Hoogwatermodellen betrouwbaarder met kennis vegetatie uiterwaarden

Enschede – Hoogwatermodellen zijn een stuk betrouwbaarder te maken door de vegetatie in de uiterwaarden goed te beschrijven: lopen die onder water, dan vertraagt de aanwezige vegetatie de stroming. Promovendus Freek Huthoff van de Universiteit Twente heeft de turbulente wervels die hiervoor verantwoordelijk zijn, in een model gevat waarmee bestaande riviermodellen eenvoudig zijn uit te breiden. Hij promoveerde op 5 oktober 2007 aan de faculteit Construerende Technische Wetenschappen.

De vertragende werking die vegetatie heeft, is niet simpelweg te beschrijven met ‘ruwheid’ van de bodem. Dit wordt weliswaar succesvol gedaan voor verschillende bodemtypen en zandkorrelgroottes, maar vegetatie is veel complexer. Dat blijkt al als de planten vereenvoudigd worden voorgesteld door starre staafjes met verschillende dikten en tussenafstanden. Turbulente wervels vertragen de stroming.

Huthoff kiest daarom voor een twee-lagig model waarin hij de stroming bóven de vegetatie en tússen de vegetatie gescheiden beschrijft. Kleinschalige turbulentie tot in detail beschrijven is complex en vergt veel rekenkracht, dus de promovendus heeft gezocht naar een vereenvoudigde beschrijving. Hij vindt die in een algemene beschrijving van de eigenschappen van turbulente wervels, via de zg. schalingswetten van Kolmogorov. Die leveren een betrouwbaar gemiddelde, blijkt uit vergelijking met metingen in uiterwaarden.

Het nieuwe model van Huthoff levert wiskundige vergelijkingen op die de gevolgen van stroming over een veld van starre staafjes beschrijven en die eenvoudig in bestaande riviermodellen zijn in te passen. De plant-eigenschappen zijn weliswaar geïdealiseerd in de staafjes, maar in vergelijking met de natuurlijke situatie geven deze modellen veelbelovende resultaten. Grootschalige uitwerking van de turbulente stroming is betrouwbaar te voorspellen zonder al te geavanceerde numerieke modellen en zonder grote rekenkracht, aldus de promovendus.

Huthoff heeft zijn onderzoek gedaan bij de afdeling Waterbeheer van de Universiteit Twente, in samenwerking met adviesbureau HKV Lijn in Water. De afdeling Waterbeheer maakt deel uit van het onderzoeksinstituut IMPACT van de Universiteit Twente.

Auteur: Redactie Infrasite

Bron: Universiteit Twente