| one publication added to basket [134700] | Tsunami-golven in het Noordzeegebied: onderzoek naar de kans op tsunami-golven in het Noordzeegebied en naar de hierdoor veroorzaakte fluctuatie van de waterstand aan de Nederlandse kust
Bijl, W. (1993). Tsunami-golven in het Noordzeegebied: onderzoek naar de kans op tsunami-golven in het Noordzeegebied en naar de hierdoor veroorzaakte fluctuatie van de waterstand aan de Nederlandse kust. TU Delft. Faculteit der Civiele Techniek. Sectie Vloeistofmechanica: Delft. 62 + appendices pp.
|
| Abstract |
Tsunamis worden gedefinieerd als bestaande uit lange lopende golven, opgewekt door een impulsieve verstoring van de watermassa van de zee of de oceaan.
Op open zee (diep water) worden ze gekarakteriseerd door een golflengte die varieert van enige tientallen tot honderden kilometers en een amplitude die zelden groter is dan 1 m. Hieruit kan afgeleid worden dat de ondiepwater- of lange golfbenadering op de golfvergelijkingen toegepast mag worden.
Vanuit hun ontstaansgebied verspreiden de tsunami-golven zich in alle richtingen, waarbij ze zich over grote afstanden practisch ongedempt voortplanten en vervolgens op ver uiteen liggende kusten grote schade (kunnen) veroorzaken . Alleen al in deze eeuw zijn er tot nu toe op zijn minst 10000 mensen omgekomen t.g .v . het tsunami-geweld, terwijl de materiële schade gemiddeld miljoenen guldens per jaar bedraagt.
In 1990 werd in een artikel van D . Smith en A. Dawson [14], op basis van geologisch bewijsmateriaal, de veronderstelling geuit dat lang geleden ook in het Noordzeegebied tsunami-golven van aanzienlijke omvang voorgekomen zijn. Mede hierdoor ontstond de vraag wat nu de kans is dat dit type golven in het Noordzeegebied zal voorkomen en wat in dat geval de gevolgen zijn voor de waterstand aan de Nederlandse kust.
Uit onderzoek naar de mogelijke oorzaken van het ontstaan van een tsunami bleek als belangrijkste oorzaak een (onderzeese) aardbeving aangewezen te kunnen worden. Echter niet door alle onderzeese aardbevingen wordt een tsunami opgewekt. M.b .v. empirische Japanse formules kan worden afgeleid, dat voor het opwekken van een aan de kust merkbare tsunami minimaal een aardbevingssterkte M=6,0 à 6,3 vereist is. Bovendien dient de waterdiepte in het epicentrum van de aardbeving voldoende groot te zijn, terwijl ook de breukverschuiving in de haard een voldoende grote verticale component dient te bezitten.
De kans dat in het Noordzeegebied een dergelijke aardbeving zal optreden is echter zeer gering.
In het Noordzeegebied kunnen ook tsunami-golven voorkomen die opgewekt zijn door een aardbeving buiten dit gebied . Met name het zeegebied ten noorden en noordwesten van het Noordzeegebied is in dit verband van belang.
In dit noordelijk zeegebied is de kans op een tsunami-opwekkende aardbeving aanmerkelijk groter dan in het Noordzeegebied . M.b.t. de exacte kans dient nog nader onderzoek plaats te vinden.
De maximale aardbevingssterkte waarmee in dit gebied rekening gehouden dient te worden bedraagt M=7,5, wat op diep water resulteert in tsunami-galven met periode T=180 min. en amplitude r=1 m. In het Noordzeegebied kan echter, volgens een grove schatting op basis van empirische Japanse formules, de waarde van deze amplitude oplopen tot 3 à 4 m.
De beïnvloeding van de waterstand aan de Nederlandse kust door bovengenoemde tsunamigolven die vanuit het noorden of noordwesten het Noordzeegebied binnenlopen, wordt bepaald m.b.v. het Continental Shelf Model (CSM-model). Dit model beslaat een groot deel van het continentale plat van Noordwest-Europa (figuur 6.1) en is gebaseerd op het WAQUA-programmapakket, waarmee de beweging van oppervlaktewater in twee horizontale dimensies kan worden berekend.
Allereerst zijn echter een aantal 1-dimensionale experimenten uitgevoerd om meer inzicht in het gedrag van tsunami-golven te verkrijgen. De gebruikte tsunami-golfrandvoorwaarde is afgeleid van de tsunami-golven die in het zeegebied ten noorden van het Noordzeegebied ontstaan zijn. Slechts het positieve deel van 1 sinusvormige tsunami-golf is als randvoorwaarde ingevoerd (figuur 5 .2). Uit deze experimenten blijkt o.a. dat:
- voor een goede beschrijving van bovengenoemde tsunami-golf minimaal 16 roosterpunten per (halve) golflengte nodig zijn.
- voor bovengenoemde tsunami-golf de optimale waarde van het 1-dimensionale Courantgetal maximaal 2 is .
- kleinere tsunami-golfperioden leiden tot een drastische toename van de rekentijd en een toenemende invloed van de bodemwrijving (amplitude-demping).
- een toename van de bodemwrijving een afname van de amplitude van de tsunami-golf tot gevolg heeft, terwijl de fase niet wordt beïnvloed.
- de invloed van het getij alleen invloed heeft op de amplitude van de tsunami-golf en afhankelijk is van de positie van de tsunami-golf t.o.v. het getij.
- scherpe gradiënten in de waterstand ongewenste fluctuaties van de waterstand tot gevolg hebben.
Op basis van de kennis verkregen m.b.v. bovengenoemde experimenten zijn m .b.v. het CSM-model enkele tsunami-golfberekeningen zonder getij uitgevoerd. Hieruit komt naar voren dat een tsunami-golf die het Noordzeegebied vanuit het noorden binnenloopt, hogere waterstanden aan de Nederlandse kust tot gevolg heeft dan een tsunami-golf uit het noordwesten. In waterstand-meetstations aan de Nederlandse kust wordt, in geval van een tsunamigolf uit het noorden, een maximale waterstandsverhoging van ongeveer 1,7 m geregistreerd.Voor beide experimenten geldt dat de tsunami-golf t.g.v. de coriolis(kracht) als het ware tegen de oostkust van het Verenigd Koninkrijk wordt aangedrukt en daar vooral in de grote baaienlinhammen aanzienlijke water- standsverhogingen tot gevolg heeft.
Ter bepaling van de 'werkelijke' maximale waterstandsverhoging aan de Nederlandse kust is vervolgens voor het ongunstigste geval, d.w.z. een tsunami-golf die het Noordzeegebied vanuit het noorden binnenloopt, de invloed van het getij in de berekening betrokken . Als gevolg hiervan treedt in de waterstand-meetstations aan de Nederlandse kust een reductie van de amplitude op van gemiddeld 0,3 m. De voortplantingsrichting van de tsunami-golf wordt niet door het getij beïnvloed. De maximale verhoging van de waterstand ter plaatse van de Nederlandse kust, a.g.v. deze voor het Noordzeegebied realistische tsunami-golf, is in dat geval 1,4 m. |
|
