatting debietmetingen en sedimentbalans tijdens de in- en uitwatering op 26/09/2017 ... 4 Tabel 2 – Samenvatting debietmetingen en sedimentbalans tijdens de in- en uitwatering op 13/09/2018 ... 6
VI
WL2021RPA014_3
Definitieve versie
GGG Zennegat - Controlemetingen 2017-2018 in- en uitgaande debieten en sedimentbalans ter hoogte van het GGG
Lijst van de figuren Figuur 1 – Situering GGG Zennegat en beeld in- en uitwateringsconstructie ................................................... 1 Figuur 2 – StreamPro ADCP ............................................................................................................................... 2 Figuur 3 – Multiparametertoestel YSI6920V2 ................................................................................................... 2 Figuur 4 – verloop peil in het GGG Zennegat op de Dijle te Mechelen en gemeten en geschat debiet ter hoogte van de in-en uitlaatconstructie op 26/09/2017 ................................................................................................ 3 Figuur 5 – GGG Zennegat, 26/09/2017: verhouding gemeten turbiditeit en de sedimentconcentraties van de opgepompte waterstalen bij de in- en uitwatering .......................................................................................... 3 Figuur 6 – verloop peil in het GGG Zennegat op de Dijle te Mechelen en gemeten en geschat debiet ter hoogte van de in-en uitlaatconstructie op 13/09/2018 ................................................................................................ 5 Figuur 7 – GGG Zennegat, 13/09/2018: verhouding gemeten turbiditeit en de sedimentconcentraties van de opgepompte waterstalen bij de in- en uitwatering .......................................................................................... 5
Definitieve versie
WL2021RPA014_3
VII
GGG Zennegat - Controlemetingen 2017-2018 in- en uitgaande debieten en sedimentbalans ter hoogte van het GGG
1 Inleiding Ter controle van de berekeningen uitgevoerd in het kader van project 00_075 werd gevraagd om ter hoogte van het bestaande Gecontroleerde Gereduceerde Getijgebied (GGG) Zennegat langs de Dijle te Mechelen (figuur 1) een controlemeting uit te voeren van het in- en uitgaande debiet (watervolume) en van de in- en uitgaande sedimentvrachten (sedimentbalans) gedurende een volledige tijcyclus (13-uursmeting). Op 26/09/2017 en 13/09/2018 werd gedurende 13 uur stroomsnelheid (debiet) en sedimentconcentratie gemeten van het water dat ter hoogte van de in- en uitwateringsconstructie het gebied instroomde tijdens vloed en weer uitstroomde in de ebfase. Figuur 1 – Situering GGG Zennegat en beeld in- en uitwateringsconstructie
Definitieve versie
WL2021RPA014_3
1
GGG Zennegat - Controlemetingen 2017-2018 in- en uitgaande debieten en sedimentbalans ter hoogte van het GGG
2 Resultaten controlemetingen in- en uitgaande debieten en sedimentvrachten 2.1 13-uursmeting van 26/09/2017 Ter hoogte van de in- en uitlaatconstructie werd tijdens de inwatering van het gebied gemeten met een Streampro ADCP (figuur 2) aan de rivierkant van de constructie. Het toestel werd steeds verplaatst van de ene zijde van de constructie naar de andere, zodat een volledig beeld van de ingaande debieten kon bepaald worden. Wanneer de inwatering gestopt was, werd tijdens de uitwatering het uitgaande debiet op gelijkaardige manier gemeten, ditmaal aan gebiedkant. Tevens werden zowel tijdens de in- als uitwatering continue turbiditeitsmetingen, uitgedrukt in NTU uitgevoerd met een YSI6920V2 multiparametersonde (Figuur 3). Tijdens de inwatering werden 30 waterstalen van 500 ml opgepompt met een dompelpomp. Tijdens de uitwatering werden 39 pompstalen genomen van het water dat het gebied terug uitstroomde. De waterstalen werden nadien in het sedimentlabo van het Waterbouwkundig Laboratorium geanalyseerd op sedimentconcentratie, d.i. het aantal mg/l sediment in suspensie. Een overzicht van de configuratie van de Streampro ADCP vindt u in bijlage 1. Het logboek van de metingen is weergegeven in bijlage 2. Figuur 2 – StreamPro ADCP
Figuur 3 – Multiparametertoestel YSI6920V2
De meting van de uitwatering werd pas met succes gestart ongeveer 20 minuten na het begin ervan. Figuur 4 toont zowel de gemeten in- als uitwateringsdebieten, als deze die werden ingeschat. De inschatting gebeurde op basis van de waterstanden opgemeten in het gebied aangevuld met visuele waarnemingen van de terreinmensen die de metingen uitvoerde. Wanneer we de uit de 69 opgepompte waterstalen geanalyseerde mg/l sedimentconcentratie uitzetten ten opzichte van de continue NTU turbiditeitsregistraties van de YSI op hetzelfde moment bekomen we de plot in figuur 5. Hieruit kunnen we via een lineaire fit een omrekeningsformule afleiden zodat alle turbiditeiten kunnen omgerekend worden naar mg/l sedimentconcentratie, zodat voor de ganse meting de sedimentbalans kan opgesteld worden (tabel 1). Tabel 1 toont voor de inwatering en de uitwatering ook nog enkele andere kenmerkende getallen die voortvloeien uit de metingen.
2
WL2021RPA014_3
Definitieve versie
GGG Zennegat - Controlemetingen 2017-2018 in- en uitgaande debieten en sedimentbalans ter hoogte van het GGG
Op basis van de sedimentconcentratiemetingen en de uitgewisselde volumes water kunnen we stellen dat tijdens de inwatering meer dan 4 ton sedimenten in het GGG Zennegat worden binnengebracht. Ongeveer 2 ton of ongeveer 50% van dit sediment verlaat het gebied tijdens de uitwatering. Figuur 4 – verloop peil in het GGG Zennegat op de Dijle te Mechelen en gemeten en geschat debiet ter hoogte van de in-en uitlaatconstructie op 26/09/2017
Figuur 5 – GGG Zennegat, 26/09/2017: verhouding gemeten turbiditeit en de sedimentconcentraties van de opgepompte waterstalen bij de in- en uitwatering
Definitieve versie
WL2021RPA014_3
3
GGG Zennegat - Controlemetingen 2017-2018 in- en uitgaande debieten en sedimentbalans ter hoogte van het GGG Tabel 1 – Samenvatting debietmetingen en sedimentbalans tijdens de in- en uitwatering op 26/09/2017 (tijd in MET)
2.2 13 uursmeting van 13/09/2018 Ter hoogte van de in- en uitlaatconstructie werden de debieten tijdens de in- en uitwatering van het gebied gemeten op 13/09/2018 met een Streampro ADCP. De ADCP werd tijdens de inwatering aan de rivierkant van de constructie gesleept van de ene zijde van de constructie naar de andere, zodat een volledig beeld van de ingaande debieten kon bepaald worden. Toen de uitwatering begon werd het uitgaande debiet op gelijkaardige manier gemeten, ditmaal aan gebiedkant. Een overzicht van de configuratie van de Streampro ADCP vindt u in bijlage 1. Figuur 6 toont zowel de gemeten in- als uitwateringsdebieten, als deze die werden ingeschat. De inschatting gebeurde op basis van de waterstanden opgemeten in het gebied aangevuld met visuele waarnemingen van de terreinmensen die de metingen uitvoerde. Gelijktijdig werden tijdens de in- en uitwateringsfase continue turbiditeitsmetingen, uitgedrukt in NTU, uitgevoerd met een YSI6920V2 multiparametersonde. Tijdens de inwatering werden 36 waterstalen van 500 ml opgepompt met een dompelpomp ter bepaling van het aantal mg/l sediment in suspensie (bijlage 4). Tijdens de uitwatering werden 57 pompstalen genomen van het water dat het gebied terug uitstroomde. De waterstalen werden nadien in het sedimentlabo van het Waterbouwkundig Laboratorium geanalyseerd op sedimentconcentratie. Figuur 7 geeft de verhouding weer tussen de sedimentconcentratie (mg/l) en de simultaan gemeten turbiditeit (NTU). Hieruit kunnen we via een lineaire fit een omrekeningsformule afleiden zodat alle turbiditeiten kunnen omgerekend worden naar mg/l sedimentconcentratie, zodat voor de ganse meting de sedimentbalans kan opgesteld worden (tabel 2). Tabel 2 toont voor de inwatering en de uitwatering ook nog enkele andere kenmerkende getallen die voortvloeien uit de metingen. Wanneer we de uit de 93 opgepompte waterstalen geanalyseerde mg/l sedimentconcentratie uitzetten ten opzichte van de gelijktijdig gemeten continue NTU turbiditeitsregistraties van de YSI, dan bekomen we de plot in figuur 7. Op basis van de sedimentconcentratiemetingen en de uitgewisselde volumes water kunnen we stellen dat tijdens de inwatering meer dan 15 ton sedimenten in het GGG Zennegat worden binnengebracht. Ongeveer 6 ton of ongeveer 40% van dit sediment verlaat het gebied tijdens de uitwatering.
4
WL2021RPA014_3
Definitieve versie
GGG Zennegat - Controlemetingen 2017-2018 in- en uitgaande debieten en sedimentbalans ter hoogte van het GGG Figuur 6 – verloop peil in het GGG Zennegat op de Dijle te Mechelen en gemeten en geschat debiet ter hoogte van de in-en uitlaatconstructie op 13/09/2018
Figuur 7 – GGG Zennegat, 13/09/2018: verhouding gemeten turbiditeit en de sedimentconcentraties van de opgepompte waterstalen bij de in- en uitwatering
Definitieve versie
WL2021RPA014_3
5
GGG Zennegat - Controlemetingen 2017-2018 in- en uitgaande debieten en sedimentbalans ter hoogte van het GGG Tabel 2 – Samenvatting debietmetingen en sedimentbalans tijdens de in- en uitwatering op 13/09/2018 (tijd in MET)
6
WL2021RPA014_3
Definitieve versie
GGG Zennegat - Controlemetingen 2017-2018 in- en uitgaande debieten en sedimentbalans ter hoogte van het GGG
Bijlage 1 configuratie Streampro ADCP
Definitieve versie
WL2021RPA014_3
B1
GGG Zennegat - Controlemetingen 2017-2018 in- en uitgaande debieten en sedimentbalans ter hoogte van het GGG
B2
WL2021RPA014_3
Definitieve versie
GGG Zennegat - Controlemetingen 2017-2018 in- en uitgaande debieten en sedimentbalans ter hoogte van het GGG
Definitieve versie
WL2021RPA014_3
B3
GGG Zennegat - Controlemetingen 2017-2018 in- en uitgaande debieten en sedimentbalans ter hoogte van het GGG
Bijlage 2 logboek metingen 26/09/2017
B4
WL2021RPA014_3
Definitieve versie
GGG Zennegat - Controlemetingen 2017-2018 in- en uitgaande debieten en sedimentbalans ter hoogte van het GGG
Bijlage 3 analyseresultaten sedimentlabo waterstalen in- en uitwatering 26/09/2017
Definitieve versie
WL2021RPA014_3
B5
GGG Zennegat - Controlemetingen 2017-2018 in- en uitgaande debieten en sedimentbalans ter hoogte van het GGG
B6
WL2021RPA014_3
Definitieve versie
GGG Zennegat - Controlemetingen 2017-2018 in- en uitgaande debieten en sedimentbalans ter hoogte van het GGG
Bijlage 4 analyseresultaten sedimentlabo waterstalen in- en uitwatering 13/09/2018
Definitieve versie
WL2021RPA014_3
B7
GGG Zennegat - Controlemetingen 2017-2018 in- en uitgaande debieten en sedimentbalans ter hoogte van het GGG
B8
WL2021RPA014_3
Definitieve versie
DEPARTEMENT MOBILITEIT & OPENBARE WERKEN Waterbouwkundig Laboratorium Berchemlei 115, 2140 Antwerpen T +32 (0)3 224 60 35 F +32 (0)3 224 60 36 waterbouwkundiglabo@vlaanderen.be www.waterbouwkundiglaboratorium.be