Eigentijds rapport - Faculteit Geowetenschappen - Universiteit Utrecht

Bijlage 8 Onzekerheden in het bodemtransport
bepaald met Delft Nile Samplermetingen
De nauwkeurigheid van het totale bodemtransport in het Pannerdensch Kanaal, de Nederrijn en de
IJssel, zoals berekend op basis van Delft Nile Sampler metingen, is afhankelijk van 5 factoren: a)
systematische meetfouten, b) systematische fouten in de integratie van het bodemtransport over
de rivierbreedte, c) stochastische meetfouten, d) natuurlijke variabiliteit in bodemtransport en e)
stochastische onzekerheden in de integratie van het bodemtransport over de rivierbreedte.
Systematische meetfouten komen nauwelijks voor bij Delft Nile Samplermetingen. Dat blijkt al
uit het feit dat de calibratiefactor van de Delft Nile Sampler gelijk is aan 1 ± 0.1 (Kleinhans & Ten
Brinke 2001). Het meescheppen (of opwoelen) van bodemmateriaal tijdens het landen en ophalen
van de Delft Nile Sampler zou gezorgd kunnen hebben voor een kleine, systematische
overschatting van het bodemtransport, maar in paragraaf 3.2.3 is aangetoond dat dit waarschijnlijk
niet het geval was. Verder zou het gebruik van de spudpaal om het meetschip op dezelfde positie
te houden tijdens een meting geleid kunnen hebben tot een systematische onderschatting van het
bodemtransport naarmate het schip langer op dezelfde locatie lag. Ook dit bleek niet het geval
(§3.2.3).
Systematische fouten in de integratie van het bodemtransport over de rivierbreedte hebben
vooral te maken met het gebruik van de mid-sectiemethode. Daarbij wordt namelijk impliciet
uitgegaan van een lineair verloop van het bodemtransport tussen twee meetlocaties, terwijl het
bodemtransport in werkelijkheid vaak een parabolisch verloop heeft. Volgens Kleinhans & Ten
Brinke (2001) is de hieruit resulterende fout bij
gebruik van 5 subsecties (zoals in dit
onderzoek) kleiner dan 2%, en dus
verwaarloosbaar. Kleinhans & Ten Brinke
(2001) gaan er echter vanuit dat er altijd een
meting wordt verricht op de locatie waar het
transport maximaal is. Dit hoeft echter niet het
geval te zijn. Een laterale variatie van
bodemtransport zoals weergegeven in
nevenstaande figuur is namelijk zeker niet
onrealistisch (zie §5.1). Kwantificatie van deze
systematische fout is echter onmogelijk.
Bodem trans port
Geschatte variatie
in bodemtransport
Werkelijke variatie
in bodemtransport
Afstand t.o.v. linkeroever
Stochastische meetfouten zijn het gevolg van onzekerheden in de aflezing van de tijd en het
volume sediment, maar ook van de onzekerheid in de meetlocatie. Ze ontstaan ook doordat de
hoek tussen de Delft Nile Sampler en de transportrichting niet constant is bij opeenvolgende
metingen. Stochastische meetfouten zijn in de praktijk niet te onderscheiden van kleinschalige
natuurlijke variabiliteit in het bodemtransport, bijvoorbeeld als gevolg van turbulenties en de
verplaatsing van duinen. De aanwezigheid van stochastische meetfouten en kleinschalige
natuurlijke variabiliteit komt tot uiting in het feit dat bodemtransporten die meteen na elkaar
gemeten zijn op dezelfde locatie sterk van elkaar verschillen. De onzekerheid in het gemiddelde
transport per meetlocatie die hiervan het gevolg is, kan gekwantificeerd worden met de
standaardfout van transportmetingen op een locatie (Kleinhans & Ten Brinke 2001).
Natuurlijke variabiliteit in bodemtransport is ook aanwezig op grotere tijdschalen. Zo kan
gedurende de tijd die nodig is om alle meetlocaties in een dwarsdoorsnede door te meten de
rivierafvoer veranderen, vooral als de metingen tijdens een afvoergolf gedaan worden. Omdat
tijdens de IJsselkopmetingen alle metingen in een dwarsdoorsnede op dezelfde dag gedaan
werden, kan ervan uitgegaan worden dan de onzekerheid als gevolg van deze grootschalige
natuurlijke variabiliteit verwaarloosbaar is.
Stochastische onzekerheden in de integratie van het bodemtransport over de rivierbreedte zijn
vooral het gevolg van het feit dat er geen metingen gedaan zijn nabij de rivieroevers. Daarom
moest aangenomen worden dat het transport in de buitenste meetpunten (ca. 50 meter van de
rivieras) representatief was voor de hele zone tot aan de rivieroever (ca. 65 meter van de as). Dit
is niet noodzakelijkerwijs juist. Een exacte bepaling van de onzekerheid is onmogelijk, maar als
(arbitraire) schatting is de onzekerheid hier gelijkgesteld aan 25% van het berekende transport.
De onzekerheid in het totale bodemtransport door het Pannerdensch Kanaal, de IJssel of de
Nederrijn op een meetdag is geschat door de onzekerheden ten gevolge van stochastische
meetfouten, natuurlijke variabiliteit en stochastische integratieonzekerheden als volgt te
combineren:
SFqb − totaal
= ∑ ( SF )
2
qb-subsectie
58