car: ic^ms

car: ic^ms
V*
l f i n f o r m a t i e door m i d d e l •
</an
W a t e r s t a n d - en RO
niveaumetingen vanaf vaste oDstellineen.
Ministerie van verkeer en Waterstaat
Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat
Rijkswaterstaat
5
Rijksinstituut v o o r
£
Kust en
5
bibliotheek
8
512
Rijksinstituut voor Kust en Zee/RIKZ
Zee/RIKZ
RIKZ/IT-95
158X
512
MP
* <t
.
Ministerie v a n Verkeer en Waterstaat
Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat
Rijksinstituut voor kust en
bibliotheek
Postbus 2 0 9 0 7
2500 EX D e n H a a g
zee/RIKZ
15U
Inhoudsopgave
biz.
1) Samenvatting
1
2) I n l e i d i n g
2
3) Behoefte v a n R i j k s w a t e r s t a a t
aan w a t e r s t a n d - en g o l f i n f o r m a t i e
3
4) Programma v a n e i s e n v o o r de m e e t i n s t a l l a t i e
4
5) Methoden v o o r h e t meten v a n h e t w a t e r n i v e a u
5
6) P r a k t i s c h e
u i t v o e r i n g van niveaumeetinstrumenten
10
7) V e r g e l i j k i n g eigenschappen omschreven meetmethoden
12
8) C o n c l u s i e s en a a n b e v e l i n g e n
13
9) L i j s t v a n b e g r i p p e n en a f k o r t i n g e n
14
10) L i t e r a t u u r o v e r z i c h t
15
biz.
1.
1
Samenvatting
I n d i t werkdocument wordt een o v e r z i c h t gegeven v a n de gangbare methoden v o o r h e t
me t e n van h e t w a t e r n i v e a u en de h i e r i n t e verwachten o n t w i k k e l i n g e n . D i t overz i c h t beperkt z i c h t o t sensoren d i e g e s c h i k t z i j n voor niveaumetingen vanaf vaste
m e e t o p s t e l l i n g e n . H i e r d o o r v a l l e n g o l f m e e t b o e i e n dus b u i t e n h e t b e s t e k van d i t
document.
De b e h o e f t e van R i j k s w a t e r s t a a t aan w a t e r s t a n d - en g o l f i n f o r m a t i e v o o r d i v e r s e
d o e l e i n d e n ( w a t e r h u i s h o u d i n g , s c h e e p v a a r t e t c . ) wordt b e s p r o k e n i n h o o f d s t u k 3.
Aan de hand van de g e b r u i k e r s w e n s e n wordt i n h o o f d s t u k 4 een programma van e i s e n
o p g e s t e l d , waaraan o p s t e l l i n g e n en meetapparatuur d i e n e n t e v o l d o e n .
Een o v e r z i c h t van de meetmethoden wordt gegeven i n h o o f d s t u k 5. H i e r b i j worden de
v o o r - en n a d e l e n v a n de d i v e r s e methoden aangegeven. De r e c e n t e t e c h n o l o g i s c h e
o n t w i k k e l i n g e n met b e t r e k k i n g t o t n i v e a u m e t i n g e n worden eveneens i n h o o f d s t u k 5
b e s p r o k e n . Met name de op s a t e l l i e t e n gebaseerde n i v e a u m e t i n g e n ( a l t i m e t r i e en
GPS) worden h i e r b i j genoemd. De p r a k t i s c h e u i t v o e r i n g v a n de momenteel i n h e t LIB
b e s c h i k b a r e n i v e a u m e t e r s (DNM, DSG-100 en DAG-6000) alsmede van e n i g e andere b i j
R i j k s w a t e r s t a a t i n g e b r u i k z i j n d e n i v e a u m e t e r s wordt b e s p r o k e n i n h o o f d s t u k 6. I n
h o o f d s t u k 7 worden de eigenschappen v a n de behandelde meetmethoden met e l k a a r
vergeleken.
I n h o o f d s t u k 8 worden e n i g e c o n c l u s i e s en a a n b e v e l i n g e n g e f o r m u l e e r d . Deze z i j n
e n e r z i j d s gebaseerd op de g e b r u i k e r s w e n s e n b i j R i j k s w a t e r s t a a t en a n d e r z i j d s op
de b e s c h i k b a r e meetapparatuur met de daarmee gepaard gaande i n i t i e l e en e x p l o i t a t i e k o s t e n . V o o r g e s t e l d wordt om een p l a n van aanpak op t e s t e l l e n om b i n n e n enkel e j a r e n de e f f i c i e n c y en e f f e c t i v i t e i t van h e t u i t v o e r e n van n i v e a u m e t i n g e n b i j
R i j k s w a t e r s t a a t t e v e r b e t e r e n door een v e r n i e u w i n g v a n h e t b e s c h i k b a r e i n s t r u m e n t a r i u m . Ter o r i e n t a t i e wordt verwezen naar een a r t i k e l ( z i e r e f 1.), w a a r i n de
r e c e n t e m o d e r n i s e r i n g van de meetapparatuur i n h e t noorse waterstandmeetnet i s
beschreven.
Aan h e t einde van h e t document i s een l i j s t van a f k o r t i n g e n en b e g r i p p e n alsmede
een l i t e r a t u u r l i j s t opgenomen.
biz.
2.
2
Inleiding.
T e c h n o l o g i s c h e o n t w i k k e l i n g e n hebben een vernieuwende i n v l o e d op de n a t t e meets e c t o r van R i j k s w a t e r s t a a t . Bovendien v e r a n d e r t i n de l o o p van de t i j d de meeti n s p a n n i n g , omdat de i n f o r m a t i e b e h o e f t e w i j z i g t en omdat e r andere m o g e l i j k h e d e n
( b i j v o o r b e e l d computermodellen) b e s c h i k b a a r komen om v e r g e l i j k b a r e i n f o r m a t i e t e
v e r k r i j g e n . Daarom i s h e t z i n v o l om zo nu en dan een i n v e n t a r i s a t i e u i t t e v o e r e n
van de s t a n d der t e c h n i e k en de v r a a g naar meetgegevens. Op b a s i s van een dergel i j k o v e r z i c h t kunnen een v i s i e en een p l a n van aanpak g e f o r m u l e e r d worden om op
e f f i c i e n t e w i j z e i n t e s p e l e n op genoemde o n t w i k k e l i n g e n .
Er i s b i j RIKZ b e s l o t e n om v o o r een b e p e r k t a a n t a l thema's een d e r g e l i j k e v i s i e
en een b i j b e h o r e n d themaplan t e o n t w i k k e l e n . Deze themaplannen geven per themageb i e d de samenhang t u s s e n i n f o r m a t i e b e h o e f t e , b e s c h i k b a r e en o p e r a t i o n e l e technol o g i e en t e c h n o l o g i s c h e o n t w i k k e l i n g e n . D i t werkdocument beoogt een samenhangende
v i s i e t e o n t w i k k e l e n op h e t g e b i e d van n i v e a u m e t i n g e n en vormt daarmee een bouws t e e n v o o r h e t themaplan 'Waterstand en Golven'. D i t document b e p e r k t z i c h t o t de
b e s p r e k i n g van s e n s o r e n d i e g e s c h i k t z i j n v o o r n i v e a u m e t i n g e n v a n a f v a s t e o p s t e l l i n g e n . G o l f m e e t b o e i e n b l i j v e n dus b u i t e n beschouwing.
Het i s b e l a n g r i j k om b i j n i v e a u m e t i n g e n de (gemiddelde) w a t e r s t a n d t e o n d e r s c h e i den van a l l e r l e i s n e l l e r e f l u c t u a t i e s van de w a t e r s p i e g e l ( g o l v e n ) . I n h e t a l g e meen v e r s t a a t men onder w a t e r s t a n d de langzame v a r i a t i e s i n h e t w a t e r p e i l met een
p e r i o d e van e n i g e m i n u t e n o f l a n g e r . G o l v e n z i j n w a t e r s t a n d v a r i a t i e s met
een
p e r i o d e van e n k e l e seconden.
Het i s de b e d o e l i n g om d i t document t e g e b r u i k e n om i n o v e r l e g met de meetdiens t e n van R i j k s w a t e r s t a a t t e komen t o t een g e z a m e n l i j k e aanpak b i j h e t moderniser e n van h e t m e e t b e d r i j f . D i t o v e r l e g v i n d t e n e r z i j d s p l a a t s i n h e t door HydroInstrumentatie georganiseerde
b i l a t e r a l e k l a n t e n o v e r l e g en a n d e r z i j d s i n h e t
v o l t a l l i g e t h e m a - o v e r l e g 'Waterstand en Golven'.
biz.
3. Behoefte van R i j k s w a t e r s t a a t aan w a t e r s t a n d Binnen R i j k s w a t e r s t a a t b e s t a a t behoefte
volgende d o e l s t e l l i n g e n ( z i e r e f . 2):
Vastleggen waterstaatkundige
der andere:
toestand,
3
en g o l f i n f o r m a t i e
aan w a t e r s t a n d -
zowel l a n d e l i j k
en g o l f i n f o r m a t i e met
(MWTL) a l s
regionaal,
de
on-
- g e t i j - a n a l y s e en v o o r s p e l l i n g van a s t r o n o m i s c h g e t i j ;
- v a s t s t e l l i n g van over- en o n d e r s c h r i j d i n g s k a n s e n van w a t e r s t a n d e n en g o l f h o o g ten;
- b e p a l i n g van t r e n d s z o a l s z e e s p i e g e l r i j z i n g en w i j z i g i n g van h e t g o l f k l i m a a t ;
- v a s t s t e l l i n g van ontwerprandvoorwaarden voor waterbouwkundige c o n s t r u c t i e s ,
b i j v o o r b e e l d maatgevende hoogwaters en extreme g o l f c o n d i t i e s .
De boven omschreven d o e l s t e l l i n g e n v r a g e n een l a n g e , l i e f s t ononderbroken en
homogene t i j d r e e k s en worden daarom u i t g e v o e r d met behulp van m e e t s t a t i o n s d i e
gedurende een l a n g e p e r i o d e (> 25 j a a r ) op d e z e l f d e l o k a t i e goed kunnen b l i j v e n
f u n c t i o n e r e n en r e p r e s e n t a t i e f z i j n v o o r een g r o t e r g e b i e d .
V e r s t r e k k e n van
a c t u e l e gegevens voor o p e r a t i o n e l e t o e p a s s i n g e n ,
zoals:
- Stormvloedwaarschuwingsdienst
(SVSD), W a a r s c h u w i n g s d i e n s t I J s s e l m e e r d i j k e n
Hoogwater B e r i c h t e n d i e n s t ;
- b e d i e n i n g van kunstwerken;
- u i t v o e r i n g van werken;
- p e i l h a n d h a v i n g v o o r o.a. s c h e e p v a a r t , d r i n k w a t e r v o o r z i e n i n g en landbouw;
- gegevens voor o p e r a t i o n e e l g e b r u i k van modellen;
- r e d u c t i e van l o d i n g e n ;
- s c h e e p v a a r t b e g e l e i d i n g ( k i e l s p e l i n g en d o o r v a a r t h o o g t e ) ;
- b e p a l i n g van a f v o e r m.b.v. d e b i e t / w a t e r s t a n d ( Q / H ) - r e l a t i e .
en
Voor o p e r a t i o n e l e t o e p a s s i n g e n komen zowel permanente a l s t i j d e l i j k e m e e t o p s t e l l i n g e n i n aanmerking. A f h a n k e l i j k van de t o e p a s s i n g z i j n deze soms l o k a t i e g e b o n den en soms r e p r e s e n t a t i e f voor een g r o t e r g e b i e d .
biz. 4
4. Programma v a n e i s e n v o o r de m e e t i n s t a l l a t i e .
Het w a t e r n i v e a u w o r d t v o o r v e r s c h i l l e n d e d o e l e n gemeten. D i t b r e n g t met z i c h mee
dat e r aan de t o t a l e m e e t i n s t a l l a t i e , bestaande u i t s e n s o r en m e e t o p s t e l l i n g ,
d i v e r s e s p e c i f i e k e e i s e n ( z i e o.a. r e f . 3 en 4) g e s t e l d moeten worden. Een en
ander wordt h i e r o n d e r nader u i t g e w e r k t .
Meetbereik
H i e r v o o r g e l d e n e i s e n d i e worden a f g e l e i d u i t de p l a a t s e l i j k e omstandigheden. Zo
kan b i j v o o r b e e l d h e t m e e t b e r e i k v o o r de w a t e r s t a n d i n h e t b o v e n r i v i e r e n g e b i e d en
i n h e t g e t i j g e b i e d o p l o p e n t o t c a . 12 m en i n meren en k a n a l e n b e p e r k t b l i j v e n
t o t e n k e l e meters. Voor de g o l f h o o g t e n k a n men op r e l a t i e f b e s c h u t t e en ondiepe
l o k a t i e s met een m e e t b e r e i k v a n e n k e l e meters v o l s t a a n , maar op d i e p e r e k u s t l o k a t i e s i s een m e e t b e r e i k v a n 15 meter n o o d z a k e l i j k .
Nauwkeur ighe i d
Ten behoeve v a n de i n h e t v o r i g e h o o f d s t u k genoemde t o e p a s s i n g e n wordt i n h e t
algemeen een onnauwkeurigheid i n de w a t e r s t a n d v a n maximaal 2,5 cm n a g e s t r e e f d .
Voor bepaalde t o e p a s s i n g e n z o a l s l o d i n g s r e d u c t i e en p e i l h a n d h a v i n g t e n behoeve
van v a a r d i e p t e en d o o r v a a r t h o o g t e i s een onnauwkeurigheid i n de w a t e r s t a n d v a n
c i r c a 5 cm t o e g e s t a a n . Voor de g o l f h o o g t e i s een onnauwkeurigheid v a n c i r c a 10 cm
v o o r de meeste t o e p a s s i n g e n voldoende.
Frequent i e b e r e i k
De w a t e r s t a n d op r i v i e r e n , meren en i n de meeste g e t i j d e g e b i e d e n i s een r e l a t i e f
t r a a g v a r i e r e n d v e r s c h i j n s e l met k a r a k t e r i s t i e k e t i j d s c h a l e n v a n een h a l f u u r t o t
e n k e l e u r e n o f dagen. Het nauwkeurig v a s t s t e l l e n v a n de w a t e r s t a n d gemiddeld over
een p e r i o d e v a n 10 minuten i s dan voldoende ( r e f . 5 ) . E c h t e r i n gebieden met g r o t e
en s n e l l e g e t i j v a r i a t i e s ( b i j v o o r b e e l d i n de zeeuwse d e l t a ) en v o o r h e t a n a l y s e r e n v a n s p e c i f i e k e v e r s c h i j n s e l e n ( b i j v o o r b e e l d s e i c h e s ) i s een m i d d e l i n g s p e r i ode v a n c i r c a 1 minuut gewenst. De m e e t i n s t a l l a t i e d i e n t d e r h a l v e voldoende s n e l
t e z i j n om de bovengenoemde w a t e r s t a n d e n adequaat t e kunnen meten. B i j h e t meten
van g o l v e n gaat h e t om v e e l s n e l l e r e f l u c t u a t i e s i n de orde v a n e n k e l e seconden,
waarop h e t meetsysteem voldoende s n e l moet kunnen r e a g e r e n .
Bedrijfszekerheid
De e i s e n d i e g e s t e l d worden aan de b e s c h i k b a a r h e i d v a n de w a t e r s t a n d - en g o l f g e gevens z i j n a f h a n k e l i j k v a n h e t d o e l , waarvoor deze gegevens g e b r u i k t worden. Zo
wordt met name v a n de w a t e r s t a n d m e t i n g b i j de zogenaamde b a s i s s t a t i o n s , d i e geb r u i k t worden v o o r de s t o r m v l o e d w a a r s c h u w i n g s d i e n s t
en v o o r de hoogwaterber i c h t g e v i n g , een hoge b e d r i j f s z e k e r h e i d g e e i s t . Het gemiddeld a a n t a l s t o r i n g e n
p e r 10 j a a r d i e n t k l e i n e r dan o f g e l i j k aan 1 t e z i j n d.w.z. een MTBF (Mean Time
Between F a i l u r e ) v a n m i n i m a a l 10 j a a r .
Uitvoering
De m e e t i n s t a l l a t i e moet z o d a n i g worden u i t g e v o e r d d a t de n i v e a u m e t i n g e r zo min
m o g e l i j k door wordt b e i n v l o e d . M e e s t a l i s een (semi)permanente m e e t o p s t e l l i n g
v e r e i s t , maar soms b e s t a a t b e h o e f t e aan een t r a n s p o r t a b e l systeem. De u i t v o e r i n g
v a n de m e e t i n s t a l l a t i e d i e n t z o d a n i g t e z i j n d a t i n s t a l l a t i e en onderhoud eenvoud i g en s n e l kunnen p l a a t s v i n d e n .
Energiegebruik
A a n g e z i e n op sommige m e e t p o s i t i e s s l e c h t s w e i n i g e l e k t r i s c h vermogen b e s c h i k b a a r
i s , moet de vermogensopname door de a p p a r a t u u r g e r i n g z i j n . D e r h a l v e d i e n t een
zogenaamde low-power v e r s i e v a n de m e e t i n s t a l l a t i e b e s c h i k b a a r t e z i j n .
biz. 5
5. Methoden voor h e t meten van h e t w a t e r n i v e a u .
B i j h e t meten v a n h e t w a t e r n i v e a u v o o r de b e p a l i n g van w a t e r s t a n d en g o l f h o o g t e
maakt men g e b r u i k v a n d i v e r s e meetmethoden d i e h i e r o n d e r nader z u l l e n worden
u i t g e w e r k t . H i e r b i j z i j n de foutenbronnen en de b e p e r k i n g e n van deze meetmethoden
aangegeven.
5.1. V l o t t e r m e t i n g e n .
B i j d i t m e e t p r i n c i p e wordt de hoogte van h e t v l o e i s t o f o p p e r v l a k gemeten door h e t
b e p a l e n van de v e r t i c a l e p o s i t i e van een v l o t t e r , d i e op h e t water d r i j f t . Aan de
v l o t t e r i s een v l o t t e r b a n d o f -draad b e v e s t i g d , d i e over een v l o t t e r w i e l i s ges l a g e n en s t r a k w o r d t gehouden door een c o n t r a g e w i c h t . De v e r t i c a l e v e r p l a a t s i n g
van de v l o t t e r wordt zodoende omgezet i n een r o t a t i e van h e t v l o t t e r w i e l . Deze
r o t a t i e i s dus een maat v o o r de v e r a n d e r i n g van de w a t e r s t a n d en wordt door een
o m z e t t e r v e r t a a l d i n een e l e k t r i s c h u i t g a n g s s i g n a a l .
De meter wordt doorgaans g e p l a a t s t boven een v l o t t e r b u i s . Deze b u i s z o r g t e r v o o r
dat de v l o t t e r a l l e e n i n v e r t i c a l e r i c h t i n g kan bewegen en n i e t kan w e g d r i j v e n .
De b u i s s t a a t , v i a een t o e v o e r o p e n i n g o f een t o e v o e r b u i s i n v e r b i n d i n g met h e t
b u i t e n w a t e r , z o d a t i n de b u i s d e z e l f d e w a t e r s t a n d h e e r s t a l s i n de t e bemeten
waterloop.
V l o t t e r m e e t s y s t e m e n hebben de volgende foutenbronnen en b e p e r k i n g e n :
- V e r a n d e r i n g van de d i c h t h e i d van h e t water t e r p l a a t s e van de v l o t t e r l e v e r t
een g e l i j k e p r o c e n t u e l e a f w i j k i n g op v a n de mate van i n d o m p e l i n g v a n de v l o t t e r
i n h e t water.
- Lekkage, a a n g r o e i en v e r v u i l i n g v a n de v l o t t e r b e i n v l o e d e n de mate van indomp e l i n g ervan.
- A l s de w a t e r s p i e g e l en dus ook de v l o t t e r , v l o t t e r b a n d en c o n t r a g e w i c h t een
v e r t i c a l e v e r s n e l l i n g ondergaan, i s e r geen s t a t i s c h k r a c h t e n e v e n w i c h t meer.
Daarom z a l de i n d o m p e l i n g van de v l o t t e r gedurende deze v e r s n e l l i n g v e r a n d e r e n ,
t o t d a t de beweging i s b e e i n d i g d en h e t evenwicht weer i s h e r s t e l d . Deze a f w i j k i n g i s g e r i n g m i t s deze v e r s n e l l i n g k l e i n i s t e n o p z i c h t e v a n de v a l v e r s n e l ling.
- W r i j v i n g , s l i j t a g e , o f s p e l i n g van de mechanische d e l e n , i n c l u s i e f de o m z e t t e r ,
z i j n van i n v l o e d op de meetwaarde.
- S n e l l e v e r a n d e r i n g e n van de w a t e r s p i e g e l v e r o o r z a k e n s n e l l e v l o t t e r b e w e g i n g e n ,
d i e l e i d e n t o t o v e r m a t i g e s l i j t a g e v a n de bewegende d e l e n van h e t i n s t r u m e n t o f
t o t h e t a f l o p e n v a n de band van h e t v l o t t e r w i e l .
Daarom i s h e t v l o t t e r p r i n c i p e
minder g e s c h i k t v o o r h e t v e r r i c h t e n van g o l f m e t i n g e n .
- Onnauwkeurigheid en r e s o l u t i e van de m e c h a n i s c h / e l e k t r i s c h e o m z e t t e r b e i n v l o e den h e t m e e t r e s u l t a a t .
- I n s t a b i l i t e i t van de m e e t o p s t e l l i n g .
- V e r h o g i n g o f v e r l a g i n g van h e t w a t e r n i v e a u i n g e v a l van s t r o m i n g door opstuwing
aan de bovenstroomse r e s p . a f z u i g i n g aan de benedenstroomse z i j d e van de meetopstelling.
- A a n s t r o m i n g s e f f e c t e n op de monding v a n de t o e v o e r o p e n i n g o f - b u i s .
- V e r s c h i l i n d i c h t h e i d t u s s e n h e t b u i t e n w a t e r en d a t i n de v l o t t e r b u i s .
- A c h t e r b l i j v e n v a n h e t w a t e r n i v e a u i n de v l o t t e r b u i s b i j r i j z i n g o f d a l i n g van
h e t b u i t e n w a t e r . D i t wordt v e r o o r z a a k t door de h y d r a u l i s c h e w e e r s t a n d van de
t o e v o e r o p e n i n g o f t o e v o e r l e i d i n g . Bovendien l e i d t deze w e e r s t a n d t o t een demp i n g van de s n e l l e n i v e a u v a r i a t i e s v a n h e t b u i t e n w a t e r . Mede daarom i s de v l o t termethode minder g e s c h i k t a l s g o l f m e t e r .
- V e r v u i l i n g en a a n g r o e i van de t o e v o e r o p e n i n g o f - b u i s en de v l o t t e r b u i s .
5.2. Baakmetingen.
H i e r b i j wordt de hoogte van h e t w a t e r o p p e r v l a k
gemeten m.b.v. een v e r t i c a a l
aan
biz.
6
een v a s t e o p s t e l l i n g gemonteerde baak d i e g e d e e l t e l i j k i n de v l o e i s t o f i s ondergedompeld. Deze d i e n t voldoende l e n g t e t e hebben om zowel h e t a l l e r l a a g s t e a l s
het a l l e r h o o g s t e w a t e r n i v e a u nog t e kunnen meten. Voor h e t g e d e e l t e van de baak,
dat z i c h onder w a t e r b e v i n d t , g e l d e n andere e l e k t r i s c h e eigenschappen dan v o o r
het
g e d e e l t e d a t z i c h i n l u c h t b e v i n d t . Men maakt d a a r b i j o n d e r s c h e i d t u s s e n
r e s i s t i e v e en c a p a c i t i e v e baken.
B i j r e s i s t i e v e baken wordt de e l e k t r i s c h e w e e r s t a n d gemeten t u s s e n twee v e r t i c a l e
g e l e i d e r s , d i e v i a h e t t u s s e n g e l e g e n medium met e l k a a r i n g e l e i d e n d c o n t a c t
s t a a n . A a n g e z i e n w a t e r een v e e l b e t e r e g e l e i d e r i s dan l u c h t , neemt de w e e r s t a n d
c o n t i n u a f naarmate h e t w a t e r n i v e a u s t i j g t .
B i j c a p a c i t i e v e baken meet men de e l e k t r i s c h e c a p a c i t e i t . Omdat w a t e r een v e e l
hogere d i e l e k t r i s c h e c o n s t a n t e h e e f t dan l u c h t , neemt de c a p a c i t e i t c o n t i n u toe
naarmate h e t w a t e r n i v e a u s t i j g t .
B i j de bovenbeschreven baakmetingen v e r l o o p t de gemeten w e e r s t a n d o f c a p a c i t e i t
c o n t i n u met h e t w a t e r n i v e a u . Men s p r e e k t dan van een analoge baak. B i j een dergel i j k e baak wordt de a n a l o o g gemeten weerstands- o f c a p a c i t e i t s w a a r d e met b e h u l p
van een a n a l o o g - d i g i t a a l o m z e t t e r omgezet i n een d i s c r e e t g e t a l v o o r v e r d e r e bew e r k i n g . De r e s o l u t i e van deze o m z e t t e r b e p a a l t b i j een analoge baak de r e s o l u t i e
van de n i v e a u m e t i n g .
B i j een stappenbaak i s h e t m e e t p r i n c i p e z e l f d i g i t a a l . M e e s t a l maakt men d a a r b i j
g e b r u i k van h e t g r o t e v e r s c h i l i n g e l e i d b a a r h e i d t u s s e n water en l u c h t . De baak
i s dan e l e k t r i s c h g e i s o l e e r d u i t g e v o e r d , maar h e e f t over de t o t a l e hoogte een
g r o o t a a n t a l , e q u i d i s t a n t gemonteerde, m e t a l e n e l e k t r o d e n , d i e i n g e l e i d e n d cont a c t s t a a n met h e t w a t e r o f de l u c h t . Van e l k c o n t a c t wordt de overgangsweerstand
gemeten t u s s e n de e l e k t r o d e en de m a s s a - a a n s l u i t i n g aan de o p s t e l l i n g o f aan de
o n d e r z i j d e van de baak. A l s een e l e k t r o d e ondergedompeld i s , i s de overgangsweers t a n d l a a g en a l s een e l e k t r o d e z i c h boven water b e v i n d t , i s de overgangsweers t a n d hoog. E i g e n l i j k f u n g e e r t e l k c o n t a c t dus a l s een s o o r t s c h a k e l a a r d i e ges l o t e n o f geopend i s , a l s h e t z i c h onder r e s p . boven water b e v i n d t . De p r e c i e z e
weerstandswaarde v a n een c o n t a c t i s d a a r b i j n i e t v a n b e l a n g . Het w a t e r n i v e a u
b e v i n d t z i c h t u s s e n de hoogste n a t t e e l e k t r o d e en de e l e k t r o d e daarboven. De
r e s o l u t i e van de momentane n i v e a u m e t i n g i s b i j deze methode dus g e l i j k aan de
h e l f t van de a f s t a n d t u s s e n de e l e k t r o d e n . A f h a n k e l i j k v a n de waterbeweging en de
methode van m i d d e l e n kan de r e s o l u t i e van de m e t i n g van h e t gemiddelde n i v e a u
(waterstand) echter b e t e r z i j n .
Door h e t o n t b r e k e n v a n bewegende d e l e n en h y d r a u l i s c h e t r a a g h e d e n ( v e r g e l i j k
v l o t t e r m e e t m e t h o d e ) kan h e t w a t e r n i v e a u met een baak ook b i j s n e l l e v a r i a t i e s van
de w a t e r s p i e g e l b e p a a l d worden.
Baakmeetsystemen hebben de v o l g e n d e f o u t e n b r o n n e n en b e p e r k i n g e n :
- Naarmate h e t w a t e r o p p e r v l a k ruwer wordt, b i j v o o r b e e l d door de wind, wordt h e t
g r e n s v l a k t u s s e n w a t e r en l u c h t minder s c h e r p g e d e f i n i e e r d .
- B i j analoge baken wordt de gemeten w e e r s t a n d o f c a p a c i t e i t n i e t a l l e e n b e p a a l d
door de waterhoogte maar ook door de eigenschappen van w a t e r en l u c h t a l s e l e k t r i s c h e media. R e l a t i e f g e r i n g e v a r i a t i e s i n deze eigenschappen l e i d e n dus t o t
onnauwkeurigheden i n h e t gemeten w a t e r n i v e a u .
- B i j analoge baken b e i n v l o e d t de o n n a u w k e u r i g h e i d van de w e e r s t a n d s - o f capac i t e i t s m e t i n g het meetresultaat.
- Stappenbaken worden i n g e s t e l d v o o r metingen i n z o e t o f z o u t w a t e r . Op l o k a t i e s ,
waar de g e l e i d e n d h e i d s t e r k w i s s e l t , wordt de goede w e r k i n g van deze baken
verstoord.
- A a n v r i e z i n g o f a a n g r o e i van de baak.
- I n s t a b i l i t e i t v a n de m e e t o p s t e l l i n g .
- V e r h o g i n g o f v e r l a g i n g van h e t w a t e r n i v e a u i n g e v a l van s t r o m i n g door o p s t u w i n g
aan de bovenstroomse r e s p . a f z u i g i n g aan de benedenstroomse z i j d e van de meetopstelling.
biz.
7
- B e s c h a d i g i n g door i j s g a n g , d r i j f h o u t , a a n v a r i n g e t c .
5.3. Drukmetingen.
Het p r i n c i p e van drukmetingen i s dat de druk, d i e h e e r s t op een bekend n i v e a u i n
het w a t e r , wordt gemeten; i n g e v a l v a n h y d r o s t a t i s c h e v e n w i c h t i s deze druk een
maat v o o r de waterhoogte boven d i t n i v e a u .
De d r u k s e n s o r wordt r e c h t s t r e e k s onder water aangebracht, dan wel i n c o m b i n a t i e
met een ' b o r r e l b u i s ' g e b r u i k t , waarvan de monding z i c h onder w a t e r b e v i n d t . B i j
de b o r r e l b u i s meet de d r u k s e n s o r de l u c h t d r u k , d i e i n de b u i s moet worden opgebouwd om l u c h t b e l l e n aan de monding t e l a t e n ontsnappen. I n de d r u k s e n s o r b e v i n d t
z i c h een o m z e t t e r , d i e de h y d r a u l i s c h e o f pneumatische druk v e r t a a l t i n een e l e k t r i s c h uitgangssignaal.
Drukmeetsystemen hebben de volgende f o u t e n b r o n n e n en b e p e r k i n g e n :
- A l s e r g o l v e n aanwezig z i j n , i s e r geen h y d r o s t a t i s c h e v e n w i c h t meer en i s de
momentane druk geen maat meer v o o r h e t momentane w a t e r n i v e a u ; w e l b l i j f t de
gemiddelde druk een goede maat v o o r h e t gemiddelde w a t e r n i v e a u . Het drukmeetp r i n c i p e i s dus minder g e s c h i k t v o o r g o l f m e t i n g e n , v o o r a l a l s de d i e p t e , waarop
de d r u k s e n s o r i s gemonteerd, g r o o t i s t . o . v . de g o l f l e n g t e ( r e f . 6 ) .
- V e r a n d e r i n g van de d i c h t h e i d van h e t water i n de v e r t i c a a l boven de s e n s o r
l e v e r t een g e l i j k e p r o c e n t u e l e a f w i j k i n g op van h e t g e w i c h t v a n de waterkolom
en dus van de meetwaarde ( z i e r e f . 7 ) .
- De l u c h t d r u k boven h e t w a t e r o p p e r v l a k wordt meegemeten; h i e r v o o r wordt m e e s t a l
gecompenseerd door h e t v e r s c h i l t e nemen t u s s e n de druk onder water en de
luchtdruk.
- Onnauwkeurigheid, r e s o l u t i e en r e s p o n s i e t i j d v a n de o m z e t t e r van druk naar
e l e k t r i s c h signaal beinvloeden het meetresultaat.
- A a n g r o e i en v e r v u i l i n g v e r s l e c h t e r e n de m e t i n g .
- V a r i a t i e s i n de v o e d i n g s d r u k op de b o r r e l b u i s z i j n van i n v l o e d op de meetwaarde.
- I n s t a b i l i t e i t van de m e e t o p s t e l l i n g .
- V e r h o g i n g o f v e r l a g i n g van h e t w a t e r n i v e a u i n g e v a l van s t r o m i n g door o p s t u w i n g
aan de bovenstroomse r e s p . a f z u i g i n g aan de benedenstroomse z i j d e van de meetopstelling .
- A a n s t r o m i n g s e f f e c t e n op de d r u k s e n s o r o f op de monding van de b o r r e l b u i s .
5.4. C o n t a c t l o z e metingen.
Naast de bovengenoemde i n s t r u m e n t e n z i j n e r ook n i v e a u m e t e r s i n g e b r u i k , d i e n i e t
met h e t water i n a a n r a k i n g komen. B i j deze meetmethode wordt h e t w a t e r n i v e a u
b e p a a l d door de a f s t a n d t e meten t u s s e n h e t w a t e r o p p e r v l a k en de boven h e t water
aan een v a s t e o p s t e l l i n g gemonteerde c o n t a c t l o z e n i v e a u m e t e r .
Deze niveaumeter b e v a t een zender en een o n t v a n g e r , waarmee een e l e k t r o m a g n e t i s c h
of a k o e s t i s c h s i g n a a l u i t g e z o n d e n wordt, dat na r e f l e c t i e aan h e t w a t e r o p p e r v l a k
weer wordt opgevangen. U i t de gemeten l o o p t i j d en de v o o r t p l a n t i n g s s n e l h e i d wordt
de a f s t a n d t u s s e n n i v e a u m e t e r en w a t e r o p p e r v l a k berekend.
Voor h e t b e p a l e n v a n de l o o p t i j d wordt b i j p u l s e r e n d e systemen de t i j d s d u u r gemeten t u s s e n de v o o r f l a n k van de u i t g e z o n d e n en de ontvangen p u i s . B i j sommige r a darsystemen maakt men g e b r u i k van een c o n t i n u aanwezige d r a a g g o l f d i e i n f r e q u e n t i e wordt gemoduleerd. Het f r e q u e n t i e v e r s c h i l t u s s e n u i t g e z o n d e n en ontvangen
s i g n a a l i s h i e r b i j een maat v o o r de l o o p t i j d .
C o n t a c t l o z e n i v e a u m e t e r s z i j n momenteel commercieel v e r k r i j g b a a r en maken g e b r u i k
van l i c h t , u l t r a s o o n g e l u i d o f m i c r o g o l v e n . U i t d i v e r s e proefnemingen ( r e f . 8 en
9) i s g e b l e k e n dat l a s e r a f s t a n d s m e t e r s n i e t e r g g e s c h i k t z i j n a l s h a n t e e r b a a r en
betrouwbaar v e l d i n s t r u m e n t . Deze worden daarom n i e t v e r d e r i n beschouwing genomen.
Door h e t o n t b r e k e n v a n bewegende d e l e n en h y d r a u l i s c h e t r a a g h e d e n ( v e r g e l i j k
biz.
8
v l o t t e r m e e t m e t h o d e ) kan h e t w a t e r n i v e a u met een c o n t a c t l o z e niveaumeter ook b i j
s n e l l e v a r i a t i e s v a n de w a t e r s p i e g e l b e p a a l d worden, m i t s de h e r h a l i n g s f r e q u e n t i e
van de p u i s - o f f r e q u e n t i e m o d u l a t i e voldoende hoog i s .
C o n t a c t l o z e niveaumeetsystemen hebben de volgende f o u t e n b r o n n e n en b e p e r k i n g e n :
- Naarmate h e t w a t e r o p p e r v l a k ruwer wordt, b i j v o o r b e e l d door de wind, wordt h e t
g r e n s v l a k t u s s e n w a t e r en l u c h t minder scherp g e d e f i n i e e r d .
- V a r i a t i e s i n de temperatuur en h e t v o c h t g e h a l t e van de l u c h t hebben b i j een
a k o e s t i s c h e n i v e a u m e t e r i n v l o e d op de g e l u i d s s n e l h e i d . B i j een homogene v e r d e l i n g over de v e r t i c a a l kan h i e r v o o r i n p r i n c i p e gecompenseerd worden, maar b i j
gelaagdheden i n de l u c h t k o l o m i s d i t n i e t goed m o g e l i j k . B i j r a d a r n i v e a u m e t e r s
s p e e l t d i t geen r o l , omdat d a a r b i j de v o o r t p l a n t i n g s s n e l h e i d c o n s t a n t i s .
- B i j o p s t e l l i n g v a n een a k o e s t i s c h e niveaumeter i n de open l u c h t kan h e t g e l u i d
door de wind wegwaaien.
- Vanwege de dynamiek i n de w a t e r s p i e g e l v a r i a t i e s b i j g o l f b e w e g i n g e n
treedt i n
de ontvangen s i g n a a l f r e q u e n t i e een d o p p l e r v e r s c h u i v i n g op. Sommige f r e q u e n t i e gemoduleerde r a d a r s y s t e m e n z i j n h i e r g e v o e l i g v o o r .
- I n s t a b i l i t e i t v a n de m e e t o p s t e l l i n g .
- V e r h o g i n g o f v e r l a g i n g van h e t w a t e r n i v e a u i n g e v a l van s t r o m i n g door o p s t u w i n g
aan de bovenstroomse r e s p . a f z u i g i n g aan de benedenstroomse z i j d e van de meetopstelling.
5.5. Radarhoogtemetingen v a n u i t s a t e l l i e t e n .
B i j h e t g e b r u i k v a n de h i e r b o v e n genoemde r a d a r n i v e a u m e t e r s wordt h e t m e e t i n s t r u ment op een hoogte v a n e n k e l e meters t o t h o o g u i t 25 meter boven h e t wateropperv l a k g e p l a a t s t . Het p r i n c i p e van de r a d a r h o o g t e m e t i n g kan e c h t e r ook v a n a f g r o t e
hoogte ( e n k e l e honderden k i l o m e t e r s ) worden t o e g e p a s t .
Een r a d a r h o o g t e m e t e r wordt dan g e p l a a t s t aan b o o r d v a n een s a t e l l i e t , z o a l s TOPEX/POSEIDON o f ERS-1. De p o s i t i e van de s a t e l l i e t wordt met b e h u l p van v o l g s t a t i ons op aarde ingemeten; h i e r b i j b e d r a a g t de r a d i e l e b a a n f o u t c i r c a 1 dm en de
a f s t a n d t u s s e n s a t e l l i e t en a a r d o p p e r v l a k wordt b e p a a l d met een n a u w k e u r i g h e i d
van eveneens c i r c a 1 dm. I n c l u s i e f o v e r i g e f o u t e n b r o n n e n b e d r a a g t de u i t e i n d e l i j ke n a u w k e u r i g h e i d v a n de hoogtemeting t . o . v . een met de v a s t e aarde verbonden
r e f e r e n t i e s t e l s e l ongeveer 2 t o t 3 dm.
Voor d i v e r s e t o e p a s s i n g e n i s deze n a u w k e u r i g h e i d onvoldoende. Bovendien z i j n de
meetgegevens n i e t c o n t i n u b e s c h i k b a a r door de omloop van de s a t e l l i e t om de a a r de. Ook i s de m e t i n g geen p u n t m e t i n g , maar wordt, vanwege de g r o o t t e van h e t door
de radarhoogtemeter ' b e l i c h t e ' g e b i e d , de gemiddelde hoogte b e p a a l d i n een g e b i e d
met een o p p e r v l a k t e van e n k e l e t i e n t a l l e n v i e r k a n t e k i l o m e t e r s . N i e t t e m i n z i j n
b i j metingen op open zee en op oceanen op deze manier v e r k r e g e n waterstandgegevens n u t t i g g e b l e k e n v o o r h e t b e p a l e n van s t r o m i n g e n en v o o r h e t a f r e g e l e n van
g r o o t s c h a l i g e waterbewegingsmodellen, z o a l s h e t CSM-16-model op de Noordzee. Voor
de v e r v a n g i n g van n i v e a u m e t e r s z i j n d e r g e l i j k e s a t e l l i e t m e t i n g e n e c h t e r n i e t van
g r o o t b e l a n g , z o d a t deze i n h e t v e r v o l g van d i t document b u i t e n beschouwing z u l l e n worden g e l a t e n .
5.6. GPS metingen.
Het GPS i s een p l a a t s b e p a l i n g s s y s t e e m met b e h u l p van s a t e l l i e t e n . Het kan n i e t
a l l e e n de x- en y - c o o r d i n a t e n b e p a l e n , maar g e e f t ook i n f o r m a t i e a f over de zc o o r d i n a a t . Het systeem wordt v o o r n a m e l i j k t o e g e p a s t b i j h e t u i t v o e r e n van l o d i n gen. De n a u w k e u r i g h e i d over de z - c o o r d i n a a t i s nog onvoldoende bekend. Zodra d i t
w e l h e t g e v a l i s dan kunnen de l o d i n g e n ' o n - l i n e ' aan b o o r d van h e t m e e t v a a r t u i g
g e r e d u c e e r d worden. Hiermee zou de t o e p a s s i n g van de DAG-6000 v o o r d i t d o e l kunnen v e r v a l l e n .
Of deze meetmethode ook g e s c h i k t gemaakt z a l kunnen worden v o o r t o e p a s s i n g a l s
n i v e a u m e t e r z a l t . z . t . nader o n d e r z o c h t moeten worden. Er z a l i n i e d e r g e v a l
biz. 9
a l t i j d een d r i j v e n d o b j e c t moeten z i j n waarop de GPS-ontvanger g e p l a a t s t moet
worden. Hiermee v e r v a l t f e i t e l i j k de t o e p a s s i n g v a n n i v e a u m e t i n g v a n a f een v a s t e
o p s t e l l i n g en v a l t deze methode dus b u i t e n h e t k a d e r v a n d i t document.
biz.
10
6. P r a k t i s c h e u i t v o e r i n g van N i v e a u m e e t i n s t r u m e n t e n .
Thans worden b i j R i j k s w a t e r s t a a t d i v e r s e t y p e n n i v e a u m e e t a p p a r a t u u r g e b r u i k t o f
o n d e r z o c h t . Voor een s c h e m a t i s c h o v e r z i c h t van de eigenschappen van deze meetsystemen wordt verwezen n a a r de voorafgaande t a b e l .
a) v l o t t e r m e t e r .
Van de DNM z i j n e r c i r c a 300 s t u k s opgenomen i n h e t L I B , waarvan e r c i r c a 100 i n
g e b r u i k z i j n v o o r h e t MWTL waterstandmeetnet.
Een m o d e r n i s e r i n g van de g e d e e l t e l i j k verouderde DNM i s op t e r m i j n gewenst, omdat sommige o n d e r d e l e n n i e t meer
g e l e v e r d kunnen worden. Ook n a b e s t e l l i n g van nieuwe exemplaren s t u i t op s t e e d s
meer problemen. B i j d i v e r s e r e g i o n a l e d i r e c t i e s z i j n nog e n i g e andere t y p e n v l o t t e r m e t e r s i n g e b r u i k . V o o r b e e l d e n h i e r v a n z i j n O t t , Obsermet en M e t r a w a t t .
B i j g e b r u i k van een v l o t t e r m e t e r z i j n a a n l e g en onderhoud van deze b i j b e h o r e n d e
c i v i e l t e c h n i s c h e v o o r z i e n i n g e n duur, a f h a n k e l i j k van de c o n f i g u r a t i e (meetpaal o f
p e i l m e e t s t a t i o n ) en de g e b r u i k e r s w e n s e n ( b e s c h i k b a a r h e i d , b e r e i k b a a r h e i d e t c . ) .
b) baak.
De meeste stappenbaken b e s t a a n u i t s e c t i e s met een l e n g t e van e n k e l e meters d i e
op l o k a t i e aan e l k a a r gekoppeld kunnen worden. Het v o o r d e e l van deze d e l i n g i s
dat t r a n s p o r t en i n s t a l l a t i e e e n v o u d i g e r z i j n , maar daar s t a a t t e g e n o v e r dat de
mechanische s t i j f h e i d en de e l e k t r i s c h e r o b u u s t h e i d g e r i n g e r z i j n . De gesegment e e r d e stappenbaak DSG-100 (voorheen Marine-300) van D e l t a c o n s u l t met een e l e k t r o d e n a f s t a n d v a n 5 cm i s opgebouwd u i t maximaal 5 s e c t i e s van 3 meter l e n g t e .
Het L I B b e s c h i k t o v e r c i r c a 50 s e c t i e s van de DSG-100.
De d i g i t a l e , gesegmenteerde stappenbaak van Etrometa i s opgebouwd u i t maximaal 7
s e c t i e s en i s ongeveer even duur a l s de DSG-100. Deze baak h e e f t een e l e k t r o d e n a f s t a n d van 2,5 o f 5 o f 10 cm. B e i d e stappenbaken worden momenteel z o d a n i g omgebouwd dat e r een s t a n d a a r d R M I - b e r i c h t u i t k o m t .
Naast de twee bovengenoemde stappenbaken z i j n b i j d i r e c t i e Noordzee nog e n i g e
oude V l i s s i n g e n b a k e n met een e l e k t r o d e n a f s t a n d v a n 10 cm i n g e b r u i k en maakt
d i r e c t i e N o o r d - H o l l a n d nog g e b r u i k v a n analoge c a p a c i t i e v e baken.
Baken worden g e b r u i k t v o o r n i v e a u m e t i n g e n ( w a t e r s t a n d en g o l v e n ) i n h e t g e t i j d e n g e b i e d . A a n g e z i e n een c o n s t r u c t i e n o d i g i s , d i e z i c h g e d e e l t e l i j k onder water
b e v i n d t , z i j n montage en onderhoud i n h e t algemeen moeizaam ( d u i k e r s ) en afhankel i j k van de s i t u a t i e ( w e i n i g s t r o m i n g en g o l v e n ) .
c) d r u k s e n s o r .
De DAG-6000 wordt m e e s t a l i n een frame op de zeebodem g e p l a a t s t worden a l s z e l f r e g i s t r e r e n d e g e t i j m e t e r . I n h e t L I B b e v i n d e n z i c h c i r c a 30 van deze systemen.
Het i n s t r u m e n t l e v e r t i n dat g e v a l a l l e e n ' o f f - l i n e ' - i n f o r m a t i e en wordt v o o r n a m e l i j k g e b r u i k t v o o r h e t omrekenen van l o d i n g e n n a a r een overeengekomen r e f e r e n t i e v l a k ( b i j v . LLWS). A b s o l u t e w a t e r s t a n d m e t i n g e n z i j n met een d e r g e l i j k i n s t r u ment i n een a f g e z o n k e n frame l a s t i g u i t t e v o e r e n , omdat de hoogte v a n h e t apparaat
t . o . v . h e t r e f e r e n t i e v l a k n i e t voldoende nauwkeurig v a s t t e s t e l l e n i s .
A b s o l u t e w a t e r s t a n d m e t i n g e n z i j n d a a r e n t e g e n w e l m o g e l i j k a l s een d r u k s e n s o r
gemonteerd wordt aan een v a s t e c o n s t r u c t i e , b i j v . een p l a t f o r m dat ingemeten i s
t . o . v . NAP. B i j d i r e c t i e Z e e l a n d ( z i e r e f . 7 ) wordt g e b r u i k gemaakt van een lowpower d r u k s e n s o r , gemonteerd aan de O o s t e r s c h e l d e k e r i n g . D i r e c t i e Z u i d - H o l l a n d
maakt v o o r m o b i e l e w a t e r s t a n d m e e t o p s t e l l i n g e n g e b r u i k van z e l f r e g i s t r e r e n d e
ORPHEUS d r u k s e n s o r e n . Door de Bouwdienst worden v e e l b o r r e l b u i z e n t o e g e p a s t b i j
kunstwerken ( b i j v o o r b e e l d s c h u t s l u i z e n ) .
biz.
11
d) c o n t a c t l o z e n i v e a u m e t e r s .
Naast de bovengenoemde n i v e a u m e t e r s z i j n e r b i j R i j k s w a t e r s t a a t ook n i v e a u m e t e r s
i n g e b r u i k , d i e n i e t met h e t w a t e r i n a a n r a k i n g z i j n . A k o e s t i s c h e n i v e a u m e t e r s
f u n c t i o n e r e n r e d e l i j k betrouwbaar ( e n i g s z i n s w i n d g e v o e l i g en temperatuurafhankel i j k ) en z i j n r e l a t i e f goedkoop ( e n k e l e duizenden g u l d e n s ) . Ze v o l d o e n w e l i s w a a r
n i e t aan hoge n a u w k e u r i g h e i d s e i s e n , maar een n a u w k e u r i g h e i d van + 5 cm l i j k t
h a a l b a a r ( r e f . 10,11,12 en 13). B i j kunstwerken van R i j k s w a t e r s t a a t z i j n a k o e s t i sche n i v e a u m e t e r s i n g e b r u i k v o o r objektgebonden i n f o r m a t i e , b i j v o o r b e e l d de
b e p a l i n g van g e l i j k e w a t e r s t a n d b i j s l u i z e n en d e r g e l i j k e .
De n a u w k e u r i g h e i d v a n r a d a r n i v e a u m e t e r s v a r i e e r t v a n ± 5 cm t o t ± 1 mm afhankel i j k v a n de u i t v o e r i n g . De t o t nu t o e behaalde r e s u l t a t e n met de SAAB- en Krohner a d a r z i j n hoopgevend ( r e f . 14 en 1 5 ) . De SAAB-radarniveaumeters b l i j k e n i n h e t
Meetnet Noordzee r e e d s c i r c a 10 j a a r betrouwbaar t e f u n c t i o n e r e n . D i r e c t i e Limb u r g h e e f t i n m i d d e l s e n i g e e r v a r i n g met een r a d a r n i v e a u m e t e r van Endress en Hauser.
Behoudens e n k e l e a k o e s t i s c h e n i v e a u m e t e r s z i j n c o n t a c t l o z e n i v e a u m e t e r s
(nog)
n i e t i n low-power u i t v o e r i n g b e s c h i k b a a r .
biz.
7 . V e r g e l i i k i n g eigenschappen
12
omschreven meetmethoden.
I n onderstaande t a b e l worden de i n d i t document behandelde meetmethoden met e l k a a r v e r g e l e k e n . De c r i t e r i a z i j n v o o r n a m e l i j k o n t l e e n d aan h e t programma van
e i s e n . Alhoewel geen a b s o l u t e waarde k a n worden toegekend i s e r t o c h een g r a d a t i e
aangegeven op v i e r n i v e a u s , n l . goed, m a t i g , b e p e r k t en s l e c h t .
VLOTTER
STAPPENBAAK
DRUK
AKOESTISCH
RADAR
meetbereik
++
++
++
+
++
nauwkeurigheid
+
+
-
-
+
g e s c h i k t h e i d voor
waterstandmeting
++
+
+
++
++
geschiktheid
goIfmeting
voor
-
++
-
-
+
bedrij fszekerheid
+
+
+
++
++
uitvoering
-
+
+
++
++
low power
++
++
++
+
-
-
+
++
+
-
+
++
++
initiele
kosten
exploitatiekosten
++ goed
+
matig
beperkt
-- s l e c h t
De s c o r e s i n deze v e r g e l i j k i n g tonen aan d a t de radarmeetmethode de meest ges c h i k t e methode i s v o o r h e t meten v a n w a t e r s t a n d e n en g o l v e n . Een b e p e r k i n g i s
dat deze a p p a r a t u u r nog n i e t i n low power u i t v o e r i n g g e l e v e r d wordt. I n p r i n c i p e
moet d i t e c h t e r w e l m o g e l i j k z i j n . De a k o e s t i s c h e meetmethode k a n goed worden
t o e g e p a s t voor h e t meten v a n w a t e r s t a n d e n b i j k l e i n e m e e t b e r e i k e n , w a a r b i j k l i m a t o l o g i s c h e omstandigheden minder i n v l o e d hebben.
biz.
13
8. C o n c l u s i e s en a a n b e v e l i n g e n
G e l e t op h e t g e s t e l d e i n de voorafgaande h o o f d s t u k k e n worden de volgende c o n c l u s i e s en a a n b e v e l i n g e n g e f o r m u l e e r d met b e t r e k k i n g t o t systemen v o o r h e t meten van
w a t e r s t a n d en g o l v e n :
- E r moet v o o r l o p i g geen nieuw v l o t t e r m e e t i n s t r u m e n t worden a a n g e s c h a f t , omdat
h e t g e b r u i k e r v a n hoge k o s t e n v o o r de bouw en h e t onderhoud van de m e e t o p s t e l l i n g met z i c h meebrengt. Bovendien h e e f t een v l o t t e r m e e t i n s t r u m e n t a l t i j d bewegende d e l e n , wat de b e t r o u w b a a r h e i d en de l e v e n s d u u r n i e t t e n goede komt.
- Omdat v e e l waarde wordt gehecht aan b e t r o u w b a a r h e i d en n a u w k e u r i g h e i d , en aan
l a g e r e s t i c h t i n g s - en onderhoudskosten v o o r de m e e t o p s t e l l i n g e n , l i g t h e t v o o r
de hand om z i c h b i j de v e r v a n g i n g van de v l o t t e r m e t e r i n p e i l m e e t s t a t i o n s en
meetpalen t e r i c h t e n op c o n t a c t l o o s meten.
- De c o n t a c t l o z e n i v e a u m e t e r s z i j n w a a r s c h i j n l i j k eveneens een goed a l t e r n a t i e f
v o o r de i n g e b r u i k z i j n d e stappenbaken. Ze hebben i n p r i n c i p e d e z e l f d e f u n c t i o n a l i t e i t , maar m i s s e n een a a n t a l n a d e l e n , z o a l s g e v o e l i g h e i d v o o r a a n g r o e i
en v o o r b e s c h a d i g i n g e n door d r i j f h o u t en/of a a n v a r i n g e n . K n e l p u n t h i e r b i j i s
d a t de meeste c o n t a c t l o z e n i v e a u m e t e r s en met name de r a d a r n i v e a u m e t e r s nog
n i e t i n low-power-uitvoering beschikbaar z i j n .
- D e r h a l v e wordt a a n b e v o l e n om v o o r de v e r d e r e i n t r o d u c t i e en o p e r a t i o n a l i s e r i n g
v a n c o n t a c t l o z e n i v e a u m e t e r s b i n n e n R i j k s w a t e r s t a a t een p r o j e c t p l a n op t e s t e l l e n . H i e r b i j d i e n t o.a aandacht gegeven t e worden aan een marktonderzoek naar
de d i v e r s e c o n t a c t l o z e n i v e a u m e t e r s . Ook d i e n t d i t p l a n i n t e gaan op h e t u i t v o e r e n van verdergaande proefnemingen en v e r g e l i j k e n d e t e s t s van deze i n s t r u menten v o o r w a t e r s t a n d - en g o l f m e t i n g e n .
- Het z i e t e r n a a r u i t dat op zee een d r u k s e n s o r z o a l s de DAG-6000 v o o r l o p i g nod i g z a l b l i j v e n , omdat een stappenbaak o f een c o n t a c t l o z e n i v e a u m e t e r a l l e e n
aan een v a s t e c o n s t r u c t i e gemonteerd kan worden; deze z i j n op zee s l e c h t s sporadisch beschikbaar.
- Ter v e r v a n g i n g op t e r m i j n van de DAG-6000 d r u k s e n s o r wordt a a n b e v o l e n de ontw i k k e l i n g e n van h e t GPS ( z i e h o o f d s t u k 5) b i j de Meetkundige D i e n s t t e v o l g e n ,
v o o r a l t e n a a n z i e n v a n de n a u w k e u r i g h e i d van de g e l e v e r d e hoogtegegevens. Deze
G P S - o n t w i k k e l i n g z a l w a a r s c h i j n l i j k nog w e l e n i g e j a r e n duren. Bovendien i s h e t
nu nog n i e t d u i d e l i j k o f de b e s c h i k b a a r h e i d en n a u w k e u r i g h e i d v o o r de beoogde
t o e p a s s i n g voldoende z a l z i j n . Daarom b l i j f t de v e r v a n g i n g van de DAG-6000 door
een moderne d r u k s e n s o r op k o r t e t e r m i j n dus n o d i g .
- Voor g r o o t s c h a l i g e t o e p a s s i n g e n , w a a r b i j men voldoende h e e f t aan een r u i m t e l i j k
gemiddelde en i n c i d e n t e e l gemeten w a t e r s t a n d , i s h e t n u t t i g de o n t w i k k e l i n g e n
op h e t g e b i e d v a n r a d a r h o o g t e m e t i n g e n v a n u i t s a t e l l i e t e n t e v o l g e n , v o o r a l v o o r
wat b e t r e f t de n a u w k e u r i g h e i d van p l a a t s en hoogte en de a f m e t i n g e n van h e t
' b e l i c h t e ' gebied.
b i z . 14
9. L i j s t v a n b e g r i p p e n en a f k o r t i n g e n .
DAG-6000 = D i g i t a l e Autonome G e t i j m e t e r met 6000 g e h e u g e n p l a a t s e n .
DNM
= D i g i t a l e N i v e a u Meter.
DSG-100
- D i g i t a l Step Gauge.
ERS-1
= e e r s t e Europese Remote s e n s i n g
GPS
= G l o b a l P o s i t i o n i n g System
Amerikaanse M a r i n e ) .
LIB
= L a n d e l i j k Instrumenten Bestand.
LLWS
= Laag LaagWater S p r i n g ( h e t m e e r j a r i g
s p r i n g l a a g w a t e r v a n e l k e maand).
MWTL
= M o n i t o r i n g W a t e r s t a a t k u n d i g e Toestand v a n h e t Land.
RIKZ
= R i j k s i n s t i t u u t v o o r K u s t en Zee.
RMI
= R i j k s w a t e r s t a a t Meetnet I n f r a s t r u c t u u r .
Satelliet.
(een s a t e l l i e t p l a a t s b e p a l i n g s s y s t e e m v a n de
gemiddelde
van het laagste
biz.
10.
15
Literatuuroverzicht.
1)
" M o d e r n i s a t i o n o f t h e Norwegian gauge network", B. Kvamme, I.B. E r i k s e n ,
D. H a r e i d e , K. D i s e r u d M i l d a l , N. S l o t s v i k , T. T o r r e s e n , I n t e r n a t i o n a l
H y d r o g r a p h i c Review, L X X ( 2 ) , September 1993.
2)
" M o n i t o r i n g R i j k s w a t e r e n " , DGW r a p p o r t 93.024, a p r i l 1993.
3)
"Meetnauwkeurigheid v a n p e i l m e e t s t a t i o n s " , J.W. v a n d e r Made, D i r e c t i e Wat e r h u i s h o u d i n g en Waterbeweging r a p p o r t , 18 j a n u a r i 1982.
4)
" V e r s l a g v a n de commissie t o t h e t v e r r i c h t e n v a n een onderzoek
meters ( p e i l s c h a a l c o m m i s s i e ) " , 1926.
5)
"Bemonstering en r e c o n s t r u c t i e
September 1982.
6)
" G e t i j m e t i n g met drukopnemer i n g e g r a v e n i n de zeebodem", v e r s l a g
onderzoek, WL-rapport R1323, September 1978.
7)
"Druksensor a l s g e t i j m e t e r . P r o e f met d r u k s e n s o r a l s g e t i j m e t e r op l o k a t i e
0S4.", E.W.F.Cornelissen,
P.Lievense, R i j k s w a t e r s t a a t D i r . Zeeland,
nota
nr.AX 94.022, november 1994.
8)
"Test EMI i n f r a r o o d - g o l f h o o g t e m e t e r " , F. v . d . V e l d e n , DNZ-rapport, 4 f e b r u a r i
1988.
9)
"Test ( a k o e s t i s c h e ) n i v o m e t e r s , l a s e r P S - l e v e l " , F . J . D o n k e r v o o r t , R i j k s w a t e r s t a a t D i r . Z u i d - H o l l a n d , o k t o b e r 1993.
10) " A k o e s t i s c h e niveaumeter,
mei 1990.
van waterstanden",
W.G.
omtrent
getij-
Bos, r a p p o r t WWHI,
literatuur-
p r a k t i j k m e t i n g e n " , P.A.J. Ouwehand, DGW-rapport,
11) "Test ( a k o e s t i s c h e ) n i v o m e t e r s , M i l l t r o n i c s M u l t i r a n g e r p l u s " ,
v o o r t , R i j k s w a t e r s t a a t D i r . Z u i d - H o l l a n d , o k t o b e r 1993.
F.J.Donker-
12) "Test ( a k o e s t i s c h e ) n i v o m e t e r s , Marimatech HMS 182A (met m i l l t r o n i c s p r o b e ) " ,
F . J . D o n k e r v o o r t , R i j k s w a t e r s t a a t D i r . Z u i d - H o l l a n d , o k t o b e r 1993.
13) "Test ( a k o e s t i s c h e ) n i v o m e t e r s , SONAR t i d e l e v e l
R i j k s w a t e r s t a a t D i r . Z u i d - H o l l a n d , o k t o b e r 1993.
14) "Test Krohne r a d a r - n i v e a u m e t e r " ,
93.402x,
26 f e b r u a r i 1993.
P. Verburgh,
monitor",
F.J.Donkervoort,
R i j k s w a t e r s t a a t werkdocument
15) " J o i n t s t u d y i n t o t h e performance o f t h e SAAB and MAREX r a d a r wave s e n s o r s " ,
A.J.M. v . d . V l u g t , T. v. R i j n , OCN-report, March 11, 1994.

Download Report