Afstudeerbundel oktober 2006

Transcription

Afstudeerbundel oktober 2006
Afstudeeronderzoeken
Oktober 2006
Civiele Techniek
Stevinweg 1
Postbus 5048
2600 GA Delft
Telefoon: 015-2788234
Telefax:
Oktober2006_def V2.indd 1
015-2784889
23-10-2006 11:05:17
2
Oktober2006_def V2.indd 2
23-10-2006 11:05:20
3
Inhoudsopgave
Voorwoord
9
Toelichting
10
Samenvattingen Civiele Techniek
Structural engineering
Amsterdam ArenA Ontwerp en constructieve uitwerking veld ophangen aan dakconstructie.
14
Student: J.M.G. Huijbregts
Non-linear FEM modelling of steel fibre reinforced concrete for the analysis of tunnel segments in the
thrust jack phase
15
Student: R.A. Burgers
Drijvende achterlandverbinding in zeer hoge sterkte beton
16
Student: E.D. Pinas
Zettingsgedrag van blokkenmuren bij een variabele grindlaag
17
Student: P.J.H. Renders
Comparison between the VBC/VBB and the Euro code Design of incremental launching Box Girder Bridge
using high strength of concrete
18
Student: K. Sinnadurai
Onderzoek naar autogene vervorming van cementpasta en beton.
19
Student: G.A. Leegwater
Sea Ice – Offshore Structure Interaction: Steady State Downward Bending
20
Student: P. van der Male
Ground vibrations induced by a high-speed train running over inhomogeneous subsoil
21
Student: K.N. van Dalen
Gedrag Staal-beton kokerliggerbrug met geprofileerde lijven
22
Student: A. El Hadji
Ontwikkeling van een methode om het mechanische gedrag van ASR gels te meten.
23
Student: P.C. Crucq
Effects of nano-clay modification on rheology of bitumen and performance of asphalt mixes
24
Student: D.B. Ghile
Predicting time dependent reinforcement corrosion due to chloride ingress
25
Student: I. Mele
Building Engineering
Deuvelwerking van randbalken als onderdeel van vloeren in prefabbouw
27
28
Student: E.A. Pieterse
CO2 emissie modelering van de gebouwschil
29
Student: H. Staal
Lightweight cold rolled steel construction systems
30
Student: C. van Zandwijk
Bouworganisatievormen voor infrastructuur projecten voor gemeente Den Haag
31
Student: H.J. de Graaf
Oktober2006_def V2.indd 3
23-10-2006 11:05:20
I
4
Inhoudsopgave
1005
Ontwikkeling Life Cycle Management Model voor Kademuurconstructies
32
Student: G.H.S. Weisz
Energie uit afvalwater
33
Student: J.D. Spronk
De samenwerking tussen uitvinder en ondernemer bij technologische Start Ups met een patent
34
Student: O.J. Meijer
Adaptieve Temperatuurgrenswaarden
35
Student: M. van Beek
Hydraulic and Geotechnical Engineering
Abstract
37
38
Student: T.M. Caus
Comparative analysis of design recommendations for quay walls
39
Student: E.Meijer
Summary
40
Student: E.A. van Blaaderen
Wave characteristics derived from video
41
Student: C. Bos
Influence of foreshore steepness on wave velocity and acceleration at the breakwater interface
42
Student: N.J.Oortman
Surfability of an ASR in irregular waves
43
Student: R.W.J. Over
Morphodynamic modeling of a schematic
44
barrier island
44
Student: B. de Sonneville
Het effect van erosie en grondeigenschappen op het dynamische gedrag van offshore windturbines
45
Betreffende stalen en betonnen mono paal funderingen
45
Student: J. Van Ginhoven
Cost-Estimating of Heineken Breweries Worldwide
46
A Probabilistic Framework
46
Student: M. Groeneveld
Uretek Deep Injection Method. Lifting of settled foundations Analysis of full scale test results
47
Student: R. van Reenen
Verticaal evenwicht van damwandconstructies
48
Student: M. de Koning
a,b,c- Isotachenmodel (van a,b,c tot zetting)
49
Student: D. Sipkema
Masterplan for the Port of Azzawiya, Libya
50
Student: P.J.J. Groenewegen
Oktober2006_def V2.indd 4
23-10-2006 11:05:20
1005
5
Inhoudsopgave
“De In- en Uitbreiding van het Haven- en Industriegebied Moerdijk”
51
Student: D.B. de Bondt
Samenvatting
52
Student: E. van der Maaten
Watermanagement
‘Measurability of hydrological processes by means of gravimetrical measurements’
53
54
Student: J.E.J. de Goffau
Predicting Ulva growth in a saline Volkerak- Zoomlake
55
Student: R.P. Hulsbergen
MeteoLook – a physically based regional distribution model for measured meteorological variables
56
Student: M.P. Voogt
Flood Control? An Evaluation of the Impacts of Flood Control and Drainage Projects in Bangladesh
57
Student: M.L. Drost
Nalevingsmetingen in het waterbeheer
58
Een casestudy naar de Wet beheer rijkswaterstaatswerken
58
Student: M. Hofstra
Risicoanalyse binnen het regionale waterbeheer
59
Student: G.F. Verhoeven
“Vasthouden, bergen, afvoeren” onder de loep; Onderzoek van de effectiviteit van maatregelen tegen
wateroverlast door neerslag, toegepast op polder Eijerland
60
Student: G.J. Zegwaard
UV/H2O2 behandeling bij drinkwaterbereiding: Onderzoek en ontwerp
61
Student: D. de Ridder
Treatment Techniques for Combined Sewer Overflows
62
Student: S.M. Scherrenberg
New process of drinking water production in 21st century
63
Student: S. Li
Sediment Resuspension Effect on Water Quality in Drinking Water Distribution System
64
Student: Q. Wang
Transport & Planning
Rijgedrag bij werkzaamheden Zicht op versmalde stroken vanuit de helikopter
65
66
Student: R.J. ter Kuile
Systematische herinrichting van zwarte punten in Vlaanderen Een beslisboom en een kosten-batenanalyse
67
Student: J. Steenbergen
Paramaribo op orde; Structuurvisie Groot-Paramaribo 2020
68
Student: Y. Blufpand
Werken aan vitale wijken
69
Student: E. Martens
Oktober2006_def V2.indd 5
23-10-2006 11:05:21
6
1005
Samenvattingen Technische Aardwetenschappen
Resource Engineering
Experimental study on the vitrification of bottom ash from municipal waste incinrators
71
72
Student: M. Oorsprong
Prediction of ore mixture grinding behavior
73
Student: A. Scheltema Beduin
An Experimental study on the thermal behavior of heavy metals and minor elements in fly ash from a
municipal solid waste incinerator
74
Student: N.R. Wilson
Petroleum Engineering and Geosciences
75
Analysis of Geochemical data from Wells and Outcrops, in the Permian Tanqua subbasin fan complex,
southwestern Karoo, South Africa
76
Student: R. van den Brink
Turbidite Slope Channel deposits, a Reservoir Simulation Study based on Field Data
77
Student: R. van den Ham
The use of modern analogues in shared earth modeling (Case study of the Cook Formation, Oseberg Field,
offshore Norway)
78
Student R. Thomassen
Analysis of Salt-Induced Stress Anomalies
79
Student: A. Vogelaar
Temperature Dependent Sorption of Carbon dioxide on coal
80
Student: R.M.S. van Lier
Effect of sorption induced swelling on coal cleat permeability
81
Student: I.J.P. Moors
Screening of Reservoir Characteristics for the Applicability of Smart Field Technology to Dynamic Water
Flood Optimisation
82
Student: A. Altintas
Fluid front detection from time-lapse pressure propagation test
83
Student: R. Formoso-Rafferty Castilla
Feasibility Study of WAG Injection in Naturally Fractured Reservoirs
84
Student: J. Heeremans
Trapping Sequence Determination in Deep-bed Filtration using Colored Particles during Produced Water
Reinjection
85
Student: B. Turekhanov
Engineering Geology
Massive Flank Collapse at La Palma Numerical slope stability models of the Cumbre Vieja Volcano
87
88
Student: J.M.C. van Berlo
The accuracy of the interpretation of CPT-based soil classification methods for soft soils.
89
Student: J. Mollé
Oktober2006_def V2.indd 6
23-10-2006 11:05:21
7
1005
Swelling and shrinkage characteristics of soils in the northern Netherlands and Restrained clay ring
shrinkage
90
Student: M. Zandbergen
Samenvattingen Offshore Engineering
Motion compensated float-over installation with the use of the Ampelmann
92
Student: F.W.B. Gerner
Simulation of ship motions and probalistic design of Ampelmann platforms
93
Student: A.J. Göbel
Safety and Reliability of Partly Jacked Vessels
94
Student: P.A. van der Graaf
Calibration of SQM model tests
95
Student: N.P. Haakman
Cryogenic Floating Hoses for Liquefied Natural Gas Transfer
96
Student: T. Klieverik
Numerical approach for predicting heave motion coefficients for a Tophat Design
97
Student: A. de Leeuw
Ships going semi?
98
Student: D.A. Manschot
Environmental Load Calculations on Space Frame Support Structures for Offshore Wind Turbines
99
Student: A.H. van der Pol
Deep water riser concepts offshore Angola
100
Student: S. van der Puttem
LNG export and shipping in Arctic seas – a new way of LNG shipping in Arctic seas
101
Student: Y. Shu
Operability of a floating LNG Terminal - Development of a new approach and berthing concept for an
exposed location
102
Student: J. Wolff
Implementing a frequency domain approach for the fatigue analysis of offshore wind turbine support
structures
103
Student: W.E. de Vries
Samenvattingen van het afgelopen jaar
105
Leerstoelen faculteit Civiele Techniek en Geowetenschappen
115
Oktober2006_def V2.indd 7
23-10-2006 11:05:21
8
Oktober2006_def V2.indd 8
1005
23-10-2006 11:05:21
1005
9
Voorwoord
In deze bundel presenteren wij u met trots de
proeven van bekwaamheid die onze studenten Civil
Engineering en Applied Earth Sciences met succes
hebben afgelegd om de hooggewaardeerde titel
Master of Science, ofwel ingenieur, te behalen.
Dat de titel hooggewaardeerd is, merken wij aan de
gretigheid van de arbeidsmarkt om onze afgestudeerden een contract aan te bieden. In een enkel
geval zelfs al voordat de studie geheel is afgerond.
De ingenieurs van vandaag zullen met al hun kennis
en kunde bijdragen aan het oplossen van toekomstige maatschappelijke problemen. Zij zijn het die
veiligheid en duurzaamheid realiseert. Onze afge-
hier en in het buitenland zorgen voor schoon drink-
studeerden spelen daarin een sleutelrol. Zij zullen
water, voorzien in de energie-behoefte, werken aan
straks, vanuit hun beroepspraktijk en met hun
nieuwe verkeers- en vervoersvoorzieningen, bouwen
kennis van ‘de echte wereld’ zowel onze opdrachtge-
met duurzame middelen. Wij vertrouwen die enorme
vers zijn als onze ambassadeurs.
verantwoordelijkheid van harte toe aan onze nieuwe
ingenieurs.
Ik wens onze nieuwe Masters of Science een boei-
De faculteit zal op haar beurt rond dezelfde maat-
ende en uitdagende toekomst.
schappelijke issues het wetenschappelijk onderzoek voortzetten en op zoek blijven naar nieuwe
prof.ir. L. de Quelerij
mogelijkheden om de problemen te lijf te gaan. En
decaan
natuurlijk hebben we er weinig aan als onze ideeën
binnen de muren van de universiteit blijven. We
leveren pas een wezenlijke bijdrage als het beroepenveld – de wereld van de praktijk – met onze
ideeën aan de haal gaat, een toepassing weet,
Oktober2006_def V2.indd 9
23-10-2006 11:05:21
1005
10
Toelichting
Deze bundel bevat samenvattingen van de afstu-
De opleiding Technische Aardwetenschappen kent
deerverslagen van de studenten die op het inge-
ook drie afstudeerrichtingen:
nieursdiploma “Civiele Techniek”, “Technische
- Resource Engineering
Aardwetenschappen”, “Transport, Infrastructure
- Petroleum Engineering and Geosciences (with
and Logistics” of “Offshore Engineering” aan de
Technische Universiteit te Delft hebben behaald.
Deze bundel is onder meer bedoeld om de beroeps-
specialization in Applied Geophysics, Petroleum
Engineering and Reservoir Geology)
- Engineering Geology
praktijk meer inzicht te geven in de huidige onderwijs- en onderzoeksgebieden van de faculteit Civiele
De opleiding Offshore Technology
Techniek en Geowetenschappen. In vele gevallen
zijn de afstudeerprojecten uitgevoerd in samenwer-
De opleiding Transport, Infrastructure and Logistics
king met of naar aanleiding van vragen uit de praktijk. Ook kan het voorkomen dat de projecten een
Onder aan de pagina van de samenvatting treft u
onderdeel vormen van een uitvoerig researchproject
het telefoonnummer aan van de medewerker die
binnen de onderzoekgroep. Voorop blijft staan dat
meer informatie over het afstudeerverslag kan
het afstudeerproject primair is bedoeld als afronding
geven. Na de samenvattingen van de afstudeerver-
van de studiefase voor het verkrijgen van het inge-
slagen, treft u achter in de bundel ook een overzicht
nieursdiploma, waarvoor op basis van de huidige
van de samenvattingen vanaf afgelopen jaar aan.
normen nominaal 22 tot 26 studieweken zijn inge-
Deze zijn gerangschikt volgens de indeling van de
ruimd. In de bundel zijn alle aangeleverde samen-
desbetreffende bundel met afstudeerprojecten.
vattingen opgenomen, ongeacht de honorering van
Binnen de afstudeerrichtingen is een reeks van
het bij het afstudeerproject behorende verslag.
vakgebieden te onderscheiden, welke alle zijn gerelateerd aan het onderwijs- en onderzoekprogramma
Indeling van de bundel
van de faculteit. Om u een idee te geven van de
De samenvattingen van de afstudeerverslagen zijn
fijnere uitsplitsing van deze vakgebieden is achter in
gerubriceerd per opleiding en afstudeerrichting.
de bundel een lijst van de leerstoelen van de faculteit Civiele Techniek en Geowetenschappen opgeno-
De opleiding Civiele Techniek kent vijf afstudeer-
men met de huidige bezetting.
richtingen;
- Structural Engineering
Doelstelling van de bundel
- Building Engineering
Met de verspreiding van deze bundel wordt een
- Hydraulic & Geotechnical Engineering
verbetering van de herkenbaarheid van de Civiele
- Watermanagement
Techniek en de Geowetenschappen beoogd. Tevens
- Transport & Planning
hoopt de faculteit met het uitbrengen van deze
bundel de communicatie met de praktijk te onderhouden, wat de inzetbaarheid van de civiel-ingenieur
ten goede zal komen.
Oktober2006_def V2.indd 10
23-10-2006 11:05:22
1005
Toelichting
11
Informatie
Mocht u naar aanleiding van de in deze bundel
opgenomen samenvattingen nadere informatie
Dienst Onderwijs en Studentenzaken
015-27 85444 / 81765
willen over de inhoud van een afstudeerproject, dan
kunt u contact opnemen met de betreffende sectie.
De telefoonnummers vindt u onderaan de pagina
Dienst Marketing & Communicatie
015-27 87685 / 84694
bij elke samenvatting. Het is niet altijd mogelijk
kopieën van afstudeerverslagen toe te zenden. Ook
Overige inlichtingen
kunnen er voor het toezenden van afstudeerversla-
Technische Universiteit Delft
gen kunnen kopieer- en verzendkosten in rekening
Faculteit CiTG, Dienst Communicatie
worden gebracht. U kunt op afspraak de afstu-
Postbus 5048
deerverslagen bij de betreffende afstudeerrichting
2600 GA Delft
inzien.
Oktober2006_def V2.indd 11
23-10-2006 11:05:22
12
Oktober2006_def V2.indd 12
1005
23-10-2006 11:05:23
1005
13
Samenvattingen Civiele Techniek
Structural Engineering
Oktober2006_def V2.indd 13
23-10-2006 11:05:23
14
Civiele Techniek:
Structural Engineering
1005
Amsterdam ArenA Ontwerp en constructieve
uitwerking veld ophangen aan dakconstructie.
Het afstudeerwerk bestaat uit twee verschillende
Het verschil tussen deze varianten is het aantal
fasen. In de eerste fase is een Engelstalig dictaat
punten waarmee het veld aan de bestaande dakcon-
geschreven met de titel: ‘Stadium structures made
structie wordt gehangen. De constructie die nodig is
of steel’. In dit dictaat worden verschillen typen
om het speelveld hefbaar te maken is globaal gedi-
stadionconstructies aan de hand van voorbeelden
mensioneerd. Het gewicht van het deze constructie
toegelicht. De nadruk hierbij ligt op de staalcon-
is voor de verschillende varianten als belastings-
structie van de verschillende stadions.
geval ingevoerd in het rekenmodel van de dakconstructie. Vervolgens zijn, per variant, de gevolgen
De tweede fase van het afstudeerwerk heeft als
voor het comfort van het stadion bepaald en is
onderwerp een hefbaar veld voor de Amsterdam
een schatting gemaakt van het aantal staven dat
ArenA. Het management van de Amsterdam ArenA
vervangen moet worden in de bestaande dakcon-
is op zoek naar een methode om het stadion sneller
structie. Aan de hand van deze criteria is de meest
om te bouwen van voetbalstadion naar evenemen-
gunstige variant gekozen.
tenhal, zodat er meer evenementen per jaar georganiseerd kunnen worden. Dit is belangrijk voor een
Daarna is gestart met het bepalen van de benodigde
succesvolle exploitatie van het stadion. Een oplos-
aanpassingen aan de dakconstructie om de meest
sing is het toepassen van een hefbaar veld welke
gunstige variant van het hefbare veld eraan op te
aan de bestaande dakconstructie wordt opgehan-
kunnen hangen. Snel bleek dat de aanpassingen
gen. Dit heeft gevolgen voor de dakconstructie en
de stijfheidverhoudingen binnen de dakconstructie
deze gevolgen worden in het rapport bepaald.
nadelig beïnvloeden. Hierdoor worden bepaalde
constructieonderdelen onevenredig veel zwaarder
belast. Dit probleem kan opgelost worden door de
gehele constructie opnieuw te ontwerpen maar
dit valt buiten de opdracht van het afstudeerwerk.
Om deze reden is gestopt met het berekenen van
de aanpassingen. De berekeningen zijn hervat aan
de hand van een variant waarbij de benodigde
aanpassingen geen nadelige invloed hebben op de
stijfheidverhoudingen in de dakconstructie. Aan de
hand van de berekende aanpassingen is een globale
schatting van de kosten gemaakt.
De belangrijkste conclusies van het rapport zijn:
• De bestaande hoofddraagconstructie van het dak
moet nagenoeg geheel aangepast worden om
Onderzoek naar de verschillende manieren waarop
er een hefbaar veld aan de dakconstructie op te
het speelveld aan de bestaande dakconstructie
kunnen hangen;
gehangen kan worden heeft geleid tot vier verschillende varianten van het hefbare veld.
• Het aanpassen van de hoofddraagconstructie kan
nadelige gevolgen hebben met betrekking tot de
stijfheidverhoudingen in het dak. Hierdoor worden
bepaalde constructieonderdelen onevenredig veel
zwaarder belast.
Student:
Commissie:
J.M.G. Huijbregts
Prof. ir. F.S.K. Bijlaard, ir. ing. R. Abspoel, Prof. dipl. -ing. J.N.J.A. Vamberský, ir. M.J.W.
van Osch (Arcadis Bouw en Vastgoed Den Haag)
Voor meer informatie over dit afstudeerproject kunt u terecht bij de secretaresse van de sectie Structural engineering, tel:
015 2785440
Oktober2006_def V2.indd 14
23-10-2006 11:05:23
15
Civiele Techniek:
Structural Engineering
1005
Non-linear FEM modelling of steel fibre reinforced
concrete for the analysis of tunnel segments in the
thrust jack phase
In general, several cracks appear during the
The DIANA models are all crack models with
assembly phase of shield driven tunnels. These
orthotropic softening, which means they only show
cracks are undesirable, so one tries to find solutions
softening in the direction perpendicular to the crack.
to reduce the number of cracks and the crack
These models are, theoretically, suitable to model
widths. The application of steel fibres reduces the
concrete cracking in a multi-axial stress state.
crack widths and crack development in cracked
Instead, the ABAQUS model (Concrete Damaged
zones of structures. The first goal of this thesis
Plasticity) has isotropic softening, so after cracking
is to study the influence of steel fibres in the
the stiffness reduces in all directions. The Total
application in tunnel segments. This goal is reached
Strain rotating crack model is the most suitable for
by FEM simulations of a tunnel segment with the
the simulations in this thesis and is used for the
FEM program DIANA. To study crack development,
analyses on the tunnel segment.
it is necessary to use a non-linear material model
to describe the occurring cracks. In order to make
Some in practice occurring cracks can be
the non-linear simulations of the tunnel segment
reproduced by FEM simulations. When different
with a reliable model, the functioning and numerical
amounts of fibres are applied, crack widths reduce
stability of the available DIANA models and one
significantly with an increased amount of steel
ABAQUS (another FEM program) model is studied.
fibres. Another way to reduce the splitting cracks
is to change the thrust jack configuration. The
Firstly, the background of the material models is
Japanese configuration shows significantly smaller
studied in order to gain insight in how they function,
cracks, but is sensitive for a non-smooth support
theoretically. From the theoretical background is
in the ring joint. The French configuration is not
derived how they approach the real behaviour of
sensitive for the latter case, but displays larger
concrete and in which field of application they can
splitting cracks.
be used. Secondly, the material models are tested
by simulating three experimental tests: a four point
bending test, which describes the uni-axial tensile
behaviour, a splitting test with a line load, which
describes a bi-axial stress state and a splitting test
with a point load, which describes a tri-axial stress
state. The studied models are the Total Strain
rotating crack, Total Strain fixed crack and Drucker/
Prager + multi directional fixed crack of DIANA and
Concrete Damaged Plasticity of ABAQUS.
Student:
R.A. Burgers
Committee:
Prof.dr.ir. J.C. Walraven, Dr.ir. C.B.M. Blom, Ir. W.J.M Peperkamp, Dr.ir. P.C.J.Hoogenboom,
Ir. L.J.M. Houben, Prof. G.A. Plizzari (Brescia University)
For information concerning the report, please contact the section of concrete structures, tel.015-2784578
Oktober2006_def V2.indd 15
23-10-2006 11:05:23
16
Civiele Techniek:
Structural Engineering
1005
Drijvende achterlandverbinding in zeer hoge
sterkte beton
De groei van de goederen stroom maakt het voor
Uit dit onderzoek is naar voren gekomen dat de
een aantal havens noodzakelijk om uit te breiden.
pontons met 6 x 6 compartimenten moet worden
Een oplossing kan een uitbreiding van de haven op
uitgevoerd. De lengte en breedte van de ponton
enige afstand van het vasteland in zee zijn. Een
bedraagt 35 meter. De hoogte
drijvende haven kan de druk op de huidige haven
11,25 meter. De dikte van de buitenwanden 400
doen afnemen. Voor de drijvende haven is een
mm, het dek 300 mm, de vloer 350 mm en de
achterlandverbinding nodig om de goederen van en
tussenwanden 130 mm.
naar de haven te vervoeren. In dit afstudeerwerk
is onderzoek gedaan naar de technische haalbaarheid van een drijvende achterlandverbinding, in zeer
hoge sterkte beton (ZHSB), van de kust naar een
drijvende haven.
Figuur 1
De achterlandverbinding is ontworpen voor een
drijvende haven die op enige afstand van de kust
Onder alle 49 hoekpunten van de compartimenten
ligt op een diepte van 100 meter. Er zijn drie alter-
moeten verankeringkabels worden geplaatst om
natieven ontwikkeld voor de verbinding. Twee daar-
de inwendige belastingen op te kunnen nemen.
van zijn traditionele drijvende bruggen. Het eerste
Door ervoor te zorgen dat de kabels altijd onder
alternatief is een verbinding die uit pontons bestaat
trekspanning blijven, zal de brug niet op en neer
die aan elkaar worden gekoppeld en zodanig de
bewegen met de golven en de deining. De veranke-
verbinding vormen. Het tweede alternatief is een
ringskabels worden onder een hoek van 20 graden
verbinding die wordt gevormd door losse pontons
geplaatst, waardoor het mogelijk wordt om de hori-
waaroverheen een verbinding wordt gelegd. De
zontale belasting op de constructie op te nemen.
derde verbinding komt uit de offshore (Tensionleg
De verankeringkabels gaan door het beton en
platform) wereld en betreft een Tension leg brug.
worden aan de bovenkant van de ponton verankerd.
Deze constructie wordt door kabels die in de zeebo-
Hierdoor worden kleinere trekspanning in het beton
dem zijn verankerd op zijn plaatsgehouden. Door
geïntroduceerd dan wanneer de verankeringkabels
ervoor te zorgen dat de opwaartse belasting die
aan de onderkant van de ponton zou worden veran-
op de constructie werkt te allen tijde groter is dan
kerd. Het voordeel hiervan is ook dat de uitvoering
de neerwaartse belasting, wordt de stabiliteit van
van de pontons aan de zeebodem wordt vergemak-
de constructie gegarandeerd. Na een analyse van
kelijkt.
de drie alternatieven bleek de Tension leg brug
het beste alternatief voor een drijvende achterland
De belangrijkste conclusie, die naar aanleiding van
verbinding te zijn vanwege zijn gunstige hydrodyna-
de studie getrokken kan worden, is dat het tech-
mische karakter, de goede stabiliteit onder extreme
nisch mogelijk is om een drijvende achterlandver-
weersomstandigheden en de relatieve lage kosten.
binding in ZHSB uit te voeren. Vanwege het goede
De verbinding bestaat uit velden van 100 meter.
hydrodynamische gedrag, grote stabiliteit en de
Ieder veld wordt overspannen door een stalen brug.
relatieve lage kosten t.o.v. de traditionele drijvende
De stalen brug rust op drijvende pontons (zie figuur
bruggen, is een Tension leg brug een zeer goed
1). In dit afstudeerwerk is een ontwerp voor deze
alternatief voor een drijvende achterlandverbinding.
drijvende pontons gemaakt.
Student:
Commissie:
E.D. Pinas
Prof. dr. ir. J.C. Walraven, Prof. drs. ir. J.K. Vrijling, ir. W.J.M. Perperkamp, ir. W.F.
Molenaar, ir. L.J.M. Houben
Voor informatie over het afstudeerverslag kunt u contact opnemen met de afstudeerrichting, tel.nr. 015-2784578
Oktober2006_def V2.indd 16
23-10-2006 11:05:24
17
Civiele Techniek:
Structural Engineering
1005
Zettingsgedrag van blokkenmuren bij een
variabele grindlaag
In 2003 is er door Delta Marine Consultants een
gedacht worden aan o.a. het controleren van de
ontwerp gemaakt van een kademuur in Ghana
veiligheid ten behoeve van het kantelen en afschui-
(Tema Port). Als gevolg van de variatie van de
ven van de constructie. Voor variaties van het
diepte ligging van de bestaande bodem onder de
grindbed is de te verwachten zetting bepaald met
kademuur zou de fundering een sterk variabele dikte
een drietal methoden. De invloed van de zetting op
krijgen. Deze fundering kan bestaan uit een grind-
de blokkenmuur is vervolgens onderzocht met een
bed (95% van de gevallen) of een onderwaterbeton-
2d- en 3d-model, dat is opgesteld in het eindige
vloer. Een fundering bestaande uit een grindbed met
elementen programma DIANA. Dit programma
een variabele dikte kan tot een verschil in zettings-
is geschikt door de aanwezigheid van “interface
gedrag leiden en daardoor tot een verschil in rotatie
elementen”, die de wrijving tussen de blokken
van opeenvolgende doorsneden van de kademuur.
kunnen simuleren. Deze modellering is tevens uitge-
De blokkenmuur wordt in een halfsteensverband
voerd voor lagere kerende hoogten en verschillende
toegepast en is daardoor slecht in staat deze rota-
variaties van het grindbed. De modelleringen geven
tieverschillen te volgen. Dit kan leiden tot (te)
een indicatie voor het te verwachten vervormings-
hoge spanningen in de blokken en de norm BS6349
en spanningsbeeld.
(BS6349: British Standard, Maritime structures, Part
2. Design of quay walls, jetties and dolphins) raadt
Uit de analyse is naar voren gekomen, dat een
daarom toepassing van een halfsteensverband in
blokkenmuur in verband gestapeld niet zonder-
combinatie met een grindbed af. In een definitief
meer zonder risico’s op een grindbed geplaatst kan
ontwerp wordt er gekozen voor de toepassing van
worden (met de huidige kennis). De risico’s worden
de onderwaterbetonvloer, waaraan zeer hoge vlak-
bepaald door de situatie ter plaatse, ofwel het
heidseisen worden gesteld.
verloop van de rotsbodem over de lengte van de
kademuur.
Het doel van het onderzoek is het risico van het
In figuur 1 is een zeer theoretisch verloop van een
zettingsgedrag, bij de toepassing van een grind-
grindbed weergegeven. Dit verloop is gekozen om
bed, te onderzoeken en daarbij te bepalen welke
een modellering met correcte randvoorwaarden
gevolgen dit heeft voor de manier van stapelen (is
mogelijk te maken. Bij dit verloop is een in verband
verbandstapeling mogelijk bij de toepassing van een
gestapelde blokkenmuur goed toepasbaar (voor
hoogtes van 14 meter en lager). De constructie zal
zich gedragen als een ligger met een grote buigstijfheid.
Voor het verloop van het grindbed, dat is weer-
Figuur 1
Figuur 2
gegeven in figuur 2, zal er een vervolgonderzoek
gestart moeten worden. De huidige modellering
grindbed).
vindt voor dit verloop uitsluitend een bovengrens
De blokkenmuur is een constructie, die al meer dan
van de spanningen, waarbij de treksterkte van het
honderd jaar wordt toegepast. Het onderzoek is
beton worden overschreden. Dit betekent dat met
dan ook gestart met het verzamelen van de litera-
de huidige kennis er in een beperkt aantal blokken
tuur over de huidige stand van zaken en eigen-
wapening toegepast moet worden om de veiligheid
schappen van dit type kademuur. Vervolgens is er
van de constructie te garanderen. Een oplossing
een ontwerp opgesteld, dat als uitgangspunt heeft
om te voorkomen dat de treksterkte van het beton
gediend voor de verdere analyse. Deze constructie
wordt overschreden, bestaat uit een gecombineerde
is (handmatig) statisch gecontroleerd, hierbij moet
fundering van grind en onderwaterbeton.
Student:
P.J.H. Renders
Commissie:
Prof. dr. ir. J.C. Walraven, ing. H.J. Everts, ir. P. Wernsen (Delta Marine Consultants)
Voor meer informatie over dit afstudeerverslag kunt u contact opnemen met de sectie betonconstructies, tel: 015-2784578.
Oktober2006_def V2.indd 17
23-10-2006 11:05:24
18
Civiele Techniek:
Structural Engineering
1005
Comparison between the VBC/VBB and the Euro
code Design of incremental launching Box Girder
Bridge using high strength of concrete
After joining of the European countries, every
To ensure the safety of the structure all necessary
member of the European countries would like to
control calculations are made for each and every
make common European standards to design and
critical sections of the structure
construct all kind of structures of steel, concrete
and other major works. These countries are still
using their own standards.
This project is made for the purpose of research
analysis of comparison between the Netherlands
and the European standards on design of Zee
Burger Bridge using high strength concrete of B85.
This project deals with full coverage of the design
of bridge at construction and use phase. Based
on construction method, incremental launching
method, detailed design is done according to the
Netherlands and the European standards. Important
and necessary features are illustrated at every
phases of the design to determine the necessary
centrical and continuity prestressing and the steel
reinforcement.
Student:
K. Sinnadurai
Committee:
Prof.dr.ir.J.C.Walraven, dr.ir. C.van der Veen, dr.ing. A.Romeijn
Voor informatie over het afstudeerverslag kunt u contact opnemen met de afstudeerrichting, tel nr, +31 15 2784578
Oktober2006_def V2.indd 18
23-10-2006 11:05:25
19
Civiele Techniek:
Structural Engineering
1005
Onderzoek naar autogene vervorming van
cementpasta en beton.
De aanleiding voor dit afstudeeronderzoek is aan de
Om de uitkomsten van de computermodellering te
ene kant de wens om betongedrag beter te kunnen
kunnen verifiëren is er een test uitgevoerd met de
voorspellen en aan de andere kant om meer kennis
TSTM om het autogene gedrag van beton te bepa-
te verwerven met betrekking tot het materiaalge-
len. Het resultaat van deze vergelijking was erg
drag van hoogovencement. Dit onderzoek focust
bemoedigend, echter er moet nog wel aan verschil-
zich op het autogene vervormingsgedrag van jong
lende parameters met betrekking tot de modellering
beton.
worden “gesleuteld”.
In dit afstudeeronderzoek is een methode ontwikkeld om autogene vervorming van cementpasta te
kunnen meten. Er bestaat reeds een testopstelling
om autogene vervorming in beton te meten, namelijk de TSTM (Temperature Stress Testing Machine).
Als onderdeel van dit onderzoek is van deze
bestaande opstelling een verkleinde kopie gemaakt
om alleen het gedrag van cementpasta te kunnen
onderzoeken. De nieuwe testopstelling is vernoemd
naar zijn grote broer en heet de mini-TSTM. Met
deze opstelling is het niet alleen mogelijk om autogene vervorming van cementpasta te meten, maar
ook de optredende spanningen indien de autogene
vervorming verhinderd wordt.
Met behulp van deze mini-TSTM zijn er ook testen
uitgevoerd op verschillende soorten cement met
Het autogene gedrag
verschillende water / cement factoren. Deze
van cementpasta kan
testen zijn uitgevoerd om de kennis van het mate-
worden gebruikt als
riaalgedrag van Hoogovencement uit te breiden.
invoer voor compu-
Er was slechts ruimte voor een beperkt aantal
termodellen zoals het
tests, daarom is er veel voorzichtigheid geboden
Delft Lattice Model.
met betrekking tot de resultaten, maar er leken
In dit computermodel
toch bepaalde trends zichtbaar, die in ieder geval
wordt een driehoekig
aanleiding zijn voor verder onderzoek. In de eerste
netwerk van staafjes
plaats lijken de resultaten aan te geven dat een
gebruikt om een twee
grotere fijnheid leid tot meer autogene vervor-
dimensionale weergave
ming. Daarnaast lijkt bij een water / cement factor
van het heterogene
van 0.35 de autogene vervorming even groot te
materiaal beton te
zijn als bij een factor van 0.45. De spanningen die
maken. Met behulp
optreden als deze vervormingen worden verhinderd
van deze modellering kan het effect van autogene
lijken echter vaak niet tot problemen te leiden in
vervorming van cementpasta op het totale materi-
tegenstelling tot wanneer Portland cement wordt
aalgedrag van beton voorspeld worden.
gebruikt.
Student:
G.A. Leegwater
Commissie:
Prof.dr.ir. K. van Breugel, Dr.ir. E. Schlangen, Dr.ir. E.A.B. Koenders
Ir. W.J. Bouwmeester (Delta Marine Consultants), Ir. L.J.M. Houben
Voor informatie over het afstudeerverslag kunt u contact opnemen met de afstudeerrichting, tel nr, +31 15 2784578
Oktober2006_def V2.indd 19
23-10-2006 11:05:25
20
Civiele Techniek:
Structural Engineering
1005
Sea Ice – Offshore Structure Interaction: Steady
State Downward Bending
In cold regions, ice load is usually the predominant
The inclination angle is the most important property
design criterion for offshore structures. The
of the offshore structure. By varying this angle, the
prediction of ice forces is subjected to uncertainties.
bending stresses in the ice, the reaction forces of
These are caused by insufficient knowledge of the
the structure and the length of broken ice pieces
ice environment and by a lack of understanding of
can be adjusted. The friction between the ice and
the processes of the ice interaction with structures.
the structure is not of great influence.
In this study, a simplistic sea ice-offshore
If ice failure is taken into account, steady state
structure interaction model for downward bending
can only be reached for very small inclination
is presented, which creates more insight in the
angles. This indicates that the sea ice can also be
mechanical implications of the involved parameters.
modelled in a geometrically linear model with elastic
foundation.
The ice is modelled as a beam and the interaction
For further research, a promising time dependent
is analysed in steady state (see figure). Doing so,
transient model is developed. This model reveals
the model is time independent and an upper bound
a significant velocity effect on the ice-structure
for the interaction forces is provided. Characteristic
interaction. It also gives more insight into the
features of the model are:
development of the internal forces during the
interaction. Ultimately, it can be used to describe
• Geometrically nonlinear model definition;
the interaction between sea ice and an offshore
• Velocity effect and axial forces are taken into
structure periodically.
account;
• Elasto-plastic foundation rheology.
During the analysis, performed with the help of
different numerical procedures, it appeared that the
ice thickness is the most decisive sea ice parameter,
with respect to steady state bending. For thicker
ice, the reaction forces of the structure increase,
whereas the change of failure in bending decreases.
For steady state bending, the ice velocity is of no
importance.
Student:
P. van der Male
Committee:
Prof.dr.ir. L.J. Sluijs, Prof.ir. J. Meek, Dr.Sc. A.V. Metrikine, Ir. G.L. Kuiper, R. Gunturi MSc
(Shell E&P), Ir. L.J.M. Houben
Voor informatie over het afstudeerverslag kunt u contact opnemen met de afstudeerrichting, tel nr, +31 15 2784578
Oktober2006_def V2.indd 20
23-10-2006 11:05:25
21
Civiele Techniek:
Structural Engineering
1005
Ground vibrations induced by a high-speed train
running over inhomogeneous subsoil
Transition radiation in two-dimensional inhomogeneous elastic systems
Introduction
In the analysis of ground vibrations induced by
With the energy considerations, we have gained
high-speed trains, it is common practice to model
insight in the phenomenon of transition radiation.
the railway track as an infinitely long homogeneous
For a beam on inhomogeneous elastic foundation
system. In reality however, various inhomogeneities
are present along the track, e.g. transitions in the
that is subjected to the moving load, by means of a
substructure (tunnels, bridges) or soil property
time domain analysis, we can visualize the transition
variations. The inhomogeneities possibly are an
radiation process, and we can obtain quantitative
important source of additional ground vibrations
insight into the magnitude of the additional
that is not accounted for in contemporary design.
(free field) displacements with respect to the
displacements of the eigenfield of the load, which
Modeling and results
The soil has been modeled as an elastic half-plane
develops in a corresponding homogeneous system
(steady-state displacement field).
with an inhomogeneity constituted by an abrupt
change of the material parameters filling the halfplane. The train action has been accounted for by
a load, moving uniformly along the boundary of the
half-plane. In fact this model just represents an
inhomogeneous elastic half-space subjected to a line
It appears that the transition radiation is more
load.
powerful into the softest part of the system. For
increasing load velocity, the transition radiation
is more powerful as well. For the load velocity
approaching the critical wave velocity , the free field
displacements are of the same order of magnitude
compared to the maximum eigenfield displacements
in the respective system parts. Therefore, the free
field displacements have to be taken into account in
contemporary design.
The radiation of elastic waves by the load transition
over the inhomogeneity can be studied by the
energy spectra of the radiated wave fields. These
spectra show that, in contradiction to the findings
in one-dimensional systems (see also further), the
radiation energy does not increase (monotonically)
with increasing load velocity . Furthermore, the
radiation energy in general is not more powerful
into the softest part of the system as well.
Student:
Supervisors:
K.N. van Dalen
Prof.ir. A.C.W.M. Vrouwenvelder, Prof.dr.ir. F. Molenkamp, Dr. A. Metrikine BSc, Ir.
M.J.M.M. Steenbergen, Ir. L.J.M. Houben
Voor informatie over het afstudeerverslag kunt u contact opnemen met de afstudeerrichting, tel nr, +31 15 2784578
Oktober2006_def V2.indd 21
23-10-2006 11:05:26
22
Civiele Techniek:
Structural Engineering
1005
Gedrag Staal-beton kokerliggerbrug met
geprofileerde lijven
Voor voorgespannen kokerligger uitbouwbruggen
totale lengte van 200 m, is een numerieke studie
met een gemiddelde overspanning (150 - 250 m),
gedaan naar de invloed van de lijfgeometrie op
geldt dat het eigengewicht het grootste aandeel
onder andere de spanningsverdeling over de door-
vormt van de totale belasting. Aangezien de beno-
snede van de constructie (zie grafiek). Wat dit bete-
digde hoeveelheid voorspanning grotendeels afhan-
kent voor de voorspanning, stond hier centraal.
kelijk is van het eigengewicht, is het reduceren van
het eigengewicht een belangrijke zaak.
Verschillende mogelijkheden zijn er voorhanden om
het eigen gewicht te reduceren. De belangrijkste
daarvan is het toepassen van een hybride systeem
waarbij de lijven van staal zijn gemaakt terwijl het
dek en de onderflens in beton zijn uitgevoerd. Een
hybride systeem met klassieke lijven (vlak) brengt
een nadeel met zich mee. De vlakke lijven onder
drukspanning kunnen gaan plooien waardoor extra
maatregelen nodig zijn om de stabiliteit van deze
lijven en dus van de hele constructie te waarborgen. De geprofileerde lijven met hun bijzondere
axiale eigenschappen vooral, zorgen in dit geval
voor een aantrekkelijk alternatief. Door de koker te
Het trapeziumvormige profiel dat het beste uit de
voorzien van geprofileerde lijven wordt als eerste
bus kwam in de literatuurstudie en waarmee vervol-
het eigengewicht sterk gereduceerd waardoor er
gens in het numerieke gedeelte verder is gegaan,
minder voorspanning nodig zal zijn. Daarnaast, door
heeft een aantal belangrijke parameters die van
de te verwaarlozen axiale stijfheid van geprofileerde
groot invloed zijn op het geheel. Van deze parame-
lijven, neemt als gevolg van efficiënter gebruik van
ters is de invloed van de vouwhoek α, verreweg de
voorspanning de reductie in de hoeveelheid voor-
belangrijkste. De axiale stijfheid van de lijven, de
spanning nog verder toe.
dwarskrachtcapaciteit van de constructie, normaalkracht in het dek als gevolg van de voorspanning en
Het afstudeerwerk, bestaande uit een literatuurstu-
zelfs de doorbuiging is sterk afhankelijk van deze
die en een numeriek onderzoek, richt zich op het
vouwhoek α.
gedrag van een voorgespannen staal-beton kokerligger, waarbij de beide flenzen in beton zijn uitge-
Hoewel de doorbuiging ruim voldoet, blijkt dat deze
voerd en het trapeziumgeprofileerde lijf in staal.
toeneemt als α groter wordt. De dwarskrachtcapaci-
Voor verschillende alternatieven, te denken aan
teit neemt ook toe als de vouwhoek α toeneemt. De
een sinusvormig profiel, een zig-zag profiel en een
dwarskrachtcapaciteit blijft toenemen tot α = 75°.
trapeziumvormig profiel, is er in de literatuurstudie
Tussen 75 en 90° is geen toename waarneembaar.
uitgebreid gekeken naar sterkte en stijfheid van
De normaalkracht/drukspanning in het dek neemt
stalen plaatliggers en staal-beton liggers voorzien
ook toe naarmate de vouwhoek α toeneemt. Dit
van geprofileerde lijven.
terwijl de hoeveelheid voorspanning gelijk is geble-
Met behulp van een eindige elementen model van
ven. Vooral dit laatste betekent dat de voorspanning
een voorgespannen staal-beton kokerligger, uitge-
efficiënter in het betonnen dek is toe te passen,
voerd in de vorm van een uitbouwbrug met een
indien geprofileerde lijven zijn toegepast.
Student:
A. El Hadji
Commissie:
Prof.ir. F.S.K. Bijlaard, Dr.ing. A. Romeijn, Dr.ir. C. van der Veen, Ir. C. Kamp (Movares), Ir.
F. van Doorn (Bouwdienst Rijkswaterstaat), Ir. L. J. M. Houben
Voor informatie over het afstudeerverslag kunt u contact opnemen met de afstudeerrichting, tel nr, +31 15 2784578
Oktober2006_def V2.indd 22
23-10-2006 11:05:26
23
Civiele Techniek:
Structural Engineering
1005
Ontwikkeling van een methode om het
mechanische gedrag van ASR gels te meten.
In betonnen constructies kan een chemisch proces
In het tweede is een experimentele methode opge-
plaatsvinden dat alkali-silica reactie, of afgekort
zet om de expansie van ASR gels te meten. In
ASR, heet. Deze reactie kan resulteren in expan-
testflessen worden proefstukken van ASR gevoelig
sieve reactieprodukten (gels) die het beton van
aggregaat in contact gebracht met een alkalische
binnen uit ernstig kunnen beschadigen.
oplossing. Op deze wijze is een omgeving gecreeerd waarin ASR kan worden opgewekt. Van deze
Het doel van dit afstudeeronderzoek is om een
monsters wordt de verandering in het waterpeil
nieuwe methode te ontwikkelen om mechanische
gemeten als indicatie van volumeveranderingen door
eigenschappen van ASR gels te kunnen bepalen.
vorming van gel. Daarnaast is gebruik gemaakt van
Wanneer deze eigenschappen bekend zijn, zouden
chemische analyse en verschillende microscopische
ze gebruikt kunnen worden voor numerieke modelle-
technieken. Op deze manier zijn de effecten van
ring van het ASR proces. Daarmee kan een bijdrage
ASR bepaald.
worden geleverd aan het voorkomen van ASR.
Uit het onderzoek is gebleken dat ASR opgewekt
In het eerste deel van dit afstudeeronderzoek is een
kan worden met de testopstelling en dat dit resul-
literatuurstudie uitgevoerd om inzicht te verkrijgen
teert in meetbare stijging van het vloeistofpeil in de
in het proces van ASR, waarbij gekeken is naar de
monsters. Dit kan worden gezien als een eerste stap
kenmerken, invloeden en gevolgen van de reactie.
in de ontwikkeling van een bruikbare methode voor
de bepaling van mechanische eigenschappen van
ASR gels.
Student:
P.C. Crucq
Commissie:
Prof. Dr. Ir. K. van Breugel (Microlab, TUD), Dr. Ir. E.A.B. Koenders (Microlab, TUD), Dr. Ir.
E. Schlangen (Microlab, TUD), Dr.Ir. M.R. de Rooij (Microlab, TUD/TNO)
Voor informatie over het afstudeerverslag kunt u contact opnemen met de afstudeerrichting, tel nr, 015-2786382
Oktober2006_def V2.indd 23
23-10-2006 11:05:26
24
Civiele Techniek:
Structural Engineering
1005
Effects of nano-clay modification on rheology of
bitumen and performance of asphalt mixes
Physical properties and temperature susceptibility
by dynamic shear rheometer (DSR); by empirical
characteristics of the asphalt binder influence
tests like penetration and softening points. The
pavement performance at low and high field
third task performed is studying the effect of the
operating temperatures. It was proven that
nanoclay modified binder on asphalt mixtures and
addition of additives like polymers can influence the
the tests performed in this area are indirect tensile
temperature susceptibility of asphalt cements and
strength test, fatigue resistance test, dynamic creep
as a result an improvement in characteristics and
test and resilient modulus test.
performance of asphalt mixtures can be obtained
in a wide temperature range. In addition a number
Findings of the tests performed on binders and
of physical properties of polymers are successfully
dense asphalt mixes proved that the cloisite
enhanced when a polymer is modified with a small
nanoclay modifications helped to increase the
amount of nanoclay on condition that the clay is
stiffness and to improve the rutting resistance of
dispersed at nanoscopic level. Based on the same
the standard 40/60 binder. This is especially true
principle as used with polymer modifications,
if the 6% cloisite modification is used. In addition,
TNO suggests some nanoclay modification of the
the 6% cloisite modification helped to increase
bitumen. Two types of nanoclay modifications were
the indirect tensile strength and fracture energy
suggested: nanofill and cloisite. The expectation
values of dense asphalt mixtures. The nanofill
with the nanoclay modification is influencing
(6%) modification helps to improve the ageing
properties like stiffness, fatigue resistance,
resistance of the 70/100 binder in the short term
strength, resistance to ageing and thermal stability.
and long term. However, the nanoclay modifications
were observed to negatively influence the fatigue
Based on these issues, the main objective of the
resistance performance of asphalt binders/mixes
study work was to conduct a comparative test
especially at low temperature values.
program on binders and asphalt mixtures containing
standard and nanoclay modified asphalts and assess
An overall conclusion from these findings is that
the effects of asphalt properties on pavement
the nanoclay modifications helped to improve
performances. To meet this objective the main
some characteristics of asphalt binders and asphalt
targets of the study work are to find out if the
mixtures but at this level they are not at a stage to
nanoclays alter the critical properties of asphalt
justify application at large scale.
binder and influence the ageing and rheology of
the binder and in addition to study if the nanoclay
Hence, further studies on the chemistry of the
modifications influence the performance of asphalt
nanoclay and bitumen and further development of
mixtures.
the nanoclay technology is recommended to utilize
the full potential of the nanoclay modifications.
Different tasks were performed in the study work
to meet the objective. The first task performed was
studying the nanoclay modifiers at nanoscopic level
and the tests performed in this area are microscopic
analysis and x-ray analysis of the nanoclay
modifiers. The second task is studying the influence
of nanoclay modifiers on binder characteristics and
the tests performed related to this are rheological
studies of fresh (unaged) and aged bitumen types
Student:
Committee:
D.B. Ghile
Prof.dr.ir. A.A.A. Molenaar, Ir. M.F.C. van de Ven, Ing. W. Verwaal,
Drs. J.Th.M. Besamusca (Kuwait Petroleum), Ir. L.J.M. Houben
Voor informatie over het afstudeerverslag kunt u contact opnemen met de afstudeerrichting, tel nr, +31 15 2784578
Oktober2006_def V2.indd 24
23-10-2006 11:05:27
25
Civiele Techniek:
Structural Engineering
1005
Predicting time dependent reinforcement
corrosion due to chloride ingress
One of the major mechanisms leading to
An important influence on extending the time
degradation of concrete structures is corrosion of
when the beam reaches its ULS has the concrete
the reinforcement. To design concrete structures
composition. The results show that concrete
with regard to service life requires that the
composed of CEM III/B with w/c ratio equal to 0.55
degradation of the reinforcement has to be
reaches its safety reliability index (3.8) at around
predicted in advance.
58 years after the corrosion starts. On the other
The aim of this project is to provide a better
hand in the case of concrete composed of OPC with
understanding on the modeling of reinforcement
w/c equal to 0.45 reaches the ultimate load bearing
corrosion due to chloride ingress from the initiation
capacity at around 25 years after corrosion has
stage onwards. In this respect the degradation of
started and for concrete composed of OPC with w/c
a reinforced concrete beam subjected to a typical
equal to 0.55 at around 18 years. From those results
marine and splash environment is investigated by
it follows that except the type of cement also the
using mathematical models available in literature.
w/c ratio is an important factor which influences
Two events are considered in the modeling of
on the corrosion rate, thus in the time when ULS
reinforcement: initiation of corrosion and ultimate
is reached. In this context it can be concluded that
load bearing capacity.
different concrete compositions provide different
For the beam concerned different concrete cover
resistances with regard to durability.
depths and concrete compositions are considered
Finally it should be noted that for the limiting nature
to see their influence on the degradation of the
of this investigation the conclusions are drawn
beam. The degradation of the beam is obtained
within its frame.
by performing reliability analysis using FORM
and Monte Carlo simulations for both events
respectively, provided by Probox software. Data
from CHLORTEST (chloride profile database) and
data related to corrosion rate of rebars in blended
cement concrete with different w/c ratios resulting
from an experimental program have been provided
by TNO Bouw.
From the research it appeared that concrete cover
depth has a significant influence on the time of
initiation. The lower the concrete cover depth the
sooner the depassivation of the reinforcement
can be expected. On the other hand the concrete
quality is very decisive with regard to ULS. During
the propagation of corrosion the results show that
only after corrosion has started the reliability of
the beam decreased slowly. With elapse of time
corrosion penetration starts to affect the reliability
of the beam significantly (see Figure 1).
Student:
I. Mele
Committee:
Prof.dr.ir. K. van Breugel, Z. Guo MSc, Dr.ir. E.A.B. Koenders,
Dr. J.H.M. Visser (TNO Bouw), Ir. L.J.M. Houben
Voor informatie over het afstudeerverslag kunt u contact opnemen met de afstudeerrichting, tel nr, +31 15 2784578
Oktober2006_def V2.indd 25
23-10-2006 11:05:27
26
Oktober2006_def V2.indd 26
1005
23-10-2006 11:05:27
27
1005
Building Engineering
Oktober2006_def V2.indd 27
23-10-2006 11:05:27
28
Civiele Techniek:
Building Engineering
1005
Deuvelwerking van randbalken als onderdeel van
vloeren in prefabbouw
Dit onderzoek is uitgevoerd in samenwerking met
Met een viertal praktijkproeven is de EE modellering
BAM Utiliteitsbouw en Stufib, studievereniging voor
gecalibreerd. De conclusie is dat de modellering
prefabricage. Door een voorgaande Stufib studiecel
een goede indicatie geeft voor de bezwijksterkte
is vastgesteld dat een stapeling van gevelelementen
en de afschuifstijfheid. Verder is bepaald wat de
waarbij de verticale voegen over de hoogte van het
reductiefactoren voor een cyclisch belasting zijn. Bij
gebouw verspringen vanuit constructief oogpunt
de reductiefactoren zijn de standaard (veiligheids)
een goed alternatief is voor traditionele voegtypen.
factoren toegevoegd. De uitkomst is dat de deuvel
Aangezien er vanuit uitvoeringstechnisch oogpunt
in de statische EE modellering tot 36 procent van
nog steeds een voorkeur bestaat voor het verticaal
zijn voorspelde bezwijkbelasting belast kan worden
stapelen, is het zinvol om de invloed van de deuvel-
zonder dat een verlies optreedt aan de schuifspan-
werking van de vloeren in deze studie nader te
ning bij een cyclische belasting over een periode
onderzoeken.
van 50 jaar. De afschuifvervormingen nemen door
degradatie van het afschuifoppervlak in de tijd
De doelstelling van het onderzoek is het bepalen
toe met een factor drie. Deze reductiefactoren
van de krachtswerking in en het bijhorende vervor-
zijn toegepast op alle weergegeven resultaten (de
mingsgedrag van een randbalk, als onderdeel van
rekenwaarde voor een randbalk (250 mm hoog en
een betonnen vloerconstructie, in een stabiliteits-
250 mm breed, B35 en vier staven rond 16 mm) is
constructie. De vloerconstructie is opgenomen in de
155 kN. Dit is minimaal tweemaal de rekenwaarde τ 1
van B35.
gevelconstructie, die is opgebouwd uit gestapelde
geprefabriceerde betonnen elementen met verticaal
doorlopende open voegen. Tevens wordt de invloed
In een extra parameterstudie zijn vier variabelen,
van de betonsterkteklasse en hoeveelheid wapening
representatief voor de praktijk, ingevoerd in het
onderzocht.
EE model. De resultaten zijn weergegeven in onder
andere vier overzichtelijke ontwerptabellen.
Uit een modellering van een gebouwgevel is
geconcludeerd dat het vervormingsgedrag van een
gebouwgevel (10 verdiepingen; slankheid h/b 3,3:1)
met de betonnen deuvels voldoet aan de NEN 6702.
De uitbuiging van de gevel is circa 50 procent groter
dan de uitbuiging van een gebouw met lasplaatverbindingen (2 stuks per verdieping) en circa 140
procent groter dan de uitbuiging van een monoliete
gevel (B65).
De eindconclusie is dat betonnen deuvelverbin-
Om het probleem te modelleren zijn vijf eindige
dingen in een dragende gevel met open verticale
elementen (EE) modellen ontworpen. Uit de model-
voegen, die is opgebouwd uit prefab gevelelemen-
len is gekozen voor het eenvoudigste model met
ten met ingeklemde randbalken, een goed alterna-
een goede respons. Op basis van gegevens uit de
tief vormen voor huidige verticale voegverbindingen.
praktijk is voor de eindige elementen modellering
met behulp van een parameterstudie een standaardmodel ontwikkeld.
Student:
Commissie:
E.A. Pieterse
Prof. Dipl.-Ing. J.N.J.A. Vambersky, Ir. C.A.J. Sterken(BAM Utiliteitsbouw), Dr. Ir. C.R.
Braam, Dr. Ir. P.C.J. Hoogenboom en Ir. W. Peperkamp
Voor informatie over het afstudeerverslag kunt u contact opnemen met de afstudeerrichting, 015 2783174
Oktober2006_def V2.indd 28
23-10-2006 11:05:27
29
Civiele Techniek:
Building Engineering
1005
CO2 emissie modelering van de gebouwschil
Het klimaat is aan het veranderen. Verschillende
groepen wetenschappers, denken dat de oorzaak
van deze klimaatsverandering het versterkte broeikaseffect door een overmatige CO2 emissie is. In
1997 is met het Kyoto Protocol besloten om actie
te ondernemen. Het is noodzakelijk om inzichtelijk
te krijgen waar deze CO2 emissie vandaan komt.
Het blijkt dat de gebouwde omgeving voor minimaal
35% verantwoordelijk is voor de totale CO2 emissie van Nederland. Vanuit deze problematiek vloeit
de volgende probleemstelling voort: “Tot nog toe
bestaan er weinig modellen waarmee van de volledige bouwcyclus kan worden bepaald wat de CO2
De gemaakte parameterstudie en het LCA
emissie van een gebouw is.” Doelstelling van dit
programma GC+ worden, voor zover mogelijk,
onderzoek is dan ook: “Modelmatig inzicht krijgen
gebruikt om een Programma van Eisen gestuurde
in de CO2 emissie van een gebouw, om tot een
ontwerptool te ontwikkelen. Met deze Excel-
gerichte CO2 emissie reductie te komen …”.
ontwerptool is het voor architecten mogelijk om de
milieutechnische dan wel economische consequen-
Een techniek om van een materiaal of energie-
ties te kunnen meten van hun ontwerpkeuzen, bij
bron de milieueffecten (waaronder broeikaseffect
een zelf ingevoerde constantenset, met betrekking
door CO2) te kwantificeren is de LCA (Life Cycle
tot de gebouwschil. Met vier analysemogelijkheden
Analysis) techniek. LCA kan gedefinieerd worden
welke elk toegespitst zijn vanuit diverse invalshoe-
als ”de verzameling en waardering van alle in- en
ken. Hierdoor is het mogelijk om de database met
uitstromen en mogelijke milieueffecten van een
gebouwschiltypen op verschillende manieren aan
(product)systeem gedurende zijn levenscyclus”. Het
te spreken. Het geeft als output een voorkeurs
Nederlandse GreenCalc+ (GC+) tracht dit te doen.
gebouwschil met de daarbij geëmitteerde jaarlijkse
Het bepaalt de milieueffecten op het gebied van
CO2 emissie en een kosten- en batenanalyse van de
materialisering, energiegebruik, water en mobiliteit.
desbetreffende schil.
Het programma bevat echter grote onzekerheden,
zo maakt het bijvoorbeeld gebruik van een energie-
Tot slot bevat dit onderzoek een analyse van een
mix welke per kWh bijna 50% meer CO2 emitteert
renovatie, van een 70er jaren woningcomplex,
dan wat anno 2006 gebruikelijk is in Nederland.
waarbij wordt berekend in hoeverre de gevelrenovatie heeft bijgedragen aan een “CO2 vriendelijker
GC+ wordt in dit onderzoek, naast handmatige
milieu”. Er is een klein Excel programma gemaakt
berekeningen, gebruikt om te inventariseren welke
waarmee de verschillende renovatiealternatieven
factoren invloed hebben op de CO2 emissie. Een
kunnen worden doorgerekend, wat betreft kosten,
belangrijke onderzoeksvraag is hierbij: “Wat zijn
leeftijd en CO2 emissie. Het blijkt dat de verschil-
belangrijke factoren voor CO2 emissie aangaande
lende opties 12,9% tot 43,8% op het oorspronkelijke
de gebouwschil?”. Met het opgestelde referentie-
warmtegebruik in mindering kunnen brengen.
kantoor is onderzocht wat de invloed is van parameters zoals onder meer de warmteweerstand van de
Tot slot zijn er verschillende aanbevelingen gemaakt
gebouwschil en het glaspercentage op de CO2 emis-
met betrekking tot de P.v.E. gestuurde ontwerptool
sie van dat kantoorgebouw.
en het programma GC+.
Student:
Commissie:
H. Staal
Prof. Dipl. -ing. J.N.J.A. Vamberský, Dr. H.D. van Bohemen, Dr. Ir. L.A. Fraaij, B.L.H.
Hasselaar, MSc, MA, PhD Researcher (BK, TUD) en Dr. H. Geerlings (FSW, EUR)
Voor meer informatie kunt u contact opnemen met de afstudeerrichting, 015-2783174
Oktober2006_def V2.indd 29
23-10-2006 11:05:28
30
Civiele Techniek:
Building Engineering
1005
Lightweight cold rolled steel construction systems
“Design and application for singular factory
To show if there are advantages for the application
buildings”
of cold rolled profiles as a mean bearing structure
two spreadsheet programs, which both have been
FACTORY BUILDINGS! Are there cheaper options for
written for equal requirements and wishes, can
constructing the mean bearing structure? Didn’t the
make a calculation for both the application of hot
many years of experiences with hot rolled profiles
rolled profiles and the application of cold rolled
conduct to an optimum constructive design...?
profiles. To be able to make a good comparison,
64 factory buildings have been calculated with a
In the graduation research project the spotlight
span of 10 up to 25 meters. The results from these
has been turned to the other side; COLD ROLLED
comparisons have been given in the main report of
PROFILES! Cold rolled Z and S-profiles as a
the graduation research project.
replacement of the timber roof girders have a good
reputation on the builders of factory buildings,
To show if there are more advantages, all
but according to the expectations there are more
connections, which are determined in the reference
possibilities...
factory building, where detailed. Here also the
relation hot rolled profiles is respected to cold rolled
Literature study into the applications of cold rolled
profiles, from the viewpoint of costs.
profiles has been done within house constructions
and within constructions for factory buildings. After
The last part of the whole graduation research
this preliminary analysis a study into a possible
project is the assembly plan where a quantitative
consuming market has been done, whereupon
cost comparison has been made for the assembly of
a certain target group has been determined.
the total construction of hot rolled profiles and the
With the determination of the target group the
total construction of cold rolled profiles.
constructive wishes and requirements have been
determined which are important to make the aimed
standardisation.
Student:
C. van Zandwijk
Committee:
Prof.dipl-ing. J.N.J.A. Vambersky, Dr. A. Romeijn, Ir. A.M. Gresnigt, Ing. L. Noordzij (KS
Profiel)
More information you can request at the Faculty of Civil Engineering of the University of Technology in Delft, section
Building Engineering. (phone +31 15 278 3174)
Oktober2006_def V2.indd 30
23-10-2006 11:05:28
31
Civiele Techniek:
Building Engineering
1005
Bouworganisatievormen voor infrastructuur
projecten voor gemeente Den Haag
De gemeente Den Haag staat voor een grote infrastructurele opgave. De komende 10 jaar wordt er
voor circa 2 miljard euro aan infrastructurele projecten gerealiseerd.
Het realiseren van deze projecten van idee naar
functionerende infrastructuur wordt het bouwproces genoemd. Dit bouwproces is op te delen in vier
zich onderscheidende deelprocessen: Ontwerp,
Uitvoering, Exploitatie en Onderhoud. Deze deelprocessen kunnen afzonderlijk of in combinatie naar
keuze van de opdrachtgever worden uitbesteed.
De aard van de bouworganisatievorm beweegt zich
Vervolgens is door middel van een enquête onder-
tussen twee uitersten: de opdrachtgever doet alles
zocht welke argumenten publieke opdrachtge-
zelf (Traditioneel) tot de opdrachtgever besteed
vers gebruiken om voor Traditionele of juist voor
alles uit (Geïntegreerd).
Geïntegreerde bouworganisatievormen te kiezen. De
Op dit moment is de ratio achter de beslissing welke
uitkomsten van deze enquête zijn verwerkt in het
bouworganisatievorm voor een project wordt geko-
afwegingskader voor de gemeente Den Haag.
zen niet inzichtelijk genoeg. Tevens vinden deze
beslissingen vaak op een te laat moment in het
Eén van de infrastructurele projecten die Den Haag
proces plaats. De gemeente Den Haag is bang dat
wil realiseren is het Trekvliettracé, een nieuwe
de markt daardoor niet altijd optimaal wordt inge-
aansluiting tussen de A4 en de Haagse binnenstad.
schakeld.
In een casestudie is het afwegingskader gebruikt
om te onderzoeken welke bouworganisatievormen
De doelstelling van dit onderzoek is het maken van
geschikt zijn voor het Trekvliettracé.
een afwegingskader dat de gemeente Den Haag kan
ondersteunen bij het bepalen van de bouworganisa-
Voor het gedeelte van het tracé dat op maaiveld
tievorm bij het realiseren van grote infrastructurele
ligt is een traditionele bouworganisatievorm een
projecten. Hierbij is gekeken naar de projectken-
goede manier om dit project te realiseren. Voor het
merken en de omgevingskenmerken van het project.
gedeelte van het tracé dat in een tunnelbak onder
Hiervoor is gekozen om projectoptimale oplossingen
de Trekvliet ligt is het een goede optie verder te
te krijgen.
onderzoeken of dit project (gedeeltelijk) in een
Voor het onderzoek zijn verschillende opdracht-
geïntegreerde bouworganisatievorm kan worden
gevende instanties door middel van interviews
gerealiseerd.
gevraagd naar hun ervaringen met de verschillende
bouworganisatievormen.. Zowel grote gemeenten,
hoogheemraadschappen, provincies en grote landelijke instanties zijn hiervoor benaderd.
Student:
H.J. de Graaf
Commissie:
Prof.dr.ir. H.A.J. de Ridder, ir. G. Arends, ir.ing. J.P. Noppen, ing. E. Vols, Ingenieursbureau
Gemeente Den Haag
Voor informatie over het afstudeerverslag kunt u contact opnemen met de afstudeerrichting, tel. 015 2786636
Oktober2006_def V2.indd 31
23-10-2006 11:05:28
32
Civiele Techniek:
Building Engineering
1005
Ontwikkeling Life Cycle Management Model voor
Kademuurconstructies
Achtergrond
Aandachtspunten Onderzoek
Vanaf 1 januari 2004 is het Havenbedrijf Rotterdam
In de studie staan de volgende punten centraal:
geprivatiseerd. Binnen de totale organisatie heeft
• Functie, vorm en beperkingen van huidige toege-
dat ertoe geleid, dat de ontwikkeling en het beheer
van onder andere kademuurconstructies meer
gestructureerd en planmatiger moet geschie-
paste kademuren in kaart brengen.
• Introductie Life Cycle Management en de toepassingen ervan.
den. Momenteel vindt de invloed van toekomstige
• Bepaling opbrengst- en kostfunctie kademuren.
ontwikkelingen te weinig weerklank in het ontwerp
• Economische haalbaarheid twee alternatieve kade-
van kademuren. Er is daarom behoefte aan een
concepten.
systematiek die op een meer beredeneerde wijze
het ontwerpproces van kademuren kan sturen. Door
Conclusies
te differentiëren in de vorm en de ontwerplevens-
Met behulp van het ontwikkelde spreadsheet model
duur, kan een kademuur ontworpen worden die zijn
is het mogelijk om:
functie voor de volledig beoogde levensduur kan
• Voor kadeconcept A de maximale kerende hoogte
vervullen. Een Life Cycle Management (LCM) model
zou hier oplossing voor kunnen bieden.
vast te stellen tot waar deze rendeert.
• Voor kadeconcept B de minimale kerende hoogte
vast te stellen vanaf waar deze rendeert.
Doelstelling
Het doel van het onderzoek is het ontwikkelen van
een Life Cycle Management model, die toepasbaar is
voor nieuw te bouwen kademuurconstructies. Zaak
hierbij is dat het gedrag van waarde en kosten in de
tijd inzichtelijk wordt gemaakt, opdat een kostenbaten analyse verricht kan worden met behulp van
een spreadsheet model.
Student:
Commissie:
G.H.S. Weisz
Prof.dr.ir. H.A.J. de Ridder, ir. T.H.W. Horstmeier, ir. W.F. Molenaar, ir. A. van der Toorn
(Gemeentelijk Havenbedrijf Rotterdam)
Voor informatie over het afstudeerverslag kunt u contact opnemen met de afstudeerrichting, tel. 015 2786636
Oktober2006_def V2.indd 32
23-10-2006 11:05:29
33
Civiele Techniek:
Building Engineering
1005
Energie uit afvalwater
In hedendaagse woningen vinden talloze activiteiten
volumestroom blijkt minimaal 15 l/s nodig te zijn. Dit
plaats waarbij energie in de vorm van warmte verlo-
heeft tot gevolg dat de schaalverkleining niet aan
ren gaat. De verwarmde ruimte verliest energie door
de aanbodzijde gezocht moet worden, maar aan de
transmissie en ventilatie, de douche door ventilatie
gebruikerszijde. Woningen met een klein afvalwater-
en afvalwater, de vaatwasser en wasmachine door
aanbod komen niet in aanmerking om deze techniek
afvalwater. Om efficiënt met energie om te gaan
te gebruiken.
is het gewenst deze verliezen zoveel mogelijk te
Betreffende afvalwatertemperatuur is gebruik
beperken.
gemaakt van Oostenrijkse meetgegevens. De
Ten opzichte van ventilatie- en transmissieverliezen
gemiddelde temperatuur in het stookseizoen is
zijn aanzienlijke reducties bereikt door warmte-
11ºC en daarbuiten 15ºC. Een temperatuur onder
terugwinning uit ventilatielucht en betere isolatie
de 8ºC heeft een negatieve invloed op de afvalwa-
van muren, vloeren, ramen en daken. Met betrek-
terzuiveringsinstallatie. Om het gehele jaar warmte
king tot warmteterugwinning uit afvalwater is tot
te kunnen onttrekken wordt als drempelwaarde
nu weinig bekend. Dit onderzoek brengt, binnen de
9°C aangenomen. In het stookseizoen kan dan een
woningbouwsector, de techniek in kaart om ener-
dusdanige hoeveelheid warmte onttrokken worden
gie uit afvalwater te halen met behulp van een in
dat het afvalwater twee graden afkoelt. Dit komt
Zwitserland ontwikkelde techniek.
overeen met 8,4 kW per l/s afvalwater.
Een literatuurstudie naar deze techniek bracht aan
Economische aspecten blijken het meest bepalend
het licht dat Zwitserland al jaren ervaring heeft op
voor de schaalgrootte te zijn. De aanschafprijs
dit vlak. De uitgevoerde projecten maken gebruik
van een installatie die warmte uit afvalwater haalt
van een door de firma Rabtherm ontwikkelde warm-
is voor enkele woningen hoog en oninteressant,
tewisselaar die in het riool wordt ingebouwd. Door
omdat de terugverdientijd hoger is dan de techni-
deze warmtewisselaar stroomt een transportmedium
sche levensduur. Een gezamenlijke installatie drukt
dat afvalwarmte opneemt en transporteert naar de
de kosten per woning aanzienlijk. Zodoende is de
verwarmingscentrale. In de verwarmingscentrale
meest voordelige keus voor vrijstaande woningen
onttrekt een warmtepomp deze warmte om hier-
een installatie die twintig woningen van warmte
mee warmwater te produceren. Het geproduceerde
voorziet. Voor rijtjeswoningen ligt dit woningaantal
warmwater wordt gebruikt voor ruimteverwarming
op acht. Qua milieutechnische aspecten blijkt deze
en warmtapwater.
installatie slechts geringe invloed te hebben op de
CO2-reductie (12 %).
De bovenstaande techniek wordt altijd op grote
schaal toegepast. Het afvalwater van gehele
De conclusie van dit onderzoek luidt dat warmte-
gemeenten wordt gebruikt om enkele gebouwen
pompinstallaties die 20 vrijstaande of 8 rijtjeswonin-
te voorzien van verwarming en warm tapwater. De
gen van warmte voorzien de kleinst mogelijke schaal
centrale vraag van dit onderzoek is bijgevolg te
is, waarbij warmteterugwinning uit afvalwater in de
bekijken wat de kleinst mogelijke toepassing is in de
woningbouwsector kan worden toegepast.
woningbouwsector met het oog op economische en
milieutechnische selectiecriteria.
Voor een optimale werking van de warmtewisselaar zijn twee grootheden van belang: voldoende
volumestroom en temperatuur. Met betrekking tot
Student:
J.D. Spronk
Commissie:
Prof. Ir. J.J.M. Cauberg, Dr. Ir. W.H. van der Spoel , Ir. R.P.S Schilperoort, C.J.A.M.
Mutsaers (Martens beton), Ir. C. Kruijff (Gemeente Delft)
Voor meer informatie kunt u contact opnemen met de afstudeerrichting, tel: 015 27 83174
Oktober2006_def V2.indd 33
23-10-2006 11:05:29
34
Civiele Techniek:
Building Engineering
1005
De samenwerking tussen uitvinder en ondernemer
bij technologische Start Ups met een patent
Bij technische, medische en agrarische universiteiten worden octrooien beheerd, waar veel kosten
mee gemoeid zijn, maar waar weinig inkomsten
tegenover staan. Het ontbreken van een ondernemersstructuur en een afrekenmodel dat meer
gericht is op publiceren liggen hieraan ten grondslag. Dit roept de vraag op, op welke manier deze
slapende octrooien te gelde gemaakt kunnen
worden. Niet alleen bij universiteiten, maar ook bij
private beheerders van octrooien. In dit onderzoek
wordt één van de mogelijkheden onder de loep
genomen: exploitatie van octrooien door Start Ups,
waarbij de uitvinder een samenwerking is aangegaan met een externe ondernemer.
De resultaten van de interviews laten zien op welke
manier een aantal onderwerpen die in deze periode
Het onderzoek richt zich op de vraag welke facto-
naar voren zijn gekomen, een rol spelen. De belang-
ren een rol spelen bij de totstandkoming van de
rijkste factoren die een rol hebben gespeeld bij de
samenwerking tussen uitvinder en ondernemer:
totstandkoming van de samenwerking zijn onze-
welke afspraken worden gemaakt en welke samen-
kerheden, de vorige werksituatie, de persoonlijke
werkingsmechanismen worden gebruikt? Kortom:
investering die gedaan wordt, de onderhandeling
waarmee krijgt de ondernemer te maken als hij
over aandelen, conflictsituaties, en een positieve- of
zich aansluit bij een technologische Start Up? Deze
een negatieve instapsituatie weaarin de ondernemer
vragen zijn interessant om in de toekomst een basis
terecht komt.
te leggen om kennis breder te exploiteren door in
een vroeg stadium externe ondernemers erbij te
Dit onderzoek kan een basis zijn voor het samen-
betrekken. Hierdoor neemt de afhankelijkheid van
stellen van een handleiding voor startende,
interesse en capaciteiten van de uitvinder af.
commerciële ondernemers in een technische omgeving. Dit onderzoek kan de universitaire octrooiaf-
Er zijn 20 technologische Start Ups geïnterviewd
delingen, onderzoekers bij universiteiten en andere
op een halfgestructureerde manier. Bij deze manier
uitvinders bewegen, om eens eerder te kiezen voor
van interviewen liggen de vragen niet vast, maar
de optie van een Start Up met een ondernemer
de onderwerpen wel. Zo is het mogelijk om tijdens
aan het roer, bij de exploitatie van een octrooi. Met
het interview flexibel in te springen op aspecten
behulp van dit onderzoek kunnen betrokken partijen
die voor de Start Up relevant waren. Na uitwerking
inzicht krijgen in elkaar´s belangen en kunnen de
van elk interview is de topiclijst aangescherpt voor
uitvinder en eventueel de universiteit, de onderne-
het volgende interview, zodat er naar verloop van
mer een attractief voorstel doen.
de interviews steeds meer focus ontstaan is. De 20
Start Ups die geïnterviewd zijn, hebben verschillende achtergronden: de branche, persoonlijke
achtergrond van de ondernemer, geografische
ligging en de status van de technologie. Dit om een
zo breed mogelijk, betrouwbaar beeld te kunnen
scheppen.
Student:
O.J. Meijer
Begeleiders:
Prof. Dr. Ir H.A.J. De Ridder, Dr. Ir J. Van der Tempel, Ir. B. Joseph
Voor informatie over het afstudeerverslag kunt u contact opnemen met de afstudeerrichting, telefoon: 015 27 83174
Oktober2006_def V2.indd 34
23-10-2006 11:05:29
35
Civiele Techniek:
Building Engineering
1005
Adaptieve Temperatuurgrenswaarden
Praktijkonderzoek naar de nieuwe Nederlandse
conclusies te trekken:
richtlijn voor de beoordeling van het thermische
- De toetsbaarheid van de ATG-methode is gelijk
binnenklimaat in kantoorgebouwen
aan die van de GTO-methode
Het is namelijk bij beide methoden nodig om
In Nederland kan sinds maart 2004 gebruik worden
‘gefitte’ simulaties uit te voeren om een eenduidige
gemaakt van een nieuwe richtlijn voor de beoor-
beoordeling van de gebouwen te kunnen geven.
deling van het thermische binnenklimaat, gepre-
Het alleen uitvoeren van metingen is, zolang er
senteerd in de ISSO publicatie 74, “Thermische
nog geen gevalideerd meetprotocol bestaat, niet
behaaglijkheid. Eisen voor de binnentemperatuur
voldoende;
in gebouwen”, waarin op grond van omvangrijk
- De ATG-methode sluit beter aan bij de oordelen
internationaal veldonderzoek grenzen voor de
van de personen
binnentemperatuur, de ‘Adaptieve Temperatuur
Uit de oordelen van de personen is gevonden dat
grenswaarden’ (ATG), zijn opgesteld. Deze grenzen
er inderdaad sprake is van adaptatie, bij hogere
laten hogere binnentemperaturen toe indien de
buitentemperaturen worden hogere binnentem-
buitentemperatuur eveneens hoger is. Op deze wijze
peraturen als comfortabel ervaren. De mate van
is het adaptieve vermogen van de mens, verkregen
adaptatie volgens de oordelen blijkt daarbij goed
uit het veldonderzoek, in de eisen verdisconteerd.
overeen te komen met de adaptatie volgens de ATG-
Deze nieuwe methode om het thermische binnen-
methode. Dit blijkt echter alleen het geval te zijn bij
klimaat te beoordelen is de beoogde opvolger voor
een bepaalde indeling van de vertrekken in klimaat-
de momenteel gebruikelijke Gewogen Temperatuur
typen die niet geheel overeenkomt met de indeling
Overschrijdingen methode (GTO), welke aan de
volgens ISSO publicatie 74;
hand van klimaatkameronderzoek uit de jaren ’70 is
- De ATG-methode is strenger
opgesteld.
Uit simulaties is gevonden dat de ATG-methode tot
een verhoging van het benodigde koelvermogen
Door het gebrek aan ervaring
leidt ten opzichte van de GTO-methode. Dit blijkt
met de nieuwe richtlijn is het
hoofdzakelijk het gevolg te zijn van het geheel
echter nog onduidelijk of de
niet toestaan van overschrijdingsuren bij de ATG-
ATG-methode een meerwaarde
methode. Indien gedurende 1% van de werktijd
oplevert ten opzichte van de
(circa 10 uur) overschrijdingen worden toegestaan,
GTO-methode. In het onder-
leidt de ATG-methode slechts tot een lichte verho-
zoek, welke is uitgevoerd bij
ging van het koelvermogen;
de afdeling Ingenieurs van de
- De ATG-methode is constanter voor verschillende
directie Advies & Architecten
klimaatjaren
van de Rijksgebouwendienst te Den Haag, is
Uit simulaties met verschillende klimaatjaren blijkt
middels metingen in vier Nederlandse gebouwen
dat de ATG-methode, voor gebouwen met niet
in de zomerperiode, waarbij ook enquêtes onder
geheel gesloten gevel, constanter is dan de GTO-
gebruikers van de gebouwen zijn afgenomen, en
methode. Het is echter niet zo dat voor alle klimaat-
simulaties van het temperatuurverloop in de gebou-
jaren hetzelfde benodigde koelvermogen wordt
wen getracht hier meer duidelijkheid over te krijgen.
gevonden;
Daarnaast is de ISSO publicatie 74 aan de hand van
- De ATG-methode is beter communiceerbaar
het onderzoek geëvalueerd en zijn waar mogelijk
Signalen uit de praktijk duiden er op dat de ATG-
verbeterpunten in kaart gebracht.
methode, ook voor leken, beter te begrijpen is en
Aan de hand van het onderzoek zijn de volgende
daardoor betere communicatie mogelijk maakt.
Student:
Commissie:
M. van Beek
Prof.ir. J.J.M. Cauberg, ing. S.R. Kurvers, ir. A.C. van der Linden, ir. H.H.E.W. Eijdems en
ing. J.M.J.M. Mimpen (Rijksgebouwendienst)
Voor meer informatie kunt u contact opnemen met de afstudeerrichting, 015 2783174
Oktober2006_def V2.indd 35
23-10-2006 11:05:30
36
Oktober2006_def V2.indd 36
1005
23-10-2006 11:05:30
37
1005
Hydraulic and
Geotechnical
Engineering
Oktober2006_def V2.indd 37
23-10-2006 11:05:30
38
Civiele Techniek:
Hydraulic & Geotechnical Engineering
1005
Abstract
Stratified exchange flows driven by a density
To study the development of the mixing layer
difference are found in many natural water bodies
the influence of four different parameters was
and in the atmosphere. A typical case in nature
analyzed namely: the buoyant acceleration, the
is the strait of Gibraltar, where the water of the
bottom friction, the water depth and the sill
Mediterranean Sea flows under the less saline water
slope. After careful analysis of the experimental
of the Atlantic Ocean. At the interface between the
results it was observed that fluid from the upper
layers shear is responsible for instabilities (Kelvin-
layer was entrained into the lower layer in all the
Helmholtz), which results in turbulent mixing and
experiments. Analysis of the dye visualization
entrainment. Gaining deeper understanding of these
showed that the large-scale structures, the Kelvin-
processes is the main motivation for this thesis.
Helmholtz instabilities, are mainly responsible for
the mixing and entrainment. The overall conclusion
An experimental study into the development of
was that the variation of geometric condition on
a mixing layer of a two-layer stratified exchange
the development of the mixing layer has a much
flow is performed and an LIF measurement
stronger influence than the variation of the hydraulic
system was used to obtain the concentration
conditions. An enhanced bottom friction affected
fields. The main objectives of this study were to
the Kelvin-Helmholtz instabilities.
calibrate and understand the experimental set-up
and to investigate the influence of four different
parameters on the development of the mixing layer.
The calibration of the experimental set-up has led
to a simple calibration procedure, which was applied
with success.
Student:
T.M. Caus
Commissie:
Prof.dr.ir. G.S. Stelling e.a.
For more information please contact the department of Hydraulic Engineering – telephone +31 (0)15 2781953
Oktober2006_def V2.indd 38
23-10-2006 11:05:30
39
Civiele Techniek:
Hydraulic & Geotechnical Engineering
1005
Comparative analysis of design recommendations
for quay walls
Introduction
The design and construction of quay walls is
a problem in which people are interested for
ages. There are many design methods and
recommendations developed for this topic. Some of
these methods and recommendations are collected
in a national code, while others are developed to
collect knowledge and experience. Especially for
the standardization of European codes this is an
interesting topic. A comparative analysis is carried
out to consider the difference between design
guidelines for quay walls, with special attention to
design philosophy and design process
Project description
There are only 4 design guidelines collected that
are adapted to the latest semi-probabilistic safety
approach: Eurocode 7 (European Union), CUR 166
(Dutch), Handbook Quay Walls (Dutch) and EAU
2004 (German). However, the Eurocode 7 is still
under construction.
The CUR 166 and Handbook Quay Walls give similar
The design philosophies of CUR 166, Handbook
design results with calculation differences less
Quay Walls and EAU 2004 show important
than 5% for the minimum toe level. The bending
differences in the application of partial safety
moments and anchor forces differ more, due to the
factors on loads, load effects and resistance. This
effect of load combinations and the influence of a
has consequences for the design results.
superstructure.
The EAU 2004 design philosophy is based on the
Blum schematization. This makes it complicated,
because the Blum schematization is difficult to
apply in a beam on elastic foundation program. It
is better to use CUR 166 or Handbook Quay Walls.
Also, because well defined failure mechanisms
are defined in these two guidelines and sufficient
attention is paid to the semi-probabilistic safety
approach. However, the Handbook Quay Walls uses
safety factors on load effects, which results in more
economic answers for complicated quay walls with
for example a superstructure. And therefore it could
be seen as the most useful guideline.
Student:
Committee:
E.Meijer
Prof. drs. ir. J.K. Vrijling, ir. J.G. de Gijt (Gemeentewerken Rotterdam), ing. H.J. Everts
(GeoDelft)
For more information please contact the department of Hydraulic Engineering – telephone +31 (0)15 2783348
Oktober2006_def V2.indd 39
23-10-2006 11:05:30
40
Civiele Techniek:
Hydraulic & Geotechnical Engineering
1005
Summary
For the calculation of bottom protection in harbours
The measurements revealed an unexpected aspect
near quay-walls, analytical formulas are used. The
of the flow situation. The low velocity core behind
current experiences suggest an overestimation
the screw axis was expected to collapse within a
of load on the harbour bottom. Extensive
certain distance. The measurement results show
measurements in prototype situations are very
the core to exist beyond this distance and its
expensive. For this reason, the use of a computer
contribution to the distribution of the velocities from
model will be far more economical. However, at
the bowthruster.
this moment there is no expertise in the use of
numerical models for this type of situation. For
Even though this raises new questions, the
this reason, a physical model was made to validate
adaptations to the bowthruster in the numerical
the use of the numerical model. The results of the
model, reproduced the outflow of the physical
measurements of Nielsen were not conclusive,
model. The calculation results of this model were
because the two models did not match.
very comparable to the flow situation measured in
the physical model. This gives some confidence for
the use of the ke-model for modelling bowthrusterinduced flow. It also shows the importance of
modelling the bowthruster. When the outflow of the
bowthruster does not match reality, large deviations
can be expected.
A sensitivity analysis of the numerical model
showed that the model is sensitive to changes in the
geometry. Especially the changes to the geometry
of the bowthruster caused large differences in the
calculation results of the flow field. For the thruster
outflow to be modelled accurately, measurements
needed to be done in the physical model.
Student:
E.A. van Blaaderen
Committee:
Prof.dr.ir. M.J.F. Stive e.a.
For more information please contact the department of Hydraulic Engineering – telephone +31 (0)15 2783348
Oktober2006_def V2.indd 40
23-10-2006 11:05:31
41
Civiele Techniek:
Hydraulic & Geotechnical Engineering
1005
Wave characteristics derived from video
Collection of long-term data sets of wave
Figure 1 Example of a time stack image sampled
characteristics and bathymetry with high
along a cross-shore array at Egmond aan Zee
resolution in time is a prerequisite to improve our
(NL), October 26th 2005, 8:15 Hrs. The dark bands
understanding of nearshore coastal dynamics.
represent the non-breaking wave fronts and the
Advanced video monitoring systems allow to sample
white bands reflect the foam of the breaking waves.
these data automatically, on a long-term basis and
without the need to deploy in-situ instruments in a
As the North Sea wave conditions represent a
hostile environment.
broad directional spectrum, Tm01 is calculated as
the video-based indicator for wave period, using
The central aim of the work is to apply, and assess
the energy density spectrum between 0.11 and
applicability, of two different theories to estimate
0.5 Hz. The intensity seems proportional to the
wave characteristics from video imagery with data
surface elevation in the intertidal area, whereas in
from the Dutch coast. Therefore the Optical Wave
the shoaling region further away from the camera
Model (Holman and Chickadel, 2004) is used to
the intensity corresponds to the slope of the waves.
determine directional wave spectra at Egmond
The wave directions show a poor correlation which
aan Zee (NL) and the accuracy of the results is
at least is partly attributed to the complex beach
assessed. Furthermore a new analysis technique
topography and limited dataset.
is developed to determine wave phase speed and
corresponding bathymetry from video using cross-
To determine wave celerities from time stacks
correlation analysis as opposed to the spectral
images, cross shore arrays of pixel intensity time
technique developed by Stockdon and Holman
series are used. The time lag from cross correlation
(2000).
of intensity time series is estimated in neighbouring
pixels. A mean of multiple estimates of the time
The analysis of wave direction, period and celerity
lag using increasing values of the step-size
from timestack images was performed with data
between neighbouring pixels, weighted with the
collected at Egmond aan Zee along the Dutch coast.
correlation, will give an estimate of the celerity. The
During a field campaign data were simultaneously
measurement of wave phase speed and associated
collected by video (half hourly time stack images,
water depths using cross-correlation is providing a
Figure 1) and in situ wave instruments in the
realistic cross-shore profile of beach morphology.
intertidal zone.
Student:
C. Bos
Committee:
prof. dr. ir. M.J.F. Stive, prof. dr. ir. J.A. Roelvink, dr. ir. A.J.H.M. Reniers, dr. ir. S.G.J.
Aarninkhof, ir. A.B. Cohen, ir. M.W.J. Smit.
For more information please contact the department of Hydraulic Engineering – telephone +31 (0)15 2783348
Oktober2006_def V2.indd 41
23-10-2006 11:05:31
42
Civiele Techniek:
Hydraulic & Geotechnical Engineering
1005
Influence of foreshore steepness on wave velocity
and acceleration at the breakwater interface
This Master’s Thesis is a pilot research project in
The velocities and accelerations for up-rush
order to investigate which parameters, other than
and down-rush were compared for equal wave
the wave energy density spectrum, could play a
conditions and different foreshore steepnesses. The
role in breakwater damage on variable foreshore
experimental data shows that the velocities for up-
steepness. The research project is based up on
rush and down-rush are higher for waves travelling
laboratory research, were for equal wave spectra
over a steep foreshore (order of 10%). Also the
at the toe of a coastal structure significantly more
obtained accelerations for both up-rush and down-
damage (order of 30%) occurs to a steep foreshore
rush are higher for waves travelling over a steep
in contrast to a mild slope.
foreshore.
In order to investigate which parameters, other
When the wave force is calculated with a Morrison
than the parameters included in the wave energy
equation, the increase in force due to the increase
density spectrum could play a role in the increase in
in velocity for waves travelling over a steep
damage for a steep foreshore, an experiment was
foreshore is in the order of 20%. When considering
conducted. The test setup consisted of a breakwater
that the acceleration is also larger in this case, this
build on variable foreshore steepnesses (1:30, 1:15
results an even larger total wave force. By linking
and 1:8). Tests were conducted with regular waves,
the wave force to the level of damage, it can be
were the wavelength and the wave steepness at
explained that for equal wave spectra at the toe and
the toe of the breakwater were kept constant per
for variable foreshore steepness the largest damage
individual test. Wave runs were completed for
was measured for waves travelling over a steep
different wave heights and wave steepnesses.
foreshore.
At the breakwater the wave velocity and
acceleration was measured with zero buoyant
particles. The particles were monitored with a video
camera. From these video images the velocity and
acceleration relative to the breakwater slope were
calculated.
Student:
Committee:
N.J.Oortman
prof.dr.ir.M.J.F.Stive, ir.H.J.Verhagen, dr.ir.H.L.Fontijn, ir.B.Reedijk (Delta Marine
Consultants b.v)
For more information please contact the department of Hydraulic Engineering – telephone +31 (0)15 2783348
Oktober2006_def V2.indd 42
23-10-2006 11:05:32
43
Civiele Techniek:
Hydraulic & Geotechnical Engineering
1005
Surfability of an ASR in irregular waves
Wave surfing is a popular sport all around the world
The parameters that determine the surfability of a
where the conditions allow for it. Waves preferred
wave are:
by surfers are higher than 1 meter, have a hollow
- Peel angle
breaker shape and the angle under which a wave
- Length of a ride
breaks, the peel angle, is within 30-70 degrees. Also
- Breaker type
in the Netherlands surfing becomes increasingly
These surfability parameters are estimated from
popular but Dutch wave conditions are far from ideal
recordings of the behavior of waves on the reef
because firstly the breaker shape is almost always
(taken from above) in the physical model. The
spilling which is not a desirable breaker shape,
location of the break point is tracked in every image
and secondly peel angles are in the range 60-90
and from it the peel angle and the length of a ride
degrees most of the time. To alter the breaking
are estimated. The breaker type is determined
characteristics of a wave a submerged structure can
by looking at the foam intensity created by the
be built: a so called Artificial Surf Reef (ASR).
breaking wave: it is found that the foam intensity
becomes higher for larger Irribarren numbers (for
ξb<3). This is explained by the fact that more air is
enclosed due to intense wave breaking.
With the algorithms developed to determine the
surfability of individual waves, the recordings of the
experimental study are analyzed and an estimate is
made for the number of surfable waves per year if
the ASR would be placed at Scheveningen.
One of the locations for an ASR in the Netherlands
is Scheveningen and wave conditions typical found
in this area were determined with a numerical
simulation in the wave model in SWAN. The
output data of the wave model were used as
test conditions in an experimental study (scale
1:15) in the Laboratory for Fluid Mechanics at the
Faculty of Civil Engineering and Geosciences. The
experimental study is carried out with constant
water depth, representing a situation without tides.
Three tests with different water levels are analyzed
to determine the influence of tidal water level
fluctuations on the surfability.
Student:
Committee:
R.W.J. Over
prof.dr.ir. M.J.F. Stive, dr.ir. A.J.H.M. Reniers, dr.ir. H.L. Fontijn, dr.ir. W.S.J. Uijttewaal, ir.
M. Henriquez
For more information please contact the department of Hydraulic Engineering – telephone +31 (0)15 2783348
Oktober2006_def V2.indd 43
23-10-2006 11:05:32
44
Civiele Techniek:
Hydraulic & Geotechnical Engineering
1005
Morphodynamic modeling of a schematic
barrier island
The Louisiana Barrier islands, located in the
In this research, process-based model Delft3D is
Mississippi Delta (USA) were formed by reworking
used to evaluate propositions (a) and (b) of the
of river sediments deposited during several cyclic
DMSM investigating the morphodynamic behavior
delta building events. The islands are eroding
of a schematic barrier island under different
rapidly in response to mainly waves, relative sea-
hydrodynamic conditions and with different types
level rise and a lack of sediment supply, exposing
of sediment. The primary focus is on the seaward
the back bay area more and more to open Gulf
limits of sand deposition during high wave energy
conditions and thereby putting the human activities
conditions and the selective deposition of different
and infrastructure in the wetland area at risk.
grain sizes during low wave energy conditions.
Recognition of this problem has recently lead to
The modeling results show that, under typical cold
barrier island restoration measures by means of
front conditions, sand can be transported offshore
beach nourishments. In order to adequately design
of the break in slope to a depth of 3-5 m. The
these beach nourishments, a conceptual-analytical
results therefore do not corroborate proposition
dynamic morphosedimentary model (DMSM) was
(a) of the DMSM. Possibly, the sand transported
developed by Campbell (2005), with the objective
offshore recovers landward of the break of slope
to quantify the morphological processes that cause
in the post-storm period, but this still needs to be
barrier island retreat so that a sediment budget can
tested. Proposition (b) is supported by the modeling
be calculated. The DMSM is based on a number of
results, showing that under low wave energy
propositions that include: (a) A limiting depth of
conditions mud is transported offshore and deposits
sand transport that is shallower than for most open
offshore of the break in slope. A transition between
coast sandy environments and which is linked to
sandy and muddy deposition at the bed is observed
a ‘break in slope’ in the nearshore profile, and (b)
around the break in slope. The modeling results are
while the sandy sediments remain above the break
however relatively sensitive to the mud modeling
in slope, the fine sediments are deposited offshore
parameters and are in need of calibration.
of the break in slope.
Main recommendations of this research therefore
are: (1) to test whether sand recovers above
the break in slope in the post storm period and
(2) to perform calibration on the mud modeling
parameters.
Student:
Committee:
B. de Sonneville
Prof.dr.ir. M.J.F. Stive, dr.ir. M. van Koningsveld , dr.ir. A.J.F. van der Spek, ir. D.J.R.
Walstra, ir. G.J. de Boer, T. Campbell, M.Sc
For more information please contact the department of Hydraulic Engineering – telephone +31 (0)15 2783348
Oktober2006_def V2.indd 44
23-10-2006 11:05:32
45
Civiele Techniek:
Hydraulic & Geotechnical Engineering
1005
Het effect van erosie en grondeigenschappen op het
dynamische gedrag van offshore windturbines
Betreffende stalen en betonnen mono paal funderingen
Voor de opwekking van duurzame energie neemt het
Naast het effect van lokale erosie is er gekeken naar
aandeel van offshore windturbines stelselmatig toe,
het dynamisch effect bij een verschil in funderings-
dit door de vele voordelen ten opzichte van lande-
grond zoals zand of klei en anderzijds het gebruik
lijke windturbines.
van een materiaal anders dan staal, waarbij gekozen
De fundering van offshore windturbines in de
is voor beton. Daaruit is gebleken dat de betonnen
Noordzee wordt meestal uitgevoerd in de vorm van
variant dynamisch gezien gunstiger is dan de stalen
een monopaal. Dergelijke constructies zijn uitge-
variant, doch de grote afmetingen vormen een
voerd in staal waarbij de voet is voorzien van een
belangrijke hinderpaal voor de praktische toepassing
bodembescherming.
ervan.
In deze afstudeeropdracht wordt aan de hand van
vereenvoudigde rekenmethoden gekeken of het
Omdat er wordt gekeken naar het materiaal beton,
weglaten van de bodembescherming rondom de
wordt in deze studie ook uitgezocht hoe een derge-
paal grote gevolgen heeft op het dynamische gedrag
lijke betonnen constructie gefundeerd en opge-
van de constructie als gevolg van erosie.
bouwd kan worden. Daarbij kwam naar voren dat
de ringvormige betonnen elementen door middel
Er wordt hierbij onderzocht hoe groot de veran-
van spoelen, boren en afzuigen in de grond kunnen
dering is van de eigen frequentie nabij of in het
worden gebracht. Uiteindelijk worden de elemen-
excitatieveld veroorzaakt door de rotor, golfbewe-
ten voorzien van inwendige staven die vervolgens
ging of door wervelwisselingen (zeestroming). Dit
worden opgespannen.
geeft immers een goede indicatie omtrent de te
verwachte vermoeiing (schade).
De gevolgen van erosie blijken mee te vallen,
hoewel verdere studie meer uitkomst moet bieden.
Student:
J. Van Ginhoven
Commissie:
Prof. drs. ir. J.K. Vrijling, Ir. W. Molenaar, Ir. M. Zaaijer
For more information please contact the department of Hydraulic Engineering – telephone +31 (0)15 2783348
Oktober2006_def V2.indd 45
23-10-2006 11:05:32
46
Civiele Techniek:
Hydraulic & Geotechnical Engineering
1005
Cost-Estimating of Heineken Breweries Worldwide
A Probabilistic Framework
This thesis describes the development of a new
Cost estimates at SCS consist of several entries:
Framework for Cost-Estimating within Heineken
Plant & Machinery, Transport, Installation,
Supply Chain Services. Project management at SCS
Engineering, Civil Works and Contingency. The first
consists of five stages: when SCS designs a new
five entries comprise foreseen costs. The latter
brewery (Greenfield) or extension (Brownfield), the
comprises unforeseen costs and is fixed at 5% of
project’s feasibility is examined in the Feasibility
total project costs for all projects. Estimates for
Study. Concepts are generated and one concept is
Plant & Machinery and (more recently) Civil Works
chosen in the Conceptual Design phase. The final
are calculated in a detailed way. The other entries
design is finished in the Definitive Design phase.
are calculated in a rough way using percentages;
The detail design, the ordering of the equipment
SCS does not have insight into the accuracy of these
and the tendering of the Civil Works are done in
estimates, but observes that the contingency fund
phase 4: Detail Design. The project continues to
does not have overruns. SCS wants to investigate
the Realization phase in which the Civil Works are
the accuracy of cost estimates and desires a risk-
constructed and the Plant & Machinery are installed.
based contingency fund for each separate project.
The project ends with the After Care wherein the
A probabilistic Framework has been designed that
equipment is tested and the first brew is made.
will lead to effective risk management and reliable
investment decisions.
During the project more information comes available and because more insight is gained into costs,
the accuracy of the estimate should rise and the
variability should decrease. The final control budget
is based on the cost estimate at the end of phase
3, Definitive Design. This estimate should have an
accuracy range of +10% and -5% to get approved
by the Executive Board. This thesis focuses on the
cost-estimating in the first three phases: Feasibility
Study, Conceptual Design and Definitive Design.
Student:
Commissie:
M. Groeneveld
Prof. Drs. Ir. J.K. Vrijling, Dr. Ir. P.H.A.J.M. van Gelder, Ir. Ing. J.P. Noppen, F.A.J. Keijzer,
Ing. P.W.I. Bakker
For more information please contact the department of Hydraulic Engineering – telephone +31 (0)15 2783348
Oktober2006_def V2.indd 46
23-10-2006 11:05:33
47
Civiele Techniek:
Hydraulic & Geotechnical Engineering
1005
Uretek Deep Injection Method. Lifting of settled
foundations Analysis of full scale test results
When large or differential settlements of a
Through level measurements the settlements of
foundation occur action has to be taken, to raise
the test-facilities have been monitored. These
and level the foundation. A relatively new way to
settlements were the same for both the injected
undo the settlement for shallow foundations is the
test-facilities as the reference test-facility. This
Uretek Deep Injection Method (UDI. This method
indicates the stiffness of the soil is not influenced
is based on injecting an expansive resin under
significantly the resin injections. The energy
settled buildings to lift the buildings back to a
of the expansion of the injected resin is mainly
predetermined level.
absorbed by lift of soil, including foundation. For
a minor part the resin causes an increase of soil
For the master thesis research is done to increase
stresses. In permeable layers this will lead to some
the knowledge on the effects of the injected resin
densification; in badly permeable soils it will only
on the soil strength, stiffness and to analyze the
result in excess pore pressures; not in densification.
properties of the resin in the soil. The best way to
measure and analyze these points is to perform
In order to measure if an increase of soil strength
a full-scale test. The master thesis consisted of
was realized, dynamic sounding and cone
designing a test program, constructing a test facility
penetration tests have been performed. After
and performing and analyzing measurements. The
analyzing the results of these two methods from
test program included three test-facilities:
before and after injecting the resin, no increase or
1. A facility that has been lifted with the UDI-
decrease of the strength was found.
method and will be used to measure long term
In theory it is assumed that the expansive resin
settlements (2-3 years) after the resin injections
propagates through the soil by creating fractures.
have taken place.
At first vertical fractures increase the horizontal
2. A facility that has been lifted with the UDI-
effective soil stress. When the horizontal stress is
method and of which the injected soil has been
almost equal to the vertical stress, due to injecting
excavated after performing the injections in order
a horizontal fracture is created, which lifts the
to observe the propagation of the injected resin
construction above.
in the soil.
3. A facility that provides a reference for the other
The excavation of the injected soil beneath the
two; this foundation has been built and loaded in
short term test facility confirmed this pattern of
the same way as the other two foundations but
resin disc perfectly. In detail, the resin chooses the
has not been treated with the UDI-method.
line of the least resistance, along the borders of two
different soil layers.
The three identical facilities consist of two concrete
foundation strips which are loaded in two steps of
about 50 kPa each. The first load is the combination
of the weight of the structure itself increased with
the weight by placing filled sand bags. The second
load, only sand bags, was applied after the two
facilities had been lifted by the UDI-method.
Student:
R. van Reenen
Begeleiders:
prof. ir. A.F. van Tol, ing. H.J. Everts, ing. A. ter Huurne, dr. ir. A. van der Wal
For more information please contact the department of Geotechnical Engineering – telephone +31 (0)15 2785478
Oktober2006_def V2.indd 47
23-10-2006 11:05:33
48
Civiele Techniek:
Hydraulic & Geotechnical Engineering
1005
Verticaal evenwicht van damwandconstructies
Het ontwerpen van damwandconstructies wordt in
Nederland gedaan volgens de ontwerphandleiding
CUR166 “Damwandconstructies”. Voor het bepalen
van het verticaal evenwicht wordt hierin geschreven
dat bij een gemiddelde schuifspanning groter dan
12,5 [kN/m2] volgend uit de verticale belasting een
interactie berekening gemaakt moet worden tussen
de horizontale damwand-verplaatsing en de verticale belasting. Voor het ontwerpen van damwandconstructies wordt veelal gebruikgemaakt van het
computerprogramma MSheet. In de huidige MSheet
In de veerkarakteristiek voor de schuifveer is de
versie 7 kan het verticaal evenwicht worden bepaald
optredende schuifspanning, afhankelijk van de
maar wordt de interactie tussen de horizontale
horizontale damwandverplaatsing, uitgezet tegen
damwandverplaatsing en de verticale belasting niet
de relatieve verticale verplaatsing tussen het
meegenomen. De werkelijke richting van de optre-
grondmassief en de damwand. Het teken van de
dende schuifspanning blijft een onbekende. CUR166
relatieve verplaatsing geeft aan in welke richting de
adviseert om gebruik te maken van een eindige
wrijving tussen grondmassief en damwand werkt
elementen programma zoals bijvoorbeeld Plaxis.
en zodoende de richting van de gemobiliseerde
schuifspanningen. Hierdoor is het mogelijk om een
In dit afstudeerrapport wordt een rekenmetho-
nauwkeurigere bepaling temaken van het verticaal
diek voorgesteld die het verticaal evenwicht van
evenwicht.
damwandconstructies bepaald met inachtneming
van de interactie tussen de verticale belasting en
de horizontale damwand verplaatsing en kan dienen
als een aanvulling voor MSheet versie 7. Het grondmassief wordt in verticale richting geschematiseerd
met elasto-plastische schuifveren aan de zijkant
van de damwand en een elasto-plastische puntveer.
Om het gedrag tussen damwand en grondmassief
in verticale richting te beschrijven wordt een differentiaalvergelijking gebruikt. Voor het oplossen van
deze differentiaalvergelijking per damwandelement
wordt gebruik gemaakt van veerkarakteristieken
voor elasto-plastische schuifveren en een elastoplastische puntveer.
Student:
Begeleiders:
M. de Koning
Prof. Ir. F. van Tol, Ing. H.J. Everts, Ir. Ing. R. Abspoel, Mevr. Ir. A. Kooistra (Ballast Nedam
Infra Consult + Engineering)
For more information please contact the department of Geotechnical Engineering – telephone +31 (0)15 2785478
Oktober2006_def V2.indd 48
23-10-2006 11:05:33
49
Civiele Techniek:
Hydraulic & Geotechnical Engineering
1005
a,b,c- Isotachenmodel (van a,b,c tot zetting)
Belastingsverhogingen op een weinig draagkrachtige
daarmee de praktische toepasbaarheid van het
ondergrond, zoals deze in grote delen van Nederland
model te vergroten. Daarnaast wordt er ingegaan op
te vinden zijn, gaan gepaard met maaiveld verzak-
enkele aspecten waarover onduidelijkheid bestond
kingen. Deze weinig draagkrachtige ondergrond,
bij eerder onderzoek naar het model.
gevormd door klei of veen lagen, zijn tevens slecht
waterdoorlatend. Bij de veronderstelling dat de
bodem volledig verzadigd is en de vereenvoudiging
dat zowel water als het basismateriaal onsamendrukbaar zijn, levert een belastingsverhoging instantaan geen zakking van het maaiveld op. Het kan
enige tot soms zelfs vele jaren duren voordat het
zogenaamde overspannenwater uit de grondlagen is
verdreven. Dit proces waarbij het overspannenwater
uit de poriën tussen de korrels wordt geperst gaat
gepaard met een volumeverkleining van het pakket,
en daarmee met een maaiveldzakking. Dit primaire
zettingsproces is het eerste tijdsafhankelijke proces
dat optreedt na het aanbrengen van een belastings-
Hoewel de gegeven afleidingen uit het rapport een
verhoging. Daarnaast speelt zich een tweede tijdsaf-
totaal beeld van het model oplevert, zijn er een
hankelijk proces af dat plastisch van aard is. Dit wil
aantal aspecten die een verdere toelichting verdie-
zeggen dat er doorgaande vervormingen optreden
nen. Er wordt daarom in het rapport nog nader
bij een gelijkblijvend belastingsniveau, een proces
ingegaan op de begrippen consolidatie, tijdsver-
dat ook wel het seculaire effect of kruip genoemd
schuiving, referentiespanning en aging. Bovendien
wordt. Hoewel deze seculaire vervorming optreedt
wordt er ingegaan op het verband dat het model
bij een gelijkblijvend belastingsniveau is de snelheid
legt tussen de effectieve spanning, intrinsieke tijd
waarmee dit proces plaatsvindt wel afhankelijk van
en opgetreden seculaire rek.
het effectieve spanningsniveau. Bovendien neemt
Tevens zijn een viertal deelonderzoeken uitgevoerd
de snelheid waarmee deze vervorming optreedt af
naar:
naarmate het materiaal compacter wordt als gevolg
A Seculair zettingsaandeel (Koppejan versus a,b,c-
van deze vervormingen. Het seculaire proces is
daarmee dus het tweede tijdsafhankelijke proces.
Isotachenmodel)
B Afleiding van parameter c (verbeterde afleiding
door gebruik te maken van een fit aan de model-
Er bestaan verschillende modellen om dit zettingsproces te beschrijven, waarbij in Nederland meestal
gebruik gemaakt wordt van de methode Koppejan
en internationaal veelal van de methode Bjerrum.
De beperkingen en inconsistenties van de huidige
relaties)
C Simulatie van de samendrukkingsproef (bewijs
van consistentie van het model en de gebruikte
computerprogramma’s)
D Verschaling van de laagdikte (rechtvaardiging van
modellen hebben geleid tot de ontwikkeling van het
het gebruik van eigenschappen van dunne
a,b,c-Isotachenmodel, door dr. ir. E.J. den Haan. Op
monsters bij zettingspredicties van dikke lagen)
gebruiksniveau is er echter slechts in beperkte mate
ervaring opgedaan met het a,b,c-Isotachenmodel.
Het afstudeerrapport is geschreven om inzicht te
geven in de gebruikte relaties van het model en
Student:
Commissie:
D. Sipkema
prof.ir. A.F. van Tol, ing. H.J. Everts, dr. ir. K.J. Bakker, ir. W.H.J. Van der Velden(Fugro
Ingenieursbureau B.V), dr. ir. E.J. den Haan (GeoDelft)
For more information please contact the department of Geotechnical Engineering – telephone +31 (0)15 2785478
Oktober2006_def V2.indd 49
23-10-2006 11:05:34
50
Civiele Techniek:
Hydraulic & Geotechnical Engineering
1005
Masterplan for the Port of Azzawiya, Libya
The ‘Azzawiya Oil Refining Company Inc.’ (ARC)
The future vessel size appears to be one of the
is located in the north west of Libya at the
most determining factors on the port layout and its
Mediterranean coast. Libya is one of the most
elements. The maximum size is a 170K DWT Tanker
attractive locations in the world for oil exploration
(Ls =310m; Bs = 50m; Ds = 18m). The future
and production. Libya has proven oil reserves of 39
number of berths is 5: 3 berths for crude, heavy
billion barrels. Libya wants to increase the present
and bunker fuel oil, 1 berth for refined products,
oil production capacity from 1,6 million bbl/d to 2,0
LPG and asphalt, and 1 berth for refined products
million bbl/d in 2010, and to 3,0 million bbl/d by
and oil. The harbour will be entirely built into the
2020.
sea due to the existing refinery and the unsuitable
In consequence, ARC intends to increase the
coastline (rock and sea cliffs).
refining and throughput capacity by upgrading and
In the alternative layouts a fully protected harbour
expanding the refinery. ARC has an existing marine
and a harbour for smaller vessels with additional
terminal, comprising of 3 offshore buoy moorings,
offshore moorings for larger vessels are considered.
which mainly handles throughput of crude and
The alternatives are compared in a Multi Criteria
heavy fuel oil, and refined products, such as gasoil,
Analysis in regard to values on one side and costs
kerosene and gasoline. In future, there will also be
on the other side. The alternative with the lowest
throughput of bunker fuel oil, LPG and asphalt.
value-cost-ratio is the most promising layout, which
As the refining and throughput capacity of ARC will
will be considered in more detail.
increase in the future, the present marine terminal
will not have sufficient capacity to cope with the
Operational downtime analysis is conducted on the
increase of throughput of crude oil and oil refinery
most promising alternative. Hereto nearshore wave
products in the future.
conditions and wave penetration into the harbour
(in earlier stage done by hand) are determined
with the aid of the wave propagation model ‘SWAN’
(Simulating Waves Nearshore) and the wave
penetration model ‘Diffrac’. With limiting conditions
at berth and data from the models above, the
exceedance percentage of limiting wave heights is
assessed and annual downtime per berth is known.
After comparison of downtime with the acceptable
downtime, the most promising layout is optimized
(2 variants) and downtime is assessed. The best
The objective of the study is the development of
variant is considered in regard to phasing of
a masterplan of the Port for Azzawiya, including
construction.
layout design, downtime assessment, phasing of the
Phasing can be done for certain elements of the
project and cost estimate for construction.
port and could be favourable, because phasing is
cost saving. The construction costs of the port are
rather high, because the harbour will be built out
into the sea, and natural depths and draught of
maximum vessel are large.
Student:
P.J.J. Groenewegen
Committee:
Prof. H. Ligteringen MSc., R. Groenveld MSc., Dr. L.H. Holthuijsen, H. Altink MSc. (Royal
Haskoning)
For more information please contact the department of Hydraulic Engineering – telephone +31 (0)15 2783348
Oktober2006_def V2.indd 50
23-10-2006 11:05:34
51
Civiele Techniek:
Hydraulic & Geotechnical Engineering
1005
“De In- en Uitbreiding van het Haven- en
Industriegebied Moerdijk”
De haven van Moerdijk is eind jaren ’60 ontstaan
in 2005). Vervolgens is deze verwachte overslag
toen Shell dringend moest uitbreiden en is inmiddels
vertaald naar het aantal benodigde hectares d.m.v.
uitgegroeid tot een veelzijdig haven- en industrieter-
een schatting van de ruimteproductiviteit. In 2020 is
rein van netto 1200 ha dat ontsloten is door diep
er netto aan kadegebonden terrein een verwachte
vaarwater, de A17, een spoorlijn en door de natio-
behoefte van 111 ha, aan overig havengebonden
nale buisleidingenstraat. De provincie Noord-Brabant
een behoefte van 69 ha en is er ruim 3.600 m kade-
is voornemens om ten zuidoosten van hiervan, in de
lengte nodig.
nok van de A16 en A17, een nieuw bedrijventerrein
van 600 hectare bruto, genaamd Moerdijkse Hoek,
In totaal is er, in een optimistisch scenario, bijna
te ontwikkelen. In delen van de provincie en met
300 ha netto bedrijventerrein nodig, terwijl voor
name in de gemeente Moerdijk heerst hier tegen
Moerdijkse Hoek ongeveer 450 ha netto aan enkel
grote weerstand. Door het Havenschap Moerdijk
droog bedrijventerrein gepland is. Naast deze grove
en het college van B&W van de gemeente Moerdijk
overschatting, wordt voorbij gegaan aan de werke-
is als alternatief hiervoor het plan Port of Brabant
lijk beschikbare ruimte op het bestaande haven- en
ingediend. Vanuit deze achtergrond heb ik een gefa-
industrieterrein Moerdijk. Dit bedraagt netto bijna
seerd masterplan voor de uitbreiding van het haven-
300 ha voor het totaal van droog en havengebonden
en industriegebied Moerdijk tot 2020 ontwikkeld,
terrein. Voor een gedeelte hiervan zijn de investe-
waarbij de vraag naar zowel droog als havengebon-
ringen echter te groot, er zijn extra voorwaarden
den bedrijventerrein geaccommodeerd wordt.
voor het gebruik van het braakliggende Shell-terrein
en moet er gerekend worden met een ijzeren
Ten eerste is
reserve. Hierdoor dient ook buiten het bestaande
de vraag naar
terrein uitgebreid te gaan worden.
droog bedrijventerrein
Nadat ook hier geschikte locaties voor zijn gevon-
bepaald, waar-
den, is er naast het nulalternatief en de bestaande
bij dezelfde
plannen nog een drietal alternatieven opgesteld.
methodiek
Deze zijn kwalitatief beoordeeld, er is een uitvoe-
gehanteerd is
rige kostenberekening gemaakt en er is vanuit het
als in een rapport dat in opdracht van de provin-
oogpunt van verschillende stakeholders naar de
cie Noord-Brabant voor de het terrein gemaakt is.
alternatieven gekekeken. Dit heeft uiteindelijk geleid
Dit bevatte onjuiste aannames. Bovendien worden
tot de keuze van een alternatief waarbij beperkt
conclusies uit het laatste concept in het definitieve
buiten het bestaande gebied uitgebreid is, boven de
eindrapport (3 weken later) tegengesproken en
A17 gebleven wordt en effectief met het milieu- en
wordt plotseling aanbevolen de ruimtevraag met
leefbaarheidsvraagstuk omgegaan is.
enkele honderden hectares te verhogen. Deze ruim-
Tot slot is aan dit alternatief verdere invulling gege-
tevraag is opnieuw bepaald en bedraagt in een opti-
ven door een optimalisatie te maken en voor elke
mistisch scenario slechts 108 ha.
ladingstroom een passende locatie te vinden. De
De ruimtevraag naar havengebonden bedrijven-
resterende knelpunten zijn opgelost en er is een
terrein is bepaald aan de hand van de historische
gedetailleerde netto contante waarde berekening
overslagcijfers en m.b.v. prognoses omtrent goeren-
gemaakt waaruit blijkt dat het plan een licht tot
stromen van het Havenschap Rotterdam. In een
matig positieve waarde heeft. Dit heeft ertoe geleid
optimistisch scenario wordt een overslag van ruim
dat er een aantrekkelijke oplossing gevonden is die
25 mln ton verwacht in 2020 (t.o.v. ruim 12 mln ton
acceptabel is voor de verschillende betrokkenen.
Student:
Commissie:
D.B. de Bondt
Prof.ir. H. Ligteringen, Ir. R. Groenveld, Ir. J.P. Noppen, Drs. U. Uiterwijk MBA (Havenschap
Moerdijk)
For more information please contact the department of Hydraulic Engineering – telephone +31 (0)15 2783348
Oktober2006_def V2.indd 51
23-10-2006 11:05:34
52
Civiele Techniek:
Hydraulic & Geotechnical Engineering
1005
Samenvatting
Een haalbaarheidsstudie is uitgevoerd naar groot-
Er is sprake van een complex systeem, het best te
schalige toepassing van het CUB-concept, met
onderzoeken met een simulatiemodel.
gebruik van een conventionele binnenvaartkraanconfiguratie. Deze haalbaarheid wordt bepaald in
De aankomsten van schepen zijn bepaald met
termen van overslagcapaciteit en met behulp van
behulp van het MoCoBi-model. Het bestaande
een simulatiemodel. Als case is de bargeterminal
voorontwerp van de bargeterminal is aangepast en
van het MTC Valburg, in het jaar 2020 bestudeerd.
aangevuld, zodat op basis daarvan een simulatiemodel gebouwd kon worden. Met het model zijn een
Sinds begin jaren ‘90 bestaat het plan om bij
drietal experimenten uitgevoerd. Uit de eerste twee
Valburg een groot multimodaal bedrijventerrein aan
experimenten bleek dat de capaciteit van de termi-
te leggen, dat via het water is ontsloten met een
nal voldoende is wat betreft ligplaats- en kraanbe-
bargeterminal voor containers. Voor deze bargeter-
zetting. Bij een spreiding van de dedicated stacks
minal bestaat reeds een voorontwerp, gebaseerd
over de kade is het transport met de shuttle-carrier
op een prognose voor het jaar 2020, van rond de
waarschijnlijk zeer goed mogelijk, hoewel de capaci-
900.000 TEU per jaar. In deze studie is uitgegaan
teit van de overpakstack waarschijnlijk aan de lage
van het mediumscenario, namelijk 637.000 TEU.
kant is.
Valburg ligt gunstig ten opzichte van Amsterdam,
Rotterdam, Vlissingen en Antwerpen en bij elkaar
Nader simulatie-onderzoek zou hier uitsluitsel over
goed voor meer dan 60 bestemmingen.
kunnen geven. De verhoging van de maximum
kraansnelheid bleek de servicetijden van de schepen
In tegenstelling tot zeehavenkranen, worden
gunstig te beïnvloeden, waardoor ook de ligplaats-
binnenvaartkranen veel zwaarder belast, omdat ze
bezetting omlaag ging. Gevolg is wel dat de pieken
naast het laden en lossen ook nog eens stacken.
in het aanbod aan overpakcontainers groter worden,
Daarnaast wordt op de terminal ook het Container
waardoor de overpakstacks, sneller vol zullen lopen.
Uitwisselpunt Binnenvaart (CUB) gehuisvest. Het
Gedetailleerde simulatie van het proces van de shut-
CUB is een concept waarbij grote partijen ongesor-
tle-carriers zal nodig zijn om de haalbaarheid van
teerde containers vanuit één van de zeehavens naar
deze oplossing beter te kunnen bepalen.
Valburg worden gebracht en aldaar worden gesorteerd. Het transport van deze containers langs de
De grootschalige toepassing van het CUB-concept
kade mag de kranen niet te veel belasten. Daarom
op binnenvaartterminals met een conventionele
is gekozen voor shuttle-carriers. De shuttle-carrier
kraanconfiguratie lijkt op basis van dit onderzoek in
pakt de container op en rijdt die naar de juiste dedi-
eerste instantie haalbaar. Met het mediumscenario
cated stack.
van 637.000 TEU per jaar in 2020 zit de terminal wel
dichtbij zijn maximum capaciteit. Het aantal TEU-
Samenvattend:
bezoeken van het maximumscenario van iets meer
• Veel containerbezoeken, 637.000 TEU in 2020
dan 1 miljoen heeft meer ruimte en overslagcapci-
• Veel verschillende containerbestemmingen, meer-
teit nodig.
dan 60
• Grote partijen ongesorteerde containers, CUB
• Hoge belasting kranen, zowel lossen en laden van
schepen en trucks als stacken en sorteren.
Student:
E. van der Maaten
Commissie
prof. Ligteringen, Rijsenbrij, prof.ir. J.C., Groenveld, ir. R., Bakker, T.F.T. (MTC-Valbrug)
For more information please contact the department of Hydraulic Engineering – telephone +31 (0)15 2783348
Oktober2006_def V2.indd 52
23-10-2006 11:05:35
53
1005
Watermanagement
Oktober2006_def V2.indd 53
23-10-2006 11:05:35
54
Civiele Techniek:
Watermanagement
1005
‘Measurability of hydrological processes by means
of gravimetrical measurements’
In this thesis the measurability of hydrological
This research leads to believe that, with the
processes by means of gravimetric readings has
current gravity measuring equipment, fast
been investigated. Gravity measurements have
hydrological processes that are a direct result of
been taken at the NFRA in Westerbork since 1997
precipitation such as fluctuations of soil moisture
and the signal has not fully been decoded. The
in the upper ground layer and the following
link between a corrected gravimetric signal and air
groundwater response cannot be distinguished in
pressure has been made, but there were suspicions
the measurements taken by the gravimeter. Slow
that hydrological processes like variation of moisture
hydrological processes like the annual variation
in the top soil and groundwater variations would
of the groundwater level do give a strong enough
influence the gravimetric measurements.
signal, but due to the nature of the gravimetric
readings, this variation is also not distinguishable.
Equipment has been installed to monitor different
As can be seen in the figures below, the only
storage variations. A soil moisture meter has been
effect that can be very clearly distinguished is the
installed, as well as a groundwater monitoring
variation of air pressure.
well and a rain gauge. Using an adapted form of
Newton’s law of gravity, the measured fluctuations
More elaborate research on the errors developed
in storage have been translated to effects the
in the gravimeter or a different setup where the
gravimeter could pick up. This method has also
gravimeter is situated above the ground layer where
been used to reevaluate the effect of air pressure.
soil moisture variations take place (or placed in
Furthermore, all measured signals have been
a hilly terrain), may yet lead to better results in
compared to each other in the frequency domain.
distinguishing these variations.
Student:
J.E.J. de Goffau
Committee
Prof. dr. ir. Savenije, Ir. Luxemburg, BSc. Reudink
For more information please contact the section Hydrology, department of watermanagement: +31 (0)15 2781646
Oktober2006_def V2.indd 54
23-10-2006 11:05:35
55
Civiele Techniek:
Watermanagement
1005
Predicting Ulva growth in a saline VolkerakZoomlake
In het Volkerak- Zoommeer (VZM) komen veelvuldig
Het waterkwaliteitsmodel combineert deze hydro-
drijflagen voor van de blauwalg Microcystis. In deze
dynamica en temperatuur met de kennis die is
drijflagen komen hoge concentraties gifstoffen vrij,
opgedaan bij het Veerse Meer. Zo wordt een model
die stank en hoofdpijn veroorzaken en sterfte bij
gevormd dat algengroei in een zout VZM kan voor-
waterdieren kan veroorzaken. Een mogelijke oplos-
spellen. Resultaten van dit model tonen aan dat,
sing is het zout maken van het meer, waardoor
zelfs met een grote graasdruk, algenbiomassa in de
de zoetwateralg Microcystis zal sterven. Omdat
waterkolom aanzienlijk zal zijn, door de hoge nutri-
in deze situatie het meer nog steeds nutriëntrijk
entbelasting. Ulva zal beperkt zijn tot de ondiepe,
water van de Brabantse rivieren en het Hollandsch
beschutte delen achter de golfbrekers.
Diep ontvangt, bestaat een risico voor problemen
die op kunnen treden bij eutroof zout water. Vooral
In de beschouwde zoute scenario’s worden chlo-
de macroalg Ulva (Zeesla) wordt hierbij bekeken.
rofyl-a waarden lager dan in de huidige situatie en
Omdat in de huidige situatie het VZM zoet is, wordt
zal Microcystis zeker niet meer voorkomen. Er blijft
het eutrofe Veerse Meer genomen als referentie
echter een aanzienlijke biomassa van mariene algen,
situatie van een zout VZM. Analyse van de situatie
die ook wellicht overlast kunnen veroorzaken.
in het Veerse Meer toont aan dat de fosfaat flux
van en naar het sediment aanzienlijk is en dat de
graasdruk van de macrozoobenthos (specifiek de
tweekleppige Strandgaper) zeer belangrijk is voor
de algenbiomassa.
Voor het VZM is een 3D model opgesteld, waarmee
de effecten van stratificatie kunnen worden meegenomen. Dit model toont aan dat stratificatie in de
zoute scenario’s een belangrijke rol speelt, waarbij
het zoute water door de diepe geulen ver het meer
instroomt. Periodiek wordt deze stratificatie opgeheven door de windforcering, die op het oost-west
georiënteerde meer grote invloed heeft. Bij dit
model is temperatuurmodel opgenomen, die goede
overeenkomst met de metingen toont.
Student:
Begeleiders:
R.P. Hulsbergen
prof. dr. ir. H.H.G.Savenije, dr. ir. M.J. Baptist, drs. P.J.T. Dankers (Royal Haskoning), drs.
M.W.M. Kuijper (WL | Delft Hydraulics)
Voor informatie over het afstudeerverslag kunt u contact opnemen met de afstudeerrichting hydrologie, tel. 015-2785080
Oktober2006_def V2.indd 55
23-10-2006 11:05:36
56
Civiele Techniek:
Watermanagement
1005
MeteoLook – a physically based regional
distribution model for measured meteorological
variables
The state conditions of the lower part of the
atmospheric boundary layer affect the evaporation
process. Accurate data on meteorological
conditions is therefore valuable for hydrologists,
water resources planners and policy makers.
Meteorological observation stations are normally
only sparsely distributed. In addition to that,
meteorological stations are often not installed at
MeteoLook has been applied to a large part of the
representative evaporative surfaces. Because of
Zambezi basin (900 km * 900 km), covering a vast
spatial variations, the need exists to regionally
majority of Zambia. Even with sparsely measured
distribute meteorological variables. Surface
data the output of MeteoLook shows realistic
characteristics have a large influence on the near-
patterns.
surface atmospheric conditions. The state of the art
meteorological distribution models (e.g. DayMet and
Implementation of a shortwave atmospheric
CRU/IWMI climate atlas) are not sensitive to surface
transmissivity product in MeteoLook is
characteristics, except for terrain elevation.
recommended, as well as further research on
the validity of empirical equations implemented
A new distribution method for meteorological
in MeteoLook. When meteorological data is only
variables has been developed. The so called
sparsely available with low accuracy, a more
MeteoLook algorithm includes the influence of
conservative geo-statistical distribution method
surface characteristics on a physical bases. Use
should be used. MeteoLook needs to be tested
has been made of the flux-profile relationships
against more international datasets where
as described by the Monin-Obukhov Similarity
meteorological variables and their related fluxes
Theory. Processes that influence the meteorological
are measured over real field conditions, in contrast
variables such as elevation, surface roughness,
to standard clipped grass fields equipped with
albedo, incoming radiation, land wetness and
instruments.
distance to the sea are included in the MeteoLook
algorithm. Final heterogeneities in meteorological
processes such as regional atmospheric circulation
due to high and low pressure areas are smoothed by
means of a geo-statistical distribution method.
MeteoLook has been validated in two manners.
For land surfaces with contrasting extremes in
soil moisture in France and China the MeteoLook
algorithm performed well. For an extended area
with complex terrain in California MeteoLook is
validated also. The predicted values are unbiased.
Two third of the prediction errors is widely within
the standard deviation of the measurements.
Therefore the validation may be considered
successful.
Student:
Committee:
M.P. Voogt
prof. dr. W.G.M. Bastiaanssen (WaterWatch), prof. dr. ir. B.J.J.M. van den Hurk (KNMI –
University Utrecht), prof. dr. S.B. Kroonenberg, prof. dr. ir. H.H.G. Savenije, ir. H.C. Winsemius
More information can be obtained from the secretary of the chair of Hydrology, section Water Resources, ms. J.M. de Jong:
+31 (0)15 27 850 80.
Oktober2006_def V2.indd 56
23-10-2006 11:05:36
57
Civiele Techniek:
Watermanagement
1005
Flood Control? An Evaluation of the Impacts of
Flood Control and Drainage Projects in Bangladesh
Bangladesh is a floodplain country with an extensive
river system. Annual monsoons result in flooding
over a significant part of the country. This can
vary from twenty percent, to sixty-five percent as
in extreme cases such as the disastrous floods of
1988. Given Bangladesh’s extremely high population
density, there is a high pressure on land. This
The study generated several conclusions on how
land scarcity forces the government to take flood
the water system of the Lower Atrai was affected
mitigation measures. In the past this resulted in
by the Flood Control and Drainage measures. It
the implementation of many Flood Control projects
can be concluded that the implementation of the
with a total investment cost of about US$3 billion.
projects did not lead to an improvement of the
Given this significant sum of money, this research
flood situation in 1998. The floodplains were more
aims to evaluate the effect of these measures – has
or less equally flooded for the three scenarios. In
the damage actually been reduced? The Lower Atrai
addition the embankments obstruct the flood ways
basin is selected for a case study area, in order to
at the end of the flood season, causing the flood to
evaluate the flood control measures. The area is
last longer than it would in natural conditions. From
very flat and counts numerous depressions. The
the moderate flood some additional conclusions
yearly floods have led to the implementation of
can be drawn. The implementation of FCD projects
many Flood Control and Drainage (FCD) Projects.
led to a considerable rise of the water levels
on the Atrai. These high water levels cause an
The evaluation of their impacts requires a
aggravation of the flooding conditions during August
comparison between the situation both with and
and September. The results show that the flood
without the FCD projects. To make this comparison,
extent highly depends on the rainfall. Therefore
simulations of flood events are made. Hydrodynamic
the embanking of the rivers has not proven to be
models provide a suitable method for the simulation
a very effective measure. On the contrary, when it
of a flood. The software that was used in order to
causes a water level rise that impedes the drainage
develop this model is SOBEK Rural. It schematizes
of the floodplain it has a negative impact on the
the basin by a one-dimensional and two-dimensional
flood parameters. These conclusions apply in case
part. The first section is a system of channels
of relatively high water levels downstream. In these
containing the river data and is linked to the 2D
cases the embankments are thus merely a hindrance
grid containing the surface elevation per cell. For
for the drainage of the floodplains. The central part
the purpose of this research, three scenarios are
of the Lower Atrai does not cultivate during the
developed, on which two flood years are imposed
monsoon. This already indicates that the projects
to evaluate their performances. In this case, the
are not functioning as they should, since they were
hydrological conditions of the floods of 1998 and
implemented in order to enable cultivation during
2004 are used as inputs to the model. First, the
the monsoon. From the evaluated floods, it can be
existing situation as it occurred in 1998 is simulated;
concluded that it seems unwise to start cultivating
the calibration of the model is based upon this
this land in the monsoon.
scenario. Subsequently, scenarios with the flood
control projects as they were designed and without
these measures are simulated. The flood of 2004
is considered to be moderate and is therefore a
valuable addition to the simulation of 1998.
Student:
M.L. Drost
Commissie:
prof.dr.ir. N.C. van de Giesen, dr.ir. M.W. Ertsen, dr.ir. R.J. Verhaeghe, ir. G. Pichel (DHV)
Voor informatie over het afstudeerverslag kunt u contact opnemen met de afstudeerrichting, tel. +31 15 27 81646
Oktober2006_def V2.indd 57
23-10-2006 11:05:36
58
Civiele Techniek:
Watermanagement
1005
Nalevingsmetingen in het waterbeheer
Een casestudy naar de Wet beheer
rijkswaterstaatswerken
Begin 2005 is bij de Inspectie Verkeer en
Uit het onderzoek blijkt dat er twee hoofdmotieven
Waterstaat, toezichteenheid waterbeheer het
voor niet naleven zijn te onderscheiden:
project Nalevingsmetingen in het Waterbeheer
ten eerste is dat kennis van de regels en ten tweede
gestart. Het doel van het project Nalevingsmetingen
de mate van acceptatie van wet en regelgeving.
is een kader aan te reiken voor de toepassing
Daarnaast zijn er drie nalevings-bevorderende
van methoden voor het doen van een nalevings-
motieven te onderscheiden: controle- kans, sanctie-
meting. De nalevingsmeting naar de Wet beheer
kans en sanctie-ernst
rijkswaterstaatswerken (Wbr) is een onderdeel van
dit project. Het doel van deze nalevingsmeting is
Een indicator voor het niet-naleven is een breed
naast het bepalen van een nalevingsbeeld van de
beheersgebied. Bij een gebied dat ver van de rivier
Wbr, ook het toetsen van de concept-handleiding
af ligt, vaak het bergend rivierbed, is de kennis van
Nalevingsmeting.
de regels onder de doelgroep klein. Ook is een groot
uitgestrekt gebied veel minder overzichtelijk, wat
Omdat de hele Wbr voor dit onderzoek te breed is
handhaven een stuk moeilijker maakt.
voor een nalevingsmeting, is gekozen voor de afbakening ‘gebouwen in het rivierengebied’.
De concepthandleiding Nalevingsmeting bevat een
schat aan informatie voor het doen van een nale-
Na dit onderzoek zal wederhoor plaats moeten
vingsmeting. De opbouw in zes stappen is zeer
vinden bij de diensten van Rijkswaterstaat. Dit
duidelijk en geeft een goed houvast tijdens het
is nu nog niet gebeurd. Hierna zal dit onderzoek
daadwerkelijk uitvoeren van de nalevingsmeting.
definitief worden gepubliceerd. Bij het lezen van
Ondanks dat er nog een aantal verbeterpunten zijn,
onderstaande resultaten dient hiermee rekening te
is de handleiding goed bruikbaar voor de IVW. Voor
worden gehouden.
de afdelingen handhaving van Rijkswaterstaat is de
handleiding op dit moment nog niet goed buikbaar.
De organisatie van de handhaving is niet
Voor gebruik door de afdelingen handhaving van
uniform in Nederland. De drie rivierdiensten van
Rijkswaterstaat is de handleiding op dit moment te
Rijkswaterstaat (RWS) zijn verschillend georga-
theoretisch. Er zal een praktische vertaalslag nodig
niseerd. Bij dienst Limburg en bij dienst Oost-
zijn om de handleiding ook voor RWS bruikbaar te
Nederland, waterdistrict Boven-Rijn en Waal en
maken. Ook zal een A4’tje met een verkorte handlei-
waterdistrict Rijn en Lek lijkt de handhaving goed
ding worden toegevoegd.
georganiseerd. Bij de dienst Oost-Nederland, waterdistrict Twenthekanalen en IJsseldelta en dienst
Zuid-Holland, waterdistrict Merwede en Maas is dit
niet het geval.
Met behulp van de Tafel van Elf kan worden geconcludeerd dat er in het beheersgebied van de dienst
Oost-Nederland en in het stroomvoerend rivierbed
van de Dienst Limburg sprake is van een naleeftekort van ongeveer 0,4. In het beheersgebied van
Zuid-Holland en het bergend gebied in Limburg is
het naleeftekort ongeveer 0,8.
Student:
M. Hofstra
Begeleiders:
Prof.dr.ir. N.C. van de Giesen, dr. E. Mostert, dr.ir. J. de Koning, mw. dr. E. Sneller
(Inspectie Verkeer en Waterstaat – Toezichteenheid Waterbeheer), prof.dr.ir. J. Leentvaar
Voor informatie over het afstudeerverslag kunt u contact opnemen met de afstudeerrichting watermanagement, tel. 015-2781646
Oktober2006_def V2.indd 58
23-10-2006 11:05:37
59
Civiele Techniek:
Watermanagement
1005
Risicoanalyse binnen het regionale waterbeheer
Eind jaren negentig heeft hevige regenval geleid
bied Duiveland, dat valt binnen het beheersgebied
tot aanzienlijke wateroverlast in Nederland. Vooral
van het waterschap Zeeuwse Eilanden. Met behulp
poldergebieden hebben toen veel schade ondervon-
van een neerslag-afvoermodel en met het gebruik
den door ondergelopen velden en akkers. Dit heeft
van GIS zijn de risico’s van wateroverlast bepaald.
geleid tot een onderzoek naar de waterhuishoud-
Hierbij is gekeken naar de risico’s veroorzaakt door
kundige inrichting van Nederland. Uit de conclusies
hoge grondwaterstanden en inundaties, als gevolg
van dit onderzoek bleek dat de huidige waterhuis-
van de beperkte afwatering van het open watersy-
houding niet goed op orde is en niet goed is voorbe-
steem bij extreme neerslag gebeurtenissen.
reid op de toekomst. Daarom zijn er in het Nationaal
Bestuursakkoord Water van 2003 werknormen voor
Uit de risicoanalyse blijkt dat het jaarlijkse risico in
wateroverlast opgenomen voor de beoordeling van
het poldergebied Duiveland € 20.000,- bedraagt,
regionale watersystemen. In deze werknormen zijn
wat relatief laag is. Door alleen maatregelen te
voor verschillende functies en typen van grondge-
nemen in het gebied met de hoogste risico’s kunnen
bruik de toelaatbare overschrijdingsfrequenties voor
met beperkte kosten de risico’s van poldergebied
inundatie van het maaiveld vastgelegd. De water-
Duiveland verlaagd worden van € 20.000,- naar €
schappen moeten hun watersystemen toetsen aan
10.000,- per jaar. De totale kosten van deze maat-
de normen en indien nodig maatregelen nemen aan
regelen zijn € 130.000,- en de totale baten, gezien
de normen te voldoen.
over een periode van 50 jaar, zijn € 212.000,-. Er
is gekeken welke maatregelen getroffen moeten
Het instellen van deze werknormen heeft echter
worden om het gebied aan de werknormen te laten
de vraag doen rijzen of de toetsing van een water-
voldoen, en wat hiervan de kosten zijn. De totale
systeem aan de normwaarden voor inundatie een
kosten om het poldergebied Duiveland binnen de
goede manier is om te beoordelen of een water-
werknormen te krijgen komen neer op € 1.530.000,-
systeem op orde is. De normwaarden schrijven
, terwijl de baten, gezien over een periode van 50
namelijk een maximale kans voor aan het optreden
jaar, slechts € 236.000,- zijn.
van inundatie, zonder dat er naar de werkelijke
risico’s van wateroverlast binnen een gebied wordt
Op basis van het verrichte onderzoek kan er gecon-
gekeken. Voor het opstellen van maatregelen is een
cludeerd worden dat de beoordeling van een water-
beoordeling op basis van een risicoanalyse wellicht
systeem door toetsing aan de werknormen en het
een betere aanpak. Het is echter onduidelijk in
maken van een risicoanalyse kan leiden tot verschil-
hoeverre een beoordeling van een watersysteem op
lende uitkomsten als het gaat om het lokaliseren
basis van een risicoanalyse een beter beeld geeft
van zwakke plekken binnen een watersysteem.
van het op orde zijn van een watersysteem en van
Het is daarom onverstandig om de werknormen als
de kwetsbaarheid voor klimaatveranderingen en
uitgangspunt te hanteren Maatregelen die nodig
ruimtelijke ontwikkelingen dan met de werknormen
zijn om een watersysteem aan de werknormen te
voor inundatie.
laten voldoen zijn namelijk niet altijd gericht op de
gebieden met de hoogste risico’s. Het is beter om
De doelstelling van dit onderzoek is het opstel-
een watersysteem te beoordelen en maatregelen op
len van een op risico’s gebaseerde methode voor
te stellen met een risicoanalyse. Aan de hand van
het beoordelen van een regionaal watersysteem.
risico’s kan namelijk een goede afweging worden
De bruikbaarheid van deze methode is onderzocht
gemaakt tussen de kosten en de baten. Hierdoor
door deze in een casestudie te vergelijken. Het
kan het beschikbare budget beter en op de juiste
casestudiegebeid in dit onderzoek is het polderge-
locatie besteed worden.
Student:
G.F. Verhoeven
Begeleiders:
prof.dr.ir. N.C. van de Giesen, ir. O.A.C. Hoes, dr.ir. P.E.R.M. van Leeuwen
Voor meer informatie kunt u contact opnemen met de afstudeerrichting, tel. 015-2781646
Oktober2006_def V2.indd 59
23-10-2006 11:05:37
60
Civiele Techniek:
Watermanagement
1005
“Vasthouden, bergen, afvoeren” onder de loep; Onderzoek
van de effectiviteit van maatregelen tegen wateroverlast
door neerslag, toegepast op polder Eijerland
Naar aanleiding van de verwachtingen omtrent de
toenemende waterproblematiek in Nederland schreef
de Commissie Waterbeheer in de 21e eeuw (WB21,
2000) in haar adviesrapport onder andere de drietrapsstrategie ‘vasthouden, bergen, afvoeren’ voor, die
moet worden gevolgd bij de aanpak van wateroverlast
De kenmerken waar de effectiviteit van de maatrege-
in een watersysteem. Vervolgens is in het Nationaal
len van af hangt, zijn onder andere het oppervlak van
Bestuursakkoord Water (NBW, 2003) een landelijk
het gebied en de verhouding hiervan tot de afvoer
uniform normstelsel voor wateroverlast voorgesteld,
door het gebied. Verder zijn het percentage open
waar alle watersystemen in 2015 aan moeten voldoen.
water en de toelaatbare peilstijging in het gebied van
Omdat in het NBW het verplichte karakter van de trits
belang. Voor de maatregel afvoeren is van belang hoe
maatregelen ‘vasthouden, bergen, in deze volgorde
groot de afvoercapaciteit en de bergingsruimte van
wordt benadrukt, wordt bij het opstellen van een
het benedenstrooms gelegen gebied is. Daarnaast
programma minder naar de maatregelen afzonderlijk
moet de gemaalcapaciteit groot genoeg zijn ten
of naar andere maatregelen gekeken.
opzichte van de afvoercapaciteit van de overige onderdelen van het watersysteem.
De toepasbaarheid van de trits maatregelen is onduidelijk en de voorkeursvolgorde van de maatregelen
Om te onderzoeken of het eenvoudige bakjesmodel
is te standaard, waardoor mogelijk kansen gemist
bruikbaar is, is een case studie gedaan. Hiervoor is
worden bij het gebruik. Door de grote verschillen in
een model van het watersysteem van polder Eijerland
watersystemen is de effectiviteit van maatregelen
op Texel gebruikt. Gebleken is dat voor twee verschil-
lang niet overal hetzelfde. Om bij de aanpak van een
lende peilvakken met wateroverlast andere oplossin-
watersysteem een goede keuze te kunnen maken, elke
gen effectiever zijn. Maatregelen in een klein peilvak
keer opnieuw een studie worden gedaan. Wanneer
zijn minder effectief dan maatregelen in een groot
meer inzicht bestaat in hoe een watersysteem de
peilvak en maatregelen bovenstrooms van een klein
effectiviteit van de maatregelen beïnvloedt, zal de
peilvak zijn effectiever dan maatregelen bovenstrooms
keuze makkelijker zijn. Het doel van dit afstudeer-
van een groot peilvak. De maatregel afvoeren kan
werk is het onderzoeken van de toepasbaarheid en de
worden toegepast zolang het benedenstrooms gele-
effectiviteit van maatregelen tegen wateroverlast voor
gen gebied daar geen last van ondervindt. Vaak is een
verschillende kenmerken van een watersysteem.
combinatie van maatregelen een betere oplossing voor
een wateroverlastprobleem. Verder geldt dat de maat-
Een eerste stap hiertoe vormt de studie naar de
regelen niet per definitie hoeven worden toegepast in
afzonderlijke effecten van de maatregelen met behulp
het peilvak met het probleem.
van een eenvoudig bakjesmodel en een ontwerpbui.
Gebleken is dat de maatregelen vasthouden en bergen
Geconcludeerd kan worden dat de voorkeursvolgorde
een kleine vertraging en demping van de waterstand-
vasthouden, bergen en afvoeren in veel watersyste-
stijging in het gebied benedenstrooms van de maat-
men niet op gaat. De aanpak van een watersysteem
regel veroorzaken. Bij lang aanhoudende neerslag is
is altijd maatwerk. De meest optimale oplossing kan
het effect van demping verwaarloosbaar, omdat na
worden gevonden door de kenmerken van een water-
verloop van tijd toch het maximale waterpeil wordt
systeem te inventariseren en aan de hand daarvan alle
bereikt.
oplossingsmogelijkheden te beoordelen.
Student:
Begeleiders:
G.J. Zegwaard
Prof.dr.ir. N.C. van de Giesen, Ir. O.A.C. Hoes, Dr.ir. A.J.M. Nelen (Nelen en Schuurmans
Consultants)
Voor informatie kunt u contact opnemen met de afstudeerrichting, tel. +31 15 27 81646
Oktober2006_def V2.indd 60
23-10-2006 11:05:37
61
Civiele Techniek:
Watermanagement
1005
UV/H2O2 behandeling bij drinkwaterbereiding:
Onderzoek en ontwerp
Onderzoek
In oktober 2004 is PWN waterleidingbedrijf Noord
Holland overgegaan op UV/H2O2 behandeling van
het drinkwater. Met dit proces is het mogelijk om
organische microverontreinigingen om te zetten
door fotolyse met UV straling of oxidatie met radicalen die door fotolyse uit H2O2 gevormd worden.
Daarnaast vindt ook desinfectie plaats.
De effectiviteit van het proces hangt af van de
samenstelling van het behandelde water.
Om de huidige sturing van het proces te verbeteren, is onderzocht of NO3- gebruikt kan worden als
(online meetbare) parameter om de effectiviteit van
het proces te bepalen.
Dit onderzoek beperkt zich tot de invloed van NO3-
Ontwerp
op oxidatieve omzetting in het UV/H2O2 proces.
Op zuiveringsstation De Hooge Boom te Kamerik
Naast NO3- is ook de invloed van DOC en HCO3- op
produceert drinkwaterbedrijf Oasen jaarlijks 2,7
de oxidatieve omzetting onderzocht. Hiervoor zijn
miljoen m3 drinkwater uit grondwater.
batchgewijze laboratoriumexperimenten uitgevoerd,
In één van de bronputten (put 16) zijn echter hoge
waarbij de invloed van de parameters apart en in
concentraties MTBE waargenomen (~ 20μg/l). MTBE
combinatie is onderzocht.
kan het water een hinderlijke geur of smaak geven,
Uit de experimenten met individuele parameters
en is wellicht een carcinogeen. De oorzaak van de
blijkt dat de invloed van DOC en HCO3- op de radi-
hoge MTBE concentraties bij put 16 is een bodem-
caalconcentratie groter is dan die van NO3-. Bij de
verontreiniging ter plaatse van een (voormalig)
toegepaste concentratievariaties die karakteristiek
tankstation.
zijn voor IJsselmeerwater (3-5 mg/l DOC, 100-160
Bij de keuze tussen het behandelen van de hoofd-
mg/l HCO3-, 2-12 mg/l NO3-), blijkt het verschil in
stroom en behandeling van het opgepompte water
radicaalconcentratie bij de minimum en maximum
van put 16, is gekozen voor hoofdstroombehande-
concentratie van de parameters voor elke parameter
ling.
ongeveer gelijk. Voor een goede sturing van het UV/
De UV/H2O2 installatie bestaat globaal uit een H2O2
H2O2 proces dienen dan de concentraties van alle
opslag en doseersysteem, UV reactoren en een
drie parameters bekend te zijn. De NO3- concentra-
opvolgende aktief kool filtratiestap. Het aktief kool
tie alléén is onvoldoende om een indicatie te geven
is noodzakelijk om het AOC en NO2- dat tijdens het
van de radicaalvorming uit H2O2.
UV/H2O2 proces is gevormd weer om te zetten, en
Bij een combinatie van DOC, HCO3- en NO3-
ook om het restant H2O2 te verwijderen.
concentraties is geconstateerd dat de invloed op de
Om de jaarlijkse kosten te dekken, wordt geschat
radicaalconcentratie kleiner is dan verwacht op basis
dat de kosten per m3 drinkwater zullen stijgen met
van de experimenten met de individuele parameters.
€ 0,19/m3.
Student:
Committee:
D. de Ridder
Prof.ir. J.C. van Dijk, Dr. J. Kruithof, Ir. B. Martijn (PWN), Ir. R. Kolpa (Oasen), Dr.ir. R. van
der Krol
For more information please contact the Department of Watermanagement, tel. 015-2783347
Oktober2006_def V2.indd 61
23-10-2006 11:05:38
62
Civiele Techniek:
Watermanagement
1005
Treatment Techniques for Combined Sewer
Overflows
During storm events, the flow in a combined sewer
example endocrine disrupting substances and
system can exceed the capacity and, as a result,
disinfection techniques are used to minimize health
a combined sewer overflow (CSO) will occur.
risks for the population.
During a CSO raw wastewater is discharged to
surface water. This wastewater is a mixture of raw
In the Netherlands CSOs occur five to ten times a
sanitary wastewater, raw industrial wastewater
year per location. Therefore a treatment technique
and rainwater. The receiving water will get polluted
needs to be able to start up in a few minutes even
by dissolved as well as undissolved pollutants.
after a long period without feed water and should
Therefore a CSO can cause damage to the
be able to handle wide and quick variations in
ecological and biological state of the receiving water
flow without causing any inconveniences to the
and besides it can cause public health risks.
surroundings.
Until now the problem, with respect to CSOs in
To select treatment techniques for the treatment
the Netherlands, is dominated by a quantitative
of CSO water seven selection criteria are drawn up.
approach. CSO flow rates and frequencies were
Reading the table it becomes clear that the primary
in the past decades the main subject of research.
techniques wetlands, coarse screens, sieves, the
These frequencies were translated into the Wet
Netting TrashTrapTM system and lamella with or
Verontreiniging Oppervlaktewater (1970). In the
without chemical dosage give the best results. The
year 1998 the Ministry of Transport and Water
Fuzzy Filter® (filtration with a synthetic medium)
Management came with a renewed policy, dealing
and ultra filtration are good filtration techniques.
with groundwater, dehydration and water quality,
The best adsorption technique is activated carbon
for the protection and the recovery of nature. At
and the best disinfection technique is UV treatment.
the end of 2000 the European Water Framework
Directive (WFD) came into force, which charges the
A scheme is made to provide a clear overview of the
European members of the EU to report obligatory.
selected techniques of this report. From the scheme
The aim of the WFD is to have an ecological
can be determined which possibilities there are for
and biological balance for all surface waters and
the combination of primary, secondary, adsorption
groundwater in Europe effectively working in 2015.
and disinfection techniques and which removal
rates can be reached. With the help of this scheme
Measures to reduce the CSO frequencies alone
process schemes are made for different situations
are not enough to fulfil the legislation. When a
like an urban area with a small or large available
CSO occurs an amount of pollutants will enter the
area or a rural area.
surface water. CSO water needs to be treated to
prevent pollution and odour annoyances to the
There is no general solution for the treatment of
surroundings. The goal of this research is to find
CSO water. Research is necessary to find the best
a suitable treatment technique or a combination
treatment technique or the best combination of
of treatment techniques. Primary and secondary
techniques per location. The scheme can be used to
techniques, adsorption and disinfection techniques
decide which techniques are useful for site specific
are described in this research. Primary techniques
pollution removal.
remove suspended solids and a fraction of the
organic material, secondary techniques remove
suspended solids and biological degradable material.
Adsorption techniques are used to remove for
Student:
S.M. Scherrenberg
Begeleiders:
Prof.ir. J.H.J.M. van der Graaf, Prof.dr.ir. M.C.M. van Loosdrecht, Ir. C.M.L. Flamink, Dr.ir. J.
de Koning, Ir. L.C.J. van Eck (Hoogheemraadschap van Delfland).
For more information please conact the Department of Watermanagement : tel. 015-2783347
Oktober2006_def V2.indd 62
23-10-2006 11:05:38
63
Civiele Techniek:
Watermanagement
1005
New process of drinking water production in 21st
century
In order to remain the confidence of consumers on
the drinking water quality in 21st century, the water
companies in the Netherlands launch a Q21 project
to reach an implacable quality in the tap water.
Considering the treatment system at this moment,
there are still four quality problems in the tap water:
1. Biological stability; 2. Particle concentration; 3.
Polar and non-polar micro pollutants; 4. Pathogen
microorganisms. Therefore, Ion exchangeUltrafiltration-Nanofiltration-GAC adsorption, this
new treatment concept was introduced. By applying
this process, we can set up double barriers for
the remaining four quality problems, because the
UF-NF can form a double barrier for the particles,
By doing the experiment, we have found this ideal
pathogens and the natural organic matter; while
process can work properly, if we incorporate the
the NF-Adsorption are double barrier for the micro
ion free water as UF backwash water and Enhanced
pollutants. The problem of this process is whether
Chemical Backwash with NaOH every 5 hours UF
the membrane filtration steps can work stable. In
running. In that way, UF could be stably run for
traditional treatment concepts with a combination
two weeks, because of the removal of divalent ions
of ultrafiltration and nanofiltration severe NOM-
(main fouling factor), which lead to the connection
fouling is expected on the ultrafiltration and
of NOM and membrane. For the same reason, NF
scaling limits the recovery in the nanofiltration. In
also worked stably at high recovery (97%) as our
the new treatment concept we use ion exchange
expectation without scaling caused by divalent
as pretreatment step to prevent these fouling
ions. The water quality results indicated this
problems, and the purpose of the project to check
process could successfully remove most of the
whether this concept can work continuously.
target substances (particles, micro organisms and
micro pollutants), except the polar substance with
smaller than 200 Da molecule weight, such as
MTBE. This kind of substance is neither rejected by
NF, nor adsorbed by GAC adsorption. However, the
amount of this kind of substance is really small, so
in general this process is promised to produce high
quality drinking water.
Student:
S. Li
Committee:
Prof. ir. J.C.van Dijk, Prof.dr.ir. N.C.van de Giesen, Dr.ir. S.G.J. Heijman
For more information please contact the Department of Watermanagement, tel. 015-2783347
Oktober2006_def V2.indd 63
23-10-2006 11:05:39
64
Civiele Techniek:
Watermanagement
1005
Sediment Resuspension Effect on Water Quality in
Drinking Water Distribution System
Drinking water quality is under deterioration when
The results verified that Jar Test is capable to
it transports through drinking water distribution
simulate resuspension behavior in DWDS. By
system. Suspended particles may be transported
applying different stirring intensities and stirring
into the distribution system and deposited
time on the samples, a range of resuspension
as sediment. These resuspenable sediments
phenomena are reproduced, which is quite
together with hydraulic disturbance can lead to
helpful to the control and removal sediment in
a discoloration event (also called ‘brown water’),
DWDS. Combined with the results of water quality
which is one of the common customer complaints
analysis, the Jar Test results showed that sediment
on water quality in the distribution system. In
resuspension behavior is related to a series of
order to investigate and avoid the occurrence of
factors, such as flow velocity, pipe type, water
discoloration event, a better understanding of
source, etc. In the end, an optimized flushing
sediment resuspension behavior and its effect on
velocity is suggested based upon the results got
water quality is necessary.
from Jar Test experiment.
In this study, sediment samples were taken from
several drinking water distribution systems (DWDS)
in the Netherlands. Three aspects of work have
been emphasized in this project study:
• Evaluate sediment characteristics in DWDS
• Set up a testing methodology of Jar Test to
simulate sediment resuspension behavior in DWDS
• Optimize network flushing program based on
hydraulic characteristic observation in Jar Test
experiment
Student:
Q. Wang
Committee:
Prof. ir. J.C. van Dijk, Ir. J.H.G Vreeburg, Ir. A.Grefte, Dr.ir. W.S.J. Uijttewaal
For more information please contact the Department of Watermanagement, tel. 015-2783347
Oktober2006_def V2.indd 64
23-10-2006 11:05:40
65
1005
Transport & Planning
Oktober2006_def V2.indd 65
23-10-2006 11:05:40
66
Civiele Techniek:
Transport & Planning
1005
Rijgedrag bij werkzaamheden
Zicht op versmalde stroken vanuit de helikopter
Steeds vaker moeten snelwegen tijdelijk versmald
worden in verband met werkzaamheden, steeds
vaker zorgen deze ingrepen voor grote overlast.
Een veel gebruikte oplossing gebruikt een weghelft
om al het verkeer af te werken, hierbij worden dan
breedtes van de rijstroken verkleind. Hoewel deze
praktijk al sinds lange tijd gangbaar is, is er weinig
bekend over hoe het rijgedrag in dit soort situaties
afwijkt van de normale situaties. Dit komt met name
door een gebrek aan voldoende empirische gegevens.
In dit afstudeeronderzoek zijn data verzameld met
behulp van drie verschillende methodes. Allereerst
is gebruik gemaakt van video opnames vanuit een
rijdend voertuig, hiermee is vast komen te staan
dat voertuigen op de linkerrijstrook reageren op
De verwerkte beelden van de helikoptervlucht geven
verkeer op de rechterrijstrook. Daarnaast is gebruik
inzicht in het gedrag van individuele automobilis-
gemaakt van helikopter opnames en data uit de
ten. Hierdoor kan bepaald worden op welke wijze
inductielussen die in de weg liggen. Deze laatste
automobilisten reageren op hun omgeving. Uit een
data bieden over langere tijd inzicht in het verkeer
uitvoerige analyse van deze gegevens blijkt dat het
dat een doorsnede passeert. Hieruit blijkt dat de
belangrijkste aspect van het rijgedrag op versmalde
capaciteit ongeveer 4000 vtg/u lijkt te bedragen ten
rijstroken de invloed van de andere rijstrook is. In
opzichte van 4300 vtg/u in de normale situaties. Uit
bestaande voertuig-volgmodellen wordt alleen de
dezelfde gegevens blijkt dat dit capaciteitsverlies
invloed van een of meerdere voertuigen op de eigen
alleen wordt veroorzaakt door een lagere capaciteit
rijstrook meegenomen. Wanneer in dit type model
op de linkerrijstrook. Bovendien blijkt dat veel auto-
ook de invloed van verkeer op de andere rijstrook
mobilisten die normaal op de linkerrijstrook rijden,
wordt meegenomen, wordt de voorspellende waarde
bij de versmalde rijstroken bij voorkeur rechts gaan
van het model substantieel groter.
rijden.
Student:
Commissie:
R.J. ter Kuile
Prof. Dr. Henk van Zuylen, Prof. Dr. Ir. Serge Hoogendoorn, Drs. Saskia Ossen, Ir. Marco
Schreuder (AVV), Prof. Dr. Karel Brookhuis (TBM), Ir. Paul Wiggenraad
Voor meer informatie kunt u contact opnemen met de Sectie Transport & Planning, telefoon: +31 (0)15 278 16 81
Oktober2006_def V2.indd 66
23-10-2006 11:05:40
67
Civiele Techniek:
Transport & Planning
1005
Systematische herinrichting van zwarte punten
in Vlaanderen Een beslisboom en een kostenbatenanalyse
De Vlaamse overheid investeert 500 miljoen euro
Ten tweede werd een maatschappelijke kosten-
voor de herinrichting van 800 zwarte punten. Dat
batenanalyse uitgevoerd voor de herinrichting van
zijn kruispunten en wegvakken waar veel verkeers-
een zwart punt. Als voorbeeldproject is een lich-
slachtoffers zijn geregistreerd. In dit MSc-eindwerk
tengeregeld kruispunt in Lier gekozen, waar een
zijn twee aspecten van de herinrichting van zwarte
Haarlemmermeer-aansluiting aangelegd zal worden.
punten in Vlaanderen beschouwd.
De belangrijkste baten bestaan uit de in geld uitgedrukte waarde van vermeden verkeersslachtoffers.
Ten eerste werd een beslisboom samengesteld
Op basis van historische ongevalgegevens is een
waarmee systematisch bepaald kan worden wat het
prognose gemaakt van het aantal ongevallen en
meest geschikte kruispunttype op een bepaalde
slachtoffers dat geregistreerd zal worden als het
locatie is. Deze beslisboom bestaat uit een tabel en
zwarte punt niet heringericht wordt. Ook werd bere-
negen stroomschema’s. Met de tabel kan bepaald
deneerd met hoeveel procent het aantal ongevallen
worden welk stroomschema gevolgd moet worden
en slachtoffers zal afnemen door de herinrichting.
om het meest geschikte kruispunttype te vinden.
Vervolgens is voor elk jaar berekend hoeveel onge-
Welk stroomschema dat is, hangt af van de functies
vallen, doden, zwaargewonden en lichtgewonden
(of de daarvan afgeleide categorieën) van de wegen
er vermeden worden door de herinrichting. Deze
die elkaar op het kruispunt ontmoeten. In het te
baten worden in geld uitgedrukt, net als het verme-
volgen stroomschema worden vervolgens ja/nee-
den brandstofverbruik. De contante waarde van de
vragen gesteld over de intensiteit op die wegen en
totale baten blijkt ongeveer tweemaal zo hoog te
over de ruimtelijke inpasbaarheid van de mogelijke
zijn als de contante waarde van de kosten, dus het
kruispunttypen. Aan het eind van het stroomschema
voorbeeldproject wordt maatschappelijk rendabel
is bepaald wat het meest geschikte kruispunttype is.
geacht.
Student:
Commissie:
J. Steenbergen
Prof.Dr.-Ing. I.A. Hansen, Prof.ir. L.H. Immers(K.U.Leuven), Dr.ir. J.A.A. Stoop, Ir. J. Van
Den Bossche (TV 3V), Ir. P.B.L. Wiggenraad
Voor meer informatie kunt u contact opnemen met de Sectie Transport & Planning, telefoon: +31 (0)15 278 16 81
Oktober2006_def V2.indd 67
23-10-2006 11:05:40
68
Civiele Techniek:
Transport & Planning
1005
Paramaribo op orde; Structuurvisie
Groot-Paramaribo 2020
In dit afstudeerwerk is voor Paramaribo, de hoofd-
Er wordt ingezet op verdere ontwikkeling van
stad van Suriname, een structuurvisie opgesteld
toerisme, tuinbouw en visserij/aquacultuur. Het
voor de periode 2005-2020. Deze moet een ruim-
(in de toekomst autovrije) stadscentrum met
telijk kader bieden voor een welvarend en leefbaar
haar waterfrontligging, historische bebouwing en
Paramaribo. De strategie is erop gericht de econo-
funshoppingscentrum moet het visitekaartje van
mische potenties van de stad optimaal te benutten
Paramaribo gaan worden. Visserij/ aquacultuur in de
en de leefkwaliteit te versterken. Een belangrijk
kuststrook wordt uitgebreid, hier vindt geen verdere
aanknopingspunt voor de visie zijn de specifieke
verstedelijking plaats. Ook in de perifere landbouw-
kwaliteiten waar Paramaribo zich mee onderscheidt:
gebieden wordt een restrictief verstedelijkingsbe-
de historische bebouwing in de oude binnenstad en
leid gevoerd, in deze gebieden wordt de tuinbouw
de rustige, groene, kleinstedelijke uitstraling.
bevorderd.
Het plan voorziet in ruimte voor verdere groei
De hoofdontsluitingsstructuur wordt rationeler
van de bevolking: van 300.000 inwoners nu naar
vormgegeven: een centrumring, een NZ-route langs
360.000 in 2020, bovendien wordt de bestaande
het centrum (Indira Gandhiweg via een brug naar
woningnood aangepakt. De helft van de ruimte
Pengelstraat/Derbystraat) en een interwijkweg
wordt gevonden door inbreiding van bestaand
rondom de stad. Openbaar vervoer wordt geher-
stedelijk gebied. Een compacte stad geeft een effi-
structureerd: transversale busroutes met eindhaltes
ciënter gebruik van infrastructuur en een groter
in de woonwijken en een tussenstop aan de rand
draagvlak voor voorzieningen.
van het centrum.
De leefbaarheid staat in sommige wijken
Om overstromingen te voorkomen wordt de water-
zwaar onder druk. Hier zijn ingrepen nodig.
berging vergroot, het onderhoud van ontwaterings-
Herstructurering wordt vooral vanuit bewoners zelf
wegen verbeterd en een dijk ten noorden van het
vormgegeven. Op enkele locaties krijgt de herstruc-
stedelijke gebied aangelegd. Ook worden hydrauli-
turering een grootschaliger karakter, complete
sche knelpunten weggenomen en is er een rationeel
wijken worden opnieuw opgebouwd. In de oude
ontwaterings-netwerk ontworpen (meer afstroom-
westelijke stadswijken worden nieuwe, stedelijke,
mogelijkheden: ringkanaal/koppeling ontwaterings-
woonmilieus geïntroduceerd.
wegen).
Multifunctionaliteit komt sociale, economische en
Samenhang tussen groengebieden wordt verbe-
culturele dynamiek ten goede en leidt tot een reduc-
terd door invullen van ontbrekende schakels.
tie van automobiliteit. Wonen, werken, verzorging
Aanknopingspunten zijn de ligging aan de rivier, de
en recreatie worden daarom gemengd over de wijk
ontwateringskanalen, de groene gordel rondom de
aangelegd. De druk op het centrum vermindert door
stad, het uitbouwen van een parkenstructuur en het
aanleg van enkele subcentra. Niet-passende func-
hoge aandeel particulier groen.
ties verdwijnen uit het centrum. Industrieën komen
buiten woonwijken te liggen, kantorenlocaties aan
de hoofdverkeersstructuur (zeer goed bereikbaar).
Student:
Y. Blufpand
Begeleiders:
Drs. E. de Boer , Prof.ir. F.M. Sanders, Prof.ir. J.M. Schrijnen, Ir. W.J. Dijk
Voor meer informatie kunt u contact opnemen met de Sectie Transport & Planning, telefoon: +31 (0)15 278 16 81
Oktober2006_def V2.indd 68
23-10-2006 11:05:40
69
Civiele Techniek:
Transport & Planning
1005
Werken aan vitale wijken
Wijken zijn voortdurend in beweging. Hierbij kunnen
zich zowel positieve als negatieve ontwikkelingen
voordoen. Er is bij gemeenten behoefte om vat te
krijgen op deze ontwikkelingen om op die manier te
kunnen bepalen wanneer, waar en hoe er in wijken
ingegrepen moet worden. Waar het echter aan
ontbreekt in de praktijk is een kader waarbinnen
deze ontwikkelingen kunnen worden gekoppeld aan
de ingrepen. Binnen dit onderzoek is nagegaan of
vitaliteit dat kader zou kunnen zijn. Hierbij zijn de
vragen behandeld of het mogelijk is om vitaliteit van
wijken te operationaliseren en of het mogelijk is om
op de vitaliteit van wijken te sturen.
Binnen het onderzoek is hierbij vitaliteit gezien als
Vitaliteit is een subjectief begrip en persoons- en
kwaliteitsniveau en de verschillende aspecten die
contextafhankelijk. Het is hierdoor niet mogelijk
vitaliteit bepalen as de assets. Op basis van Asset
en wenselijk gebleken om uit te gaan van een
Management is een methodiek ontwikkeld die het
generieke definitie. In plaats daarvan is binnen het
mogelijk maakt om te sturen op vitaliteit. Hiertoe
onderzoek gewerkt met een twaalftal aspecten die
moet echter wel worden voldaan aan de eisen die
samenhangen met vitaliteit.
Asset Management stelt. Dit is in de praktijk echter
nog niet of nauwelijks mogelijk. Het belangrijkste
Voor deze aspecten is gekeken op wat voor wijze
probleem hiervan is de gebrekkige meetbaar-
ze elkaar kunnen beïnvloeden. Aan de hand van
heid van relevante aspecten en van het nauwelijks
deze (mogelijke) verbanden zijn een vijftal samen-
kunnen bepalen van het (mogelijke) effect van
hangende processen vastgesteld die zich kunnen
maatregelen.
voordoen binnen wijken. Door middel van deze
processen kunnen negatieve en positieve spiralen in
De aanbevelingen van het onderzoek luiden als
wijken worden ingezet. Vanuit de samenhangende
volgt:
processen zijn de doorslaggevende factoren op het
Er moet bij het voeren van beleid binnen wijken
gebied van de vitaliteit van wijken bepaald. Er is
meer aandacht worden besteed aan de samenhang
hierna geconcludeerd dat vitaliteit slechts ten dele
die er is. Daarnaast moet bij beleid meer de nadruk
te operationaliseren is.
worden gelegd op de (gebleken) effectiviteit ervan.
Bij het beantwoorden van de vraag of het mogelijk
Ook moeten mogelijke maatregelen en het potenti-
is om op vitaliteit te sturen is gebruik gemaakt van
ele effect ervan verder worden onderzocht. Bij de
de techniek Asset Management. Dit is een waarde-
aspecten is onderzoek noodzakelijk naar de wijze
gestuurde beheermethode waarbij er naar wordt
waarop ze het beste kunnen worden gemeten.
gestreefd zo kosteneffectief mogelijk voor een
groep bezittingen (assets) een bepaald kwaliteitsniveau te handhaven en te verbeteren.
Student:
Commissie:
E. Martens
prof. ir. F.M. Sanders, drs. E. de Boer, ir. P.M. Schrijnen, prof. Dr. W.K. Korthals Altes (OTB),
mw. drs. S.L. van der Steen (DHV)
Voor meer informatie kunt u contact opnemen met de Sectie Transport & Planning, telefoon: +31 (0)15 278 16 81
Oktober2006_def V2.indd 69
23-10-2006 11:05:41
70
Oktober2006_def V2.indd 70
1005
23-10-2006 11:05:41
1005
71
Samenvattingen Technische
Aardwetenschappen
Resource Engineering
Oktober2006_def V2.indd 71
23-10-2006 11:05:41
72
Technische Aardwetenschappen:
Resource Engineering
1005
Experimental study on the vitrification of bottom
ash from municipal waste incinrators
The landfilling of bottom ash from the incineration
(7,3 %) and Na2O (5,4 %). This conforms to the
of municipal solid waste is not a sustainable
data from the literature. Bottom ash is a highly
option for the future. At the moment it is used as
inhomogeneous material. The small batches used
a building material in The Netherlands, but more
during this experimental work, may not always give
strict emission norms for leaching in the near future
statistically relevant information.
will make this impossible. For this reason, bottom
ash needs to be treated before it can be used
After melting of the bottom ash, a homogeneous,
in this application again. According to literature,
glassy slag was formed, with non-molten ceramic
vitrification is one of the most promising method
particles and small metal beads floating on top,
with regard to the safety and quality of the product.
and large metal pieces on the bottom. The average
weight losses are 19,2%. The slag consists mainly
Though the vitrification process has high energy
of SiO2 (52,1 %), CaO (16,2 %), Al2O3 (12,2 %)
costs and still produces waste remainders, it
and Fe2O3 (7,7 %); this conforms to the literature
has important advantages: significant volume
data. Compared to the bottom ash, the composition
reduction, destruction of hazardous organics and
changed due to redox reactions, phase separation
immobilization of heavy metals to a large extent.
and losses. Its leachability has been significantly
The main use of the slag will be as a building.
reduced. It could not be concluded whether the
To determine the leaching behaviour of the slag,
slag meets the norms for category 1 building
there are many laboratory leaching tests, but not
material, but this is most likely, because of the
one single test is capable to predict the in-situ
homogeneous glassy structure and the low leaching
behaviour. In The Netherlands, the NEN7343 column
values. For the validation if the slag is suitable,
test, which is a compliance test, is used to validate
it is recommended to conduct a NEN7343 column
a material for building purposes. The NEN7341
test and do analysis with ICP-MS to acquire more
availability test has the purpose to determine the
accurate results, because of lower detection limits.
maximum availability and is a characterization test.
The metal, which has an average yield of 8,0 %
consists approximately of 81,2 % Fe, 11,9 % Cu, a
During the experimental work bottom ash is vitrified
few percentages of P (2,0 %), C (1,4 %) and S (1,4
at temperatures between 1300 and 1500˚C with two
%) and a diverse rest. Direct use, for example as
different melting tests: one in a tube furnace and
construction material is not an option. Separation
the other with larger batches in a chamber furnace.
between the iron and copper phase is preferable,
Fly ash and mixtures of bottom ash and boiler ash
mainly because copper (raw material for a smelter)
are melted in a few experiments. To determine the
is a highly valuable metal. It is recommended to
availability for leaching of metals from the slag,
continue the research on this subject.
compared to that from the bottom ash, leaching
tests are conducted according to the NEN7341
availability test. The leachates were analyzed by
ICP-OES. Analysis with XRF was performed on
ashes, slag and recovered metal. With EMP, the
recovered slag and metal were analyzed and the
latter also with LECO analysis for its carbon content.
The bottom ash from AVR consists mainly of SiO2
(57,2 %), CaO (12,6 %), Fe2O3 (11,0 %), Al2O3
Student:
M. Oorsprong
Supervisors:
Dr.Y. Xiao, Dr.Y.Yang, Dr.J.H.L.Voncken
For further information please contact the secretary of the section Resource Engineering: (31) 15 2781328
Oktober2006_def V2.indd 72
23-10-2006 11:05:41
Technische Aardwetenschappen:
Resource Engineering
1005
73
Prediction of ore mixture grinding behavior
Simulating the grinding section of the Corus
IJmuiden pelletizing plant, ores were ground in a
laboratory scale ball mill. Initially the widely used
Bond Work Index method was applied resulting in
the grindability of an ore. A considerable number
of ores did not, however, satisfy the starting
requirements of the method as defined by Bond.
Moreover, the results appeared to be unsuitable for
the optimization of a complex grinding operation.
Through a series of laboratory experiments the
grinding functions of each ore were established.
A number of compromises, listed in section 4.5,
were made during the test phase that affected the
outcome. The data was corrected and fitted to
empirical functions.
The grinding functions were used in a model to
predict the ore grinding behavior. Validation of
the model took place through a number of tests in
which predicted values were compared to values
measured experimentally. These were first done
with individual ores. Subsequently, binary ore
mixtures were tested, based on the assumption that
the grinding behavior of the mixture would be a
linear combination of the behavior of the individual
ores. The dependence of the predictability upon the
mixture’s composition was investigated. At last, a
realistic ore mixture containing all three ore types
was tested and compared to predicted values.
Going from a lab scale ball mill to an industrial
grinding circuit involves not only upscaling of
previously found parameters, but also a sampling
campaign to establish the system’s residence time
distribution and classifier behavior. A mass balance
of the circuit was made, based on sampling, and is
included in this report.
Student:
A. Scheltema Beduin
Supervisors:
Prof.ir. W.L. Dalmijn, Dr.ir. T.P.R. de Jong
For further information please contact the secretary of the section Resource Engineering: (31) 15 2781328
Oktober2006_def V2.indd 73
23-10-2006 11:05:42
74
Technische Aardwetenschappen:
Resource Engineering
1005
An Experimental study on the thermal behavior of
heavy metals and minor elements in fly ash from a
municipal solid waste incinerator
During incineration of municipal solid waste
Finally, the original samples and the samples
(MSW), various environmentally harmful heavy
vitrified at 1400°C are leached. The acid neutralizing
metals and minor elements are liberated either
power (ANC) of the samples is determined and the
into bottom ash or carried away with the off-
availability of the leaching quantity of elements is
gasses and subsequently trapped into fly-ash.
investigated.
The fly ash can be allowed to be landfilled in
The different types of fly ashes and the residues
sealed depots, depending on the quality. When
have different compositions due to the distribution
the minor but harmful elements in the ashes are
in the off-gas cleaning of the MSWI. Carbonates and
not properly immobilized, potential leaching can
sulfates, as well as silica, are the main compounds.
lead to secondary environmental pollution to the
In the presence of chloride, elemental metals seem
air, soil and water. The stricter environmental
to be more volatile. In this way, secondary and
regulations to be implemented in the near future
ternary emissions are formed. In the presence of
in the Netherlands require a higher immobilization
excessive silica and during thermal treatment in
efficiency of the fly-ash treatment.
oxidizing environment (air), stable silicate matrices
In this project, the thermal behavior of heavy
are formed, while the emissions and the availability
metals and minor elements in fly ash is
for leaching of the elements in the vitrified slags
investigated. Differential Thermal Analysis (DTA)
have reduced.
and Thermogravimetry Analysis (TGA) curves are
obtained. The crystal phases and the composition
in elements of fly ash samples at room temperature
and different temperatures up to 1400°C are
examined.
Student:
N.R. Wilson
Supervisors:
Dr. Y.Xiao, Dr. Y.Yang
For further information please contact the secretary of the section Resource Engineering: (31) 15 2781328
Oktober2006_def V2.indd 74
23-10-2006 11:05:42
75
1005
Petroleum Engineering
and Geosciences
Oktober2006_def V2.indd 75
23-10-2006 11:05:42
76
Technische Aardwetenschappen:
Petroleum Engineering and Geosciences
1005
Analysis of Geochemical data from Wells and
Outcrops, in the Permian Tanqua subbasin fan
complex, southwestern Karoo, South Africa
The objective of this project is to interpret
Correlation between elemental weight percentages
geochemical data obtained in wells and outcrops in
showed two clusters of data points, one for the fan
order to look for trends or variations in elemental
sandstones and one for the interfan and intrafan
content or mineralogical composition. The focus is
shales. This is evidence for the existence of two
on the Permian basin-floor fan sandstones of the
separate sediment sources feeding sediments into
Skoorsteenberg Formation in the Tanqua subbasin.
the basin with little mixing. It was not possible to
Analyses on outcrop samples taken in the study
find a solid correlation between the various fans and
area, and core samples from four wells provided
intrafan units of the wells based on the elemental
elemental and mineralogical composition data.
data from the geochemical logs.
Contouring the data from all samples led to
The most important conclusion from this project
the conclusion that a trend showing changes in
is that the elemental content and mineralogical
composition exists. This trend is caused by a
composition of the fan sandstones shows little
decrease in mean grainsize with laterally increasing
variation in and between the fans and fan units.
distance from the main turbidite flow axis. Based
This finding is in accordance with other research
on the core samples it was not possible to find a
projects done in the Tanqua subbasin fan complex.
vertical or horizontal trend or variation within or
It suggests that there was a very large volume of
between the wells.
source sediments that differed little in composition.
Analysis of the elemental data from geochemical
logs taken in three wells led to the following results.
Student:
R. van den Brink
Supervisors:
Prof.dr. S.M. Luthi
For further information please contact the secretary of the section Applied Geology: (+31) 15 2781328
Oktober2006_def V2.indd 76
23-10-2006 11:05:42
77
Technische Aardwetenschappen:
Petroleum Engineering and Geosciences
1005
Turbidite Slope Channel deposits, a Reservoir
Simulation Study based on Field Data
A substantial part of the world’s hydrocarbon
The fill of turbidite slope channels is described by
reserves is located in turbidite deposits.
a three stage model consisting of erosion and by-
Unfortunately, the information available when
pass, deposition, abandonment. The deposition of
developing such a field is often limited to widely
the sand rich facies occurs in the channel bends by
spaced well data and seismic data of limited
flow stripping on the outside in relatively straight
resolution. Geological models are essential in
channels with a high gradient and by lateral
providing information for the reservoir modelling
accretion on the inside in more sinuous channels.
and field development planning. Outcrop analogue
Furthermore, channel confluences and intra-channel
studies provide a unique possibility to gather
hydraulic jump sites are sites of preferential sand
information that is otherwise hidden in the
accumulation. The width/depth ratio of turbidite
subsurface for the geological model.
slope channels follows a log-normal distribution; the
sinuosity is dependent on the slope angle.
Slope channels are found in the proximal part of
the turbidite systems. Turbidite events occur during
Simulations on a 3D dynamic reservoir model
sea level low stands but can also be triggered
based on the data gathered during the fieldwork
by tectonic uplifting, earthquakes or storms. The
and a literature study show that the vertical
geometry of the deposits is controlled by the
permeability is amplifying the trend of the water to
volume and grain size distribution of the flow and by
migrate below the oil. The displacement of the oil
the nature of the supply system. Their distribution
is therefore not uniform and the upper part of the
pattern and accommodation space is controlled by
channels is not swept. A short plateau production is
the sub-sea topography. A three level hierarchy is
followed by water breakthrough and a fast decline
used to describe the channel appearances in the
of oil production. Plugging back a well can be a
fieldwork data.
beneficial operation as well as producing only from
the upper part of the reservoir from the beginning
Fieldwork in the Vocontian Basin on the Marnes
since it decreases the water production. However,
Bleues G1 interval in southeast France provided the
these operations do not improve the recovery in the
typical dimensions for all the levels of the channel
long term.
hierarchy. A model of a typical channel complex
fill is presented. Three possible assemblages of
Another, better, possibility is using a Water
turbidite slope channels have been identified in
Alternating Gas development scheme; this will
the fieldwork and their sizes and mineralogy are
improve the sweep of the upper part of the channel
described. The mineralogy is found to show little
and thus increase the total recovery.
variation except for the clay percentage.
A vertical profile for the permeability and porosity
within a channel element is presented. Two cases
are created for the static 3D geological model.
Student:
R. van den Ham
Supervisors:
Prof.dr. S.M. Luthi
For further information please contact the secretary of the section Applied Geology: (+31) 15 2781328
Oktober2006_def V2.indd 77
23-10-2006 11:05:43
78
Technische Aardwetenschappen:
Petroleum Engineering and Geosciences
1005
The use of modern analogues in shared earth
modeling (Case study of the Cook Formation,
Oseberg Field, offshore Norway)
The goal of this study is to improve the
characterization of potential reservoir bodies in a
complex sedimentary environment by identifying
subtle stratigraphic shapes in migrated seismic data
of the Cook Formation, offshore Norway. In order
to achieve this, localized core data were integrated
with the large-scale migrated seismic data for
a detailed seismic interpretation. The study of
modern analogues, which were selected based on a
geological interpretation of the cores, played a vital
role in order to achieve this goal. By studying these
analogues, ideas were formed of how internal smallscale features would express themselves in a crosssection. Comparable shapes have been observed
in the migrated seismic data. After a detailed
interpretation of the small-scale features, their
sizes, shapes and distribution inside the sedimentary
environment could be determined and compared to
the modern analogues for further validation of the
geological interpretation. The similarity between
the modern analogues and the interpreted features
demonstrated that the characterization had been
greatly improved.
Student:
R. Thomassen
Supervisors:
Prof.dr. S.M. Luthi
For further information please contact the secretary of the section Applied Geology: (+31) 15 2781328
Oktober2006_def V2.indd 78
23-10-2006 11:05:43
79
Technische Aardwetenschappen:
Petroleum Engineering and Geosciences
1005
Analysis of Salt-Induced Stress Anomalies
Several recently drilled wells in the Southern
SISA expresses itself by two effects: a stress
North Sea have penetrated the hydrocarbon-
increase in the rocks above and below the grounded
bearing formation outside of the predicted depth
area and a stress decrease in the rocks just next
uncertainty range, because of inaccurate seismic
to the grounded area. The magnitude of the SISA-
time-to-depth conversion. The magnitude of the
effect is positively correlated to both the vertical
depth error reached sometimes 100m, which
and horizontal extent of the effect, by which the
resulted in serious errors in the estimated volume
magnitude of the effect decreases with increasing
of the accumulations. Previous studies by Hoetz
distance to the grounded area. Moreover, the effect
(2003) and Bekkers (2005) concluded that the top-
in the zone above the grounded area (Triassic) is
reservoir-depth error in the Southern North Sea
similarly related to the effect below the grounded
is mainly caused by an unknown, locally increase
area (Rotliegend).
in the formation velocity of the Triassic, which
forms part of the overburden sequence in the area.
The results of the effect of the perturbation of
They developed a model by which the velocity
different predictor variables on the SISA-effect
anomalies are explained by a change in stress in the
are different for both methods. In the Multiple
Triassic, which is caused by the fact that at certain
Regression Analysis the salt dome volume, distance
locations, the Zechstein salt has been squeezed
from grounded area to the salt dome, size of the
by halokinesis, causing the Triassic formation to
grounded area and number of grounding points
directly superpose the Rotliegend formation. These
appeared to be important while according to the
areas are called grounded areas.
Finite Element Method-models, the only significant
variable is the size of the grounded area.
The objective of this thesis is to quantify the
effect of the Salt-Induced Stress Anomaly or SISA
This difference can be explained by the difference
on stress- and related velocity-distribution in the
between both methods: the configuration of the
zone above the grounded area (Triassic) and to
subsurface in reality (MRA) is the result of millions
investigate the effect on the rock properties of
of years of events and processes, while the
the zone below the grounded area (Rotliegend
subsurface that has been simulated with FEM is
Formation).
fixed as point of departure. This difference makes it
very plausible that the “forgotten variable” belongs
The analysis of the effect of Salt-Induced Stress
to another dimension, namely time. Therefore it is
Anomalies has been done by both Finite Element
assumed that the SISA-effect not only depends on
Method (FEM) and Multiple Regression Analysis
geometrical aspects of the subsurface, but also on
(MRA) of well-log data and seismic data from a
the age of the existence of the SISA-effect.
part of the Southern Permian Basin (offshore and
onshore of the Netherlands). In both methods the
In order to be able to predict more accurately the
effect of the perturbation of different aspects of
magnitude of the SISA-effect and its related depth
the configuration of the subsurface or predictor
error and rock properties of the superposed and
variables on SISA, has been investigated.
underlying formations, it is recommended that more
research should be done on the time influence of
the SISA-effect.
Student:
A. Vogelaar
Supervisors:
Prof.dr. S.M. Luthi, Prof.dr. S.B. Kroonenberg
For further information please contact the secretary of the section Applied Geology: (+31) 15 2781328
Oktober2006_def V2.indd 79
23-10-2006 11:05:43
80
Technische Aardwetenschappen:
Petroleum Engineering and Geosciences
1005
Temperature Dependent Sorption of Carbon
dioxide on coal
Enhanced coalbed methane production with carbon
The carbon dioxide sorption experiments show that
dioxide injection is a technique for the storage of
highest sorption capacities are obtained for the
CO2 in coal seams and extraction of methane from
high-rank Selar coal. Furthermore, moisture in coal
coal seams. With the commitments made at the
has a clear negative effect on sorption capacity and
1997 Kyoto conference with respect to greenhouse
diffusion velocities. For the modelling techniques,
gas emissions, enhanced coalbed methane gas
best results were obtained for the three-parameter
recovery by CO2 injection can develop into an
economically feasible solution for the reduction
models. Temperature has a negative effect on
diffusion velocities.
of carbon dioxide emissions. One of the problems
during CO2 injection is the lowering of the injectivity
in the borehole by coal swelling. To overcome this
problem it is suggested that cooling of the coal
seam would lead to thermal shrinkage, which could
possibly counter the effect of coal swelling.
This thesis study has multiple objectives. The first
objective is to investigate the sorption capacity at
different temperatures of Ensdorf (VR r=0.79%) and
Selar (VR r=2.41) coal. In addition the influence of
moisture on the sorption behaviour is investigated.
With the obtained data, isotherms are constructed
and compared with four sorption models from
literature. Furthermore a bidisperse modelling
technique is used to estimate the diffusion velocities
of CO2 in coal. With the obtained data, a comparison
is made between the two coals for sequestration
purposes.
Student:
R.M.S. van Lier
Supervisors:
Drs. K.H.A.A. Wolf, N. Siemons M.Sc.
For further information please contact the secretary of the section Petrofysics: (31)15 2781328
Oktober2006_def V2.indd 80
23-10-2006 11:05:43
81
Technische Aardwetenschappen:
Petroleum Engineering and Geosciences
1005
Effect of sorption induced swelling on coal cleat
permeability
Underground coal seams contain considerable
The changes in permeability due to swelling are
amounts of methane. Unlike conventional gas
reservoirs the gas is not freely distributed within
represented as a ratio: k new/k ini and is referred
to as the permeability change ratio. Two different
its pores, but is mainly sorbed within the coal
methods are applied to determine this ratio, one
microstructure at higher densities. The amount
based on the swelling data, the second on the
of gas adsorbed on the coals internal surface is
flow experimental data. Data for carbon dioxide is
dependent on the equilibrium pore pressure, the
lacking for the flow experiment so no comparison
temperature and the nature of the gas adsorbed.
can be made. The methane permeability change
Different methods of enhanced coalbed methane
ratio reduces to zero by either methods. But the
(ECBM) from unmineable coals have been proposed,
pressure at which this happens differs. By the first
by injecting a low sorbing gas as nitrogen, or by
method the permeability change ratio reduced to
injecting a high preferentially sorbed gas as carbon
1% at a pore pressure of 15 MPa, by the second
dioxide.
method it is calculated that the permeability change
Carbon dioxide does not only adsorb on the coal
ratio reduced to 1% at a pore pressure of 6 MPa.
surface, but also dissolves in the coal, causing the
Nitrogen’s effect on permeability is less but still
coal matrix to swell. This swelling of the coal matrix
reduces the permeability change ratio to 64%
has a negative effect on the coal cleat porosity, as
(method 1) and to 20% when using the second
the change in matrix volume has to be compensated
method.
within the coal structure, causing cleat closure.
Therefore also a negative effect on the coal cleat
permeability is expected. As the cleat permeability
is the most prevailing factor for coalbed methane
production, this obviously is an undesired effect.
In this work the effect of swelling on the coal cleat
permeability is investigated for the three gases
mentioned before: carbon dioxide, methane and
nitrogen. The volumetric strain values measured
at a pore pressure of 8 MPa are 1.17%, 0.79%
and 0.11% for CO2, CH 4 and N2 respectively. Thus,
swelling of coal increases with gas type, i.e. N2, CH4
and CO2. The volumetric strain versus pore pressure
curves for the three gases resulted in the following
swelling coefficients at a pore pressure of 8 MPa:
1.73e -4 MPa-1, 1.25e -4 MPa-1 and 4.08e -5 MPa-1 for
CO2, CH4 and N2 respectively.
Student:
I.J.P. Moors
Supervisors:
Drs. K.H.A.A. Wolf, S. Mazumder
For further information please contact the secretary of the section for Petrofysics: (31) 15 2781328
Oktober2006_def V2.indd 81
23-10-2006 11:05:44
82
Technische Aardwetenschappen:
Petroleum Engineering and Geosciences
1005
Screening of Reservoir Characteristics for the
Applicability of Smart Field Technology to Dynamic
Water Flood Optimisation
A smart field, is a field in which the biggest
The results show that implementing smart
uncertainties, having a direct impact on
field technology to apply (dynamic) water flood
productivity, operability or recoverability, are being
optimisation can accelerate the oil production,
monitored by the appropriate level of well and
increase the cumulative oil recovery, delay water
reservoir surveillance and kept under control by
breakthrough and decrease cumulative water
the appropriate level of control, with the aim of
production. It was clearly seen that the dynamic
achieving a life cycle performance, which as close
optimisation, in general, alleviated the effects
to an optimum as possible. Dynamic optimisation of
of heterogeneities: the negative effect of the
injection and production rates during water floods
heterogeneities on the conventional water floods
is one of the possible optimisations that can be
was mitigated to a large extent in the optimised
achieved with smart field technology.
water floods.
Implementation of smart field technology is
Analysing the results showed that the NPV of a
not widely accepted yet and this study aims to
project can be increased by an average of 30%
investigate the added value that can be gained by
for the cases where the permeability range in the
dynamic water flood optimisation in macro scale
reservoir has large variability.
reservoir heterogeneities.
Two dimensionless groups have been analysed
to find out the envelope where the dynamic
Different synthetic reservoir scenarios have been
water flood optimisation can add value: the
created by using a modified version of the source
relative importance of gravity and the reservoir
point method (SPM), as the geostatistical technique
heterogeneity, either on field or pattern scale.
for the generation of the property distribution in
the reservoirs. The modified version also allows for
The concluding assessment to implement smart field
including the desired amount of anisotropy in the
technology for dynamic water flood optimisation
system.
depends on the reliability of the reservoir model.
Also since each reservoir is unique the model needs
The dynamic water flood optimisation was done
a detailed evaluation of the added value, which is
with 60 individually controlled conventional, dual
outside of the scope of this study.
completion vertical wells. The placement of the
wells were kept the same for all of the cases for the
sake of comparison, which will not be the optimum
well placement strategy for each reservoir, and
optimum well placement is out of scope of this
study. The effect of interrelationship between well
spacing and correlation lengths is captured in the
dimensionless analysis of the results.
Student:
A. Altintas
Supervisors:
Prof.dr.ir. J.D. Jansen
For further information please contact the secretary of the section Petroleum Engineering: (31) 15 2781328
Oktober2006_def V2.indd 82
23-10-2006 11:05:44
83
Technische Aardwetenschappen:
Petroleum Engineering and Geosciences
1005
Fluid front detection from time-lapse pressure
propagation test
Application of periodically varying injection rates
the ratio and the phase-shift for a given saturation
in the field and measurement of the responses
profile in a sand of given porosity, grain size,
at other locations is expected to give important
capillary pressure-saturation relationship. The first
information about the displacement processes, in
model (analytical dimensionless) is used to proper
particular with the saturation distribution evolution.
design the experimental setup while the second
This information can be used during field operations
model (implicit forward FVM) is used to validate
by closing and opening wells to optimize recovery
the experimental results. The goal is to achieve a
(Smart Well technology). This research deals with
methodology which provides the position of the
laboratory experiments of which the aim is to
front for a given system response.
show the viability of the idea at laboratory scale
The experiments show that it is possible to
and to anticipate practical problems, when such a
measure the amplitude ratio and the phase shift
technique is applied in the field.
between the two signals. The experimental results
give information on the saturation distribution
The two main issues discussed in this research
and therefore on the displacement process. The
are (1) whether it is possible to actually measure
developed experimental methodology can be used
the amplitude ratio and phase shift with sufficient
to investigate the possibilities and limitations of
accuracy and (2) that the measured data can be
the proposed method under a variety of conditions.
used to follow the progress of the displacement
The promising experimental results encourage
process. To prove the concept the experiments were
continuing research to find an appropriate
preformed in a one-dimensional setting and using a
methodology to be applied on producing fields.
homogeneous sand pack.
The experiments are designed to investigate
the field response to a fluctuating injection
pressure and how this response is affected by
the water saturation distribution between wells.
The experiments were performed in a 50 cm.
core of unconsolidated sand in a closed vessel at
atmospheric pressure by creating an oscillatory
pressure on top and reading the system response
at the bottom. The experiments were designed
and scaled such that the response at the bottom is
comparable to the response expected in the field.
The experiments need to be designed to reflect a
variety of characteristics that are expected in the
field. Therefore we used a gas-water displacement
and a frequency window of 1 to 10 Hz. (as opposed
to the field where the oil-water system at much
lower frequencies, i.e. 10 -6 Hz need to be applied),
to obtain an amplitude ratio and phase shift that
are also expected in the field. For the ease of
interpretation we used a homogeneous core.
Two theoretical models are developed to find both
Student:
R. Formoso-Rafferty Castilla
Supervisors:
Prof.dr.ir. J.D. Jansen
For further information please contact the secretary of the section Petroleum Engineering: (31) 15 2781328
Oktober2006_def V2.indd 83
23-10-2006 11:05:44
84
Technische Aardwetenschappen:
Petroleum Engineering and Geosciences
1005
Feasibility Study of WAG Injection in Naturally
Fractured Reservoirs
The fundamental aspects of Water Alternating Gas
The process of determining sensitivities in an
(WAG) injection are still not well understood. There
organized manner on properly upscaled models will
are a few applications in fractured media and these
be shown here with a limited number of parameters.
show potential. This study looks at the sensitivity
Fractured reservoirs can be divided into different
of production to reservoir and fluid properties on a
categories. Based on a fine grid model of one type
pattern scale using tools derived from experimental
of fractured media, a dual porosity model with
design. Also a look has been taken into the drive
varying parameters is set up. This yields recovery
mechanisms in the fractured media that play an
outputs across a range of reservoir properties that
important role during WAG injection.
are represented by two dimensionless numbers.
These numbers represent the capillary over viscous
Earlier studies claimed that WAG injection in
and gravity over viscous forces. By looking into
fractured reservoirs is not the best improved
the mechanisms that are behind the recovery in
oil recovery (IOR) method. However when the
different balances of forces, an insight into when
conditions are fully understood and the injection is
and why WAG is working is given.
modeled correctly, it is optimal in some fractured
reservoirs. The proper modeling of fractured
In the discussion different methods to optimize the
reservoirs remains difficult. The standard dual
production of WAG injection in naturally fractured
porosity formulation in commercial simulators is
reservoirs have been investigated. Intelligent
based on a continuous matrix grid overlaid by
well placement, horizontal wells, smart wells and
a continuous fracture grid. The transfer of fluid
optimization of injection rate and WAG ratio are
from matrix to fracture is described by a transfer
topics that all have potential to increase recovery.
function. The heart of this transfer function is the
shape factor, sigma. As can be seen in a fine-scale
grid, the shape factor is different for different
reservoir properties and injection types. The
upscaling of this sigma from the fine-scale grid to
the pattern scale model is important for correct
modeling. This study performs several fine scale
single porosity simulations to properly upscale the
flow model to a dual system.
Student:
J. Heeremans
Supervisors:
Prof. ir. Cor van Kruijsdijk
For further information please contact the secretary of the section Petroleum Engineering: (31) 15 2781328
Oktober2006_def V2.indd 84
23-10-2006 11:05:45
85
Technische Aardwetenschappen:
Petroleum Engineering and Geosciences
1005
Trapping Sequence Determination in Deep-bed
Filtration using Colored Particles during Produced
Water Reinjection
PWRI, reinjecting of produced water into the
particles both with the eye and by using Image
producing reservoir or another layer, is regarded
Analysis with an RGB system and Q win software.
as the best alternative for the disposal of the large
amounts of water produced during oil production
The experimental work was carried out on the
from hydrocarbon reservoirs. But permeability
basis of 10 experiments consisting of pressure
damage may occur because of the presence of solid
measurements and the measurement of effluent
particles and oil droplets in the water produced,
concentration. Furthermore Image Analysis of
thus reducing the injectivity of the injection wells.
the used cores gives a better idea of internal and
This permeability damage may affect the formation
external filter cake build-up. The rate of deposition
into which injection takes place (internal filter cake)
and the effluent concentration samples are used to
or it may happen on the surface of the formation
identify different trapping processes in deep-bed
(external filter cake).
filtration. By switching color at critical moments
of start of filter cake formation in the experiment,
Experimental work using colored particles is
it was possible to identify when different trapping
presented to investigate the filtration phenomena
processes and the transition time occur which is the
that occur during the injection of produced water
time when an external filter cake starts building up.
into the porous medium. The object of this study
is to investigate the location and timing of the
The principal conclusions are that external filter
trapping of particles and to determine the sequence
cake is permeable and therefore does not stop
of particle trapping during the injection of water
particles flowing through. When injecting larger
containing small particles into a sandstone core. The
particles, thicker external filter cake and less
particular aim is to test the concept of the transition
internal damage were observed. In cases where
time, which is the time when an external filter cake
smaller particles are injected, thinner external filter
starts building on the surface of the porous medium
cake and deeper invasion were noticed. The use
or wellbore.
of a longer core length caused a faster decline in
normalized permeability with respect to the injected
To understand in detail the process of permeability
pore volumes. The pressure build-up is higher for
damage, a knowledge of the amount of deposited
longer cores and larger particle size.
particles along the core and at the outlet of the core
as a function of time is required. Therefore, colored
tracer particles are employed to investigate this
phenomenon.
Colored latex particles are used to simulate
the suspended solid particles normally found in
produced water when performing core flooding
experiments. Red, Green, Blue and Yellow latex
particles suspended in distilled water were injected
into Bentheim sandstone core samples in order to
collect the effluents and quantify the deposited
particles. The choice of different colors of latex
particles is made in order to follow the tracking
of particles and to visualize the deposition of the
Student:
B. Turekhanov
Supervisors:
Prof.dr. P.K. Currie
For further information please contact the secretary of the section Petroleum Engineering: (31) 15 2781328
Oktober2006_def V2.indd 85
23-10-2006 11:05:45
86
Oktober2006_def V2.indd 86
1005
23-10-2006 11:05:45
87
1005
Engineering Geology
Oktober2006_def V2.indd 87
23-10-2006 11:05:45
88
Technische Aardwetenschappen:
Engineering Geology
1005
Massive Flank Collapse at La Palma
Numerical slope stability models of the Cumbre
Vieja Volcano
In 1999 Mr. Ward and Mr. Day launched a scientific
In conclusion two mechanisms -dyke intrusion
article that discussed possible tsunami effects in
and future growth- bring the volcano dangerously
the USA as a result of massive flank collapse of the
close to a failure situation. However, it is important
Cumbre Vieja volcano at La Palma. One problem
to note that this only occurs under the input of
of their hypothesis is that the slope instability has
very conservative parameters and in a 2D model
not been investigated in a quantitative way. The
situation where friction of the sidewalls of the
research question therefore aims to partially solve
landslide mass is not taken into account. Additional
this problem: Under what boundary conditions could
mechanisms, like pore pressures occurring inside
the Western flank of the Cumbre Vieja volcano start
the PCS, may further enhance instability and should
sliding and at what recurrent times would such
be investigated in further research.
mass movement occur? Methodology concentrates
Disregarding the uninvestigated mechanisms in
on integrally modeling of three model attributes
the volcano, the results indicate that overall flank
-geometry, material and processes- in a FEM
failure at least requires a combination of thoroughly
computer model.
weakened rock- and soilmass and steeper flanks
The table below shows the modeling results:
than in the current configuration. This supplements
calculated Factors of Safety for various worst
the conclusion: To reach substantial growth over the
case scenarios. ‘PCS’ stands for Post Collapse
full width of the landslide mass necessary to trigger
Sequence; a plane of weakness below the volcano.
failure, a time span in the order 10 4 years will be
Magmastatic dyke pressure at the back of the
required.
possible slide volume with magma infill and excess
pore pressures due to the heating of pore water
resulted in vertical failure mechanisms rather than
lateral flank collapses. This is true if the pore
pressures are limited to the rift zone of the volcano.
Calculated Factors of Safety for various scenarios in
a most dangerous volcanic cross section
Student:
J.M.C. van Berlo
Supervisors:
Prof.dr. J.D. Nieuwenhuis, mw. Dr. D.J.M. Ngan-Tillard
For further information please contact the secretary of the section Engineering Geology: (31) 15 2781328
Oktober2006_def V2.indd 88
23-10-2006 11:05:45
89
Technische Aardwetenschappen:
Engineering Geology
1005
The accuracy of the interpretation of CPT-based
soil classification methods for soft soils.
In the Netherlands, CPT’s are the main source of
For soil classification purposes, data can be
information about the shallow subsurface. CPT
assessed and processed in several ways:
data is used to schematize the subsurface and
- The use of either of the two NEN 5140 based
derive geotechnical parameters using empirical
definitions of R f yields the same results
relationships. CPT-based soil classification is
- Averaging of CPT parameters over a small window
largely based on rules, experience, and the
in combination with removal of data around layer
correlation of CPT data with borehole data to help
boundaries does not yield better results.
identify different layers. A typical problem, which
occurs in Dutch geotechnical practice, is that
physically distinct soft soil types cannot always be
- Variability can significantly be decreased by taking
averages over 10 cm intervals
- Taking the average CPT parameters over the whole
distinguished in the CPT’s.
layer or over the middle 30 cm of a more thick
The accuracy of several common CPT-based soil
layer yield slightly better results than considering
classification methods (Begemann (1982), 3 type,
all data points.
CUR, Robertson and Campanella (1986), Robertson
- By adapting the soil classification methods to
(1990), and Dutch Practice Methods 1, 2, and 3))
allow for all positive cone resistance values and
is assessed for soft soils (peat and clay). This
all friction ratio values smaller than 20%, peat is
assessment is based upon data from the 10 km long
classified correctly more often. On average, the
section Sliedrecht-Gorinchem of the Betuwe Route
peat success rate increases from 27 to 31%.
railroad track where the shallow subsurface consists
of Holocene deposits that overly Pleistocene sand.
On average, peat and clay were classified correctly
CPT parameters (q c , f s, R f ) that were obtained from
76 borehole-CPT combinations were used as input
in 30% and 50% of the cases, respectively. When
for the assessments. The boundaries as indicated
of the data is classified correctly. The 3 type and
on the borehole logs were considered being true.
(more detailed) Robertson (1990) rules provide the
Hence, by assessing the corresponding CPT traces,
best classification results. For peat, the 3 type and
the classification methods could be assessed.
Robertson (1990) success rates are about 60% and
the peat and clay layers were combined, about 40%
30-40%, respectively. For clay, their success rates
Soft clay and peat CPT parameters are of the same
are 65% and about 75%, respectively. The success
order of magnitude as the maximum allowable
rates for all peat and clay data points are 50-60%
measuring inaccuracies. Hence, because of
(Robertson 1990) and around 60% (3 type). If CPT-
these possible inaccuracies, much variation in
based classification methods are used, correlation
soil classification can occur. Only class 1 type
of the CPT data with borehole data should be
CPT’s, which cannot be achieved in current Dutch
performed.
geotechnical practice, would give a reasonable soil
classification when the possible error is taken into
account.
Student:
J. Mollé
Supervisors:
mw. Dr.ir. D.J.M. Ngan-Tillard
For further information please contact the secretary of the section Engineering Geology: (31) 15 2781328
Oktober2006_def V2.indd 89
23-10-2006 11:05:46
90
Technische Aardwetenschappen:
Engineering Geology
1005
Swelling and shrinkage characteristics of soils in
the northern Netherlands and Restrained clay ring
shrinkage
Damage to residential structures in the northern
Further research in the thesis involves the
Netherlands raised question on what was the
investigation of restrained shrinkage of circular clay
cause. Besides the possibility of subsidence
samples. This restrained testing was performed with
due to natural gas extraction, compaction of
the goal of observing macro and micro-level failure
the subsurface by lowering of the groundwater
phenomena. For this purpose a new device was
level and peat oxidation, also swelling/shrinking
developed, which can make smooth symmetrical
soils might have been responsible for cracking
samples usable in an Environmental Electron
observed. This research investigates a number of
Scanning Microscope (ESEM). The observations
sampling locations in the northern Netherlands
included failure mechanisms, volume changes and
on the swelling and shrinkage characteristics
various macro-level scale features. A trail was
of the subsurface. The investigated sites are all
made in using Digital Image Analysis (DIA) on the
situated in Holocene clay-rich soils. Extensive
obtained macro and micro-level failures.
research of various basic soil properties did not
reveal significant swelling or shrinking capabilities
of the investigated soils. This was confirmed
by compositional analysis with the aid of XRD
equipment. Swelling minerals proved to be present,
but reduced in their activity due to intercalated
low swelling minerals and internal bonding. Onedimensional swelling tests generally did not reveal
significant swelling pressures or swelling magnitudes
either, and confirmed the earlier findings. However,
occasionally thin layers of soil did reveal swelling
pressures higher than the overburden pressure.
These XRD and one-dimensional swell test were
found not to be in agreement with the results
of several swelling potential classification and
estimation systems. Existing empirical systems
were found not to be valid for Dutch soils due to
calibration on artificially made or highly swelling
natural soils.
Student:
M. Zandbergen
Supervisors:
Prof.dr.ir. F. Molenkamp, mw. Dr.ir. D.J.M. Ngan-Tillard
For further information please contact the secretary of the section Engineering Geology: (31) 15 2781328
Oktober2006_def V2.indd 90
23-10-2006 11:05:46
1005
91
Samenvattingen Offshore Engineering
Oktober2006_def V2.indd 91
23-10-2006 11:05:46
92
Offshore Engineering
1005
Motion compensated float-over installation with
the use of the Ampelmann
Offshore oil and gas platforms are most commonly
will therefore not be transferred on the substructure
installed using a heavy lift vessel. The topside of the
and the design of the substructure can therefore
platform is lifted from a barge or installation vessel
be simplified. The objective of this thesis report
and installed onto the preinstalled substructure.
is to determine if motions compensated float-
The installation of integrated topsides is restricted
over installation with the use of the Ampelmann is
due to the maximum lifting capacity and availability
technically and financially feasible.
at certain geographical locations of the heavy lift
vessels. Installation of topsides in separate modules
Supporting the topside on multiple Ampelmann
relaxes the requirements, but the hook-up and
systems each consisting of 6 hydraulic cylinders
commissioning time offshore increase resulting in
showed a relatively high power requirement. By
higher cost particularly in remote areas such as
adding a seventh central pneumatic cylinder a
West-Africa.
hybrid Ampelmann platform is created showing
the same performance, but with a lower power
An alternative to the use of heavy lift vessels is
requirement. By combining these hybrid Ampelmann
installation of the topside using the float-over
platforms with independent passive systems a total
method. With this installation method the topside
power reduction of 95 % can be obtained.
is placed on a barge or installation vessel and
positioned in between the preinstalled legs of
The topside not moving with the vessel has an
the substructure. The vessel is then ballasted
influence on the motions of the vessel. The loss
until the load of the topside is transferred on the
of the mass moment of inertia of the topside has
substructure. The installation is restricted due to the
as a result that the Eigen frequency of the vessel
maximum allowable wave induced motions of the
changes and the motions of the vessel therefore
installation vessel and thus motions of the topside.
increased. This increase having a negative effect
Furthermore, the forces acting on the substructure
on the power requirements, but total power
during installation are significantly higher then
requirements proved to be feasible. The required
forces acting on the substructure during operational
dimensions and specifications of the hybrid
life time. The substructure is therefore designed to
Ampelmann systems and independent passive
withstand these relatively high installation forces.
systems proved that motion compensated floatover installation with the use of the Ampelmann
technically feasible is.
The cost of the Ampelmann system and independent
passive system combined is estimated to be
approximately equal to cost of conventional
By supporting the topside on multiple Ampelmann
systems. However the Ampelmann systems will have
systems the motions of the installation vessel
two secondary financial benefits due to the increase
can be compensated resulting in the topside
of the weather window for installation and the
remaining still relative to the fixed world. The
simplification of the design of the substructure of
topside remaining still has as an advantage that the
the offshore platform.
weather window for installation can be increased.
Furthermore, as the topside is being installed the
vessel can move free under the topside. This has
as an advantage that all forces acting on the vessel
Student:
F.W.B. Gerner
Sponsor:
Heerema
Committee:
prof.ir. J. Meek, ir. G.H.G. Lagers, dr. ir. J. van der Tempel, ir. D. Cerda Salzmann, ir. H.
Boonstra, ir. R. Zoontjes, ir. H. de Groot
Voor informatie kunt u contact opnemen met de afstudeerrichting, tel. 015 2789445
Oktober2006_def V2.indd 92
23-10-2006 11:05:46
93
Offshore Engineering
1005
Simulation of ship motions and probalistic design
of Ampelmann platforms
Offshore structures have to be operated and
to develop a tool that gives an estimation of the
maintained, requiring people, parts and equipment
probability that an Ampelmann platform cannot
to be transferred from shore to these structures.
compensate certain extreme ship motions during
A solution for transferring people and parts from
operation.
a moving ship to a fixed offshore structure is
provided with the Ampelmann. The Ampelmann is
The tool is built in such a way, that most input
a ship-mounted platform supported by 6 hydraulic
parameters are variable and free to choose: the
cylinders that compensates wave-induced ship
duration of operation, the ship, the sea state, the
motions. The result is a platform that is stationary
position of the platform on deck, the wave model,
with respect to fixed offshore structures, providing
the main wave direction and the directional wave
safe and easy access to these structures.
spreading model. The simulation tool randomly
generates a short-crested sea, modeled with the
In general, higher waves result in larger ship
random-amplitude/phase model; it can be seen
motions. Wave heights cannot be predicted exactly,
as a summation of a large number of independent
because of their random character. However, a sea
harmonic wave components, each with their own
state can be described with a statistical model,
frequency, amplitude, random phase angle and
making it possible to estimate characteristics like
direction. Response characteristics of the ship
the average wave height or the distribution of
are obtained using a strip-theory program. The
maximum wave heights. Due to a direct relation
frequency domain information is converted into
between the waves and the response of a ship, ship
the time domain, resulting in time series of ship
motions have a random character as well.
motions; it is possible to obtain time series of
positions, velocities and accelerations.
The probabilistics of ship motions is directly
related to the wave probabilistics. This results in
a Multivariate Normal Distribution to describe the
correlated, simultaneous ship motions. With this
Because of this random character of ship motions,
model, a vast amount of random ship motions can
the design of an Ampelmann platform requires a
be generated quickly, from which the distribution
probabilistic design approach. It is practically and
of extreme ship motions can be obtained. The 6-
financially not feasible to design a platform that can
dimensional, simultaneous ship motions result in 6
compensate 100% of the ship motions. Therefore,
one-dimensional cylinder motions of the Ampelmann
certain residual motions of the platform have to be
platform. It is demonstrated that these cylinder
accepted. It is desirable to know what the order
motions approach a Normal distribution. With a
of magnitude of these residual motions is and the
theory of Rice, a distribution function is derived for
probability that they occur during an Ampelmann
the maximum cylinder strokes. The probability that
operation.
the platform cannot compensate certain extreme
motions is now reduced to one expression.
The first objective of this thesis is to design and
build a tool that simulates ship motions of a ship
in a short-crested sea, in order to determine the
motions that have to be compensated by the
Ampelmann platform. The second objective is
Student:
A.J. Göbel
Sponsor:
Smit International
Committee:
prof.dr.ir. J.A. Pinkster, ir. G.H.G. Lagers, dr.ir. P.H.A.J.M. van Gelder, dr.ir. J. van der
Tempel, ir. D.J. Cerda Salzmann, ir. P. Kortekaas
Voor informatie over het afstudeerverslag kunt u contact opnemen met de afstudeerrichting, tel. 015 2789445
Oktober2006_def V2.indd 93
23-10-2006 11:05:47
94
Offshore Engineering
1005
Safety and Reliability of Partly Jacked Vessels
Partly jacked vessels are typically used for
installation of offshore wind farms. The vessels are
only used in the North Sea during mild weather
conditions in the summer. When afloat, a partly
jacked vessel has the behaviour of vessel, when
stabilized by the legs, the vessel resembles a
jack-up. However, a jack-up is during installations
completely lifted out of the water whereas a partly
The risk assessment concerning this aspect shows
jacked vessel remains with the hull in the water.
that the most critical situation occurs when one
Main benefits of these vessels are;
or more legs remain stuck in the seabed when leg
• the ability of fast relocations, due to the ship
retrieval is required. The different factors which
shape
play a role by leg retrieval are investigated in more
• a stable working platform compared to vessels
detail. The factors are:
• a light and cheap jacking system, compared to
• Leg pull-out force, as function of soil properties
and footing size
jack-ups.
• Jacking system
The main disadvantage, compared to jack-ups, is
• Vessel stability
the higher wave loads as the hull is exposed to the
• Leg properties
waves. Therefore the vessel has to avoid being
partly jacked in adverse weather conditions. The
The investigations show that when the vessel is
survival mode of the vessel is floating.
installed on clay problems might occur with the leg
retrieval. Several improvements are suggested to
The partly jacked vessels are relatively new to the
improve the safety of the partly jacked vessel.
offshore industry and no rules or regulations are
available yet. The safety and reliability of these
With these improvements, the safety of the vessel
vessels is an area of concern. The overall objective
improves from one damage situation every 10
of the thesis work is to give a clear insight into the
years to one damage situation every 30 years when
safety and reliability of partly jacked vessels. With
operating on clay.
the recommendations the design and safety of new
vessels can be improved.
The report has focused mainly on the emergency
retrieval of the legs where the jacked up vessel
has to depart because weather conditions are
approaching which exceed the operational limits.
This appeared to be the most critical aspect to
investigate and most promising to improve from a
technical and commercial point of view.
Student:
P.A. van der Graaf
Sponsor:
GustoMSC
Committee:
prof.ir. J. Meek, ir. G.H.G. Lagers, prof. ir. A.C.W.M. Vrouwenvelder, ir. E. Gooijer
Voor informatie over het afstudeerverslag kunt u contact opnemen met de afstudeerrichting, tel. 015 2789445
Oktober2006_def V2.indd 94
23-10-2006 11:05:47
95
Offshore Engineering
1005
Calibration of SQM model tests
Offshore transhipment of LNG at the present state
The thesis deals with the calibration of coefficients
of the art requires side-by-side mooring of carrier
of a numerical model describing the behaviour of
and terminal, in order to enable use of standard
a Soft Quay Mooring (SQM) and Liquified Natural
cryogenic loading arms. However, side-by-side
Gas Carrier (LNGC) assembly against scale model
mooring places severe limitations on weather,
tests with the same bodies. To this end, a step by
in particular wave conditions, in which two large
step procedure is followed, first comparing static
floaters can remain moored-up to each other.
behaviour, then motion decay tests and finally
In order to improve this situation, SBM Inc has
motion patterns in waves. The study goal was to
designed the Soft Quay Mooring (SQM) system.
achieve an agreement between model tested and
This provides safety by distance and should permit
calculated responses to within 15% deviation in
berthing in much higher seastates compared to
terms of mean values and standard deviations.
standard side-by-side mooring.
This indeed has been achieved for the motions
surge, heave and pitch. Agreement is not as good
for sway, roll and in particular for yaw owing to
the complexity in predicting the horizontal lateral
motions of two hydrodynamically and structually
coupled side-by-side vessels.
In the search for causes of differences between the
numerical and the physical models, a comparison
was made between drift load transfer functions
obtained with the near field, far field methods
and the recently developped middle field method.
The middle-field method proposed by Bureau
Veritas shows better convergence than the nearfield method at frequencies above 0.5 radian/sec.
An interesting aspect of the study is the reverse
calculation of sway forces, based on the observed
sway motion behaviour and resulting in a transverse
wave spectrum. This approach has reinforced
the suspicion that transverse standing waves are
present in the model basin.
The thesis concludes with a number of
recommendations which appear to be very relevant
for the sponsor SBM.
Student:
N.P. Haakman
Sponsor:
SBM Inc
Committee:
prof.dr.ir. J.A. Pinkster , prof.ir. J. Meek, ir. G.H.G. Lagers, dr. M. Naciri,
J.R. Fournier MSc
Voor informatie over het afstudeerverslag kunt u contact opnemen met de afstudeerrichting tel. 015 2789445
Oktober2006_def V2.indd 95
23-10-2006 11:05:48
96
Offshore Engineering
1005
Cryogenic Floating Hoses for Liquefied Natural Gas
Transfer
Gas can be liquefied when it is cooled down to -163
Next, two concepts for the support structures were
degrees Celsius (Liquefied Natural Gas, LNG). The
simulated and compared (pipe and gutter concept).
advantage on this liquefaction is the decrease of
The gutter concept has operational advantages
specific volume of the gas. This makes shipping of
above the pipe concept, because it is easier and
liquefied gas economical over large distances.
faster to install.
LNG carriers enter harbors to be (off-) loaded with
LNG. Safety of the environment and inhabited areas
The pipe concept was subjected to a sensitivity
together with high operational costs (dredging and
analysis of different connection stiffness (a hinge
marine facilities) are reasons to move the terminals
compared to a clamp). The different connection
offshore. However, new technologies are needed
systems influence the first hose part only.
for offshore LNG transfer. Flexible floating hoses
The influence of the drag coefficients (axial and
for LNG transfer can be a solution. This idea has
normal) was also investigated via simulations with
originated from the oil industry where floating hoses
different values. It appeared that the maximum
are used for offshore oil transfer.
effective tension in the hose increases when the
drag coefficients decrease. Larger wave influences
The objective of this thesis was to acquire insight in
cause snatching of the hoses. This snatching
the behavior of flexible floating hoses between an
enlarges the effective tension in the hose.
offshore terminal and an LNG vessel. This insight
On the other hand, larger drag coefficients provide
is obtained via model tests of floating hoses and
more damping in the hose due to larger current
simulations with numerical models. Furthermore,
influences (and thus less snatching).
concepts to reduce the manifold loads have been
investigated.
Two model tests have been examined for the
behavior of floating hoses. Subsequently, a
numerical model of the floating hoses, a terminal
and a vessel has been built in a software program.
Then, the causes of the loads in the hose (waves,
current, wind and ship) were separately analyzed to
determine how much the hose is affected by them.
It appears that the waves have the largest effect
on the relative load change in the hose. Currents
determine the main heading of the hose if they
are not too small. The wind has negligibly small
influence on the hose due to the small aerodynamic
drag area.
The loads in the hose induced by the LNG carrier
are damped in the water. These loads are only
found in the first few meters of the hose.
Student:
T. Klieverik
Sponsor:
SBM
Committee:
Prof. ir. J. Meek, Ir. G.H.G. Lagers, Ir. H. Boonstra, Ing. C.A.C. van der Valk, Ing. L. Poldervaart
Voor informatie over het afstudeerverslag kunt u contact opnemen met de afstudeerrichting, tel. 015 2789445
Oktober2006_def V2.indd 96
23-10-2006 11:05:48
97
Offshore Engineering
1005
Numerical approach for predicting heave motion
coefficients for a Tophat Design
A Tophat is a newly developed floating offshore
To asses the influences of several numerical
platform, characterised by a circular- buoy type
aspects, such as the turbulence model and grid
shape and a skirt at keel level. From model tests
density a set of comparative calculations are
performed to investigate the motion characteristics
performed. After comparing these results four series
of such a Tophat it came apparent that the damping
with a total of 21 different models are calculated in
coefficients were under-predicted by conventional
order to gain insight in the influence of the shape of
potential flow methods. Also discovered during the
the skirt. The four different series are:
model tests was that the use of perforations in the
• one with different column-skirt diameter ratios,
skirt resulted in a considerable increase in damping
• one with different skirt thicknesses,
coefficients. This increase was also not found by
• one with one opening in the skirt and
conventional prediction methods.
• one with two openings in the skirt.
The results of these calculations are compared to
To come to a better understanding of the motion
each other, results from the potential flow solver
characteristics with regard to the shape of the skirt
and model tests.
CFD (computational fluid dynamics) is used. In order
to come to a practical and manageable numerical
The influence of the column-skirt diameter ratio
model to perform multiple calculations for different
revealed a decrease in the linear damping at the
skirt shapes, periods and amplitudes, several
natural frequency. The quadratic damping however
simplifications were required. This resulted in a
showed a more or less linear increase. From the
two dimensional axi-symmetrical model for which
skirt thickness calculations can be concluded
only the heave motion coefficients are determined.
that only a strong increase in damping occurs at
To model the effects of perforations in the skirt,
very thin skirts. The calculations performed with
the two dimensional representation of the skirt is
openings showed for both a single opening and two
provided with an opening.
openings an optimum in quadratic damping between
a porosity of 7% and 15%. The quadratic damping
The final numerical model characterises itself
is then about 80% larger compared to the solid
by using the RNG k-ε turbulence model and a
skirt. The linear damping also showed a significant
two phase fluid domain which is build-up from
increase, of about 50% compared to the solid skirt.
approximately 30.000 elements.
Student:
A. de Leeuw
Sponsor:
Marine Structure Consultants
Committee:
prof.dr.ir. J.A. Pinkster, prof.ir. J. Meek, ir. G.H.G. Lagers, dr.ir. M.J.B.M. Pourquie, ir. R. van Rossum
Voor informatie over het afstudeerverslag kunt u contact opnemen met de afstudeerrichting, tel. 015 2789445
Oktober2006_def V2.indd 97
23-10-2006 11:05:48
98
Offshore Engineering
1005
Ships going semi?
Nowadays, floating drilling is largely done by means
The Excel model did not predict the motion behavior
of two basic concepts, namely Semi-Submersibles
very precise, because mass, added mass, damping
(Semi’s) and drill ships. The main disadvantage of
coefficient, spring coefficient and the wave exciting
using a ship is for its hydrodynamic behavior and in
forces of the combined motion were found by
particular the heave motion. This motion has a large
simply adding the separate terms of the ship and
impact on the drilling operation. The development
heave plate. The predicted RAO was very different
of Semi’s was driven by the desire to create a better
with the one that was obtained with DELFRAC.
hydrodynamic behavior for drilling operations. This
All the terms, added mass, damping coefficient
was achieved, but at the expense of the transit
and spring coefficient, were reviewed to check for
speed, building costs and more importantly the
possible errors and only the spring coefficient was
payload. The design problem of floating drilling is
entirely correct. The added mass and the damping
essentially a tradeoff of a high payload; the ships
coefficient were corrected but even with these
on the one hand and a good hydrodynamic behavior
values the predicted motion differs too much with
thus Semi’s on the other. The goal of this research is:
DELFRAC. The motion is driven by the wave exciting
force. The magnitude of this force is directly
“To create a better solution for the tradeoff between
dependent on its phase angle. This phase angle is
the hydrodynamic behavior and the payload of a
very sensitive and has to be predicted with a high
floating drilling unit”
level of accuracy. This level of accuracy cannot be
reached using the prediction method used in the
This is done using the SoS concept as a starting
Excel prediction.
point. This concept consisted out of two alterations;
an addition of a heave plate and a waterline gap.
A trial and error method was used to obtain the
To predict the motions of a ship with a heave plate
optimal length location for a heave plate for heave
and a waterline gap DELFRAC was used. The first
in head waves. This motion behavior was compared
investigation of these two alterations combined
with the original ship using a spectral analysis on
did not yield the desired result. Therefore, it
limiting conditions. It showed that the pitch motion
was decided that the two alterations would be
was the limiting motion instead of the heave motion.
separated. The focus would lie on the heave plate.
For both the heave and the pitch motion, the
addition of a heave plate was not beneficial.
DELFRAC does not have an optimization routine
The conclusion is that the addition of a heave plate
in its code. To bypass this shortcoming an Excel
is not beneficial in respect to the motion behavior of
model was made to use the separate numerical
a drill ship.
output of DELFRAC from a ship and a heave plate
A side note has to be made the motion behavior of
to make a combined motion prediction. To validate
the vessel did improve with beam waves, but this
this approach a comparison was made between the
was not further investigated.
predicted Excel motion and the DELFRAC motion.
Student:
D.A. Manschot
Sponsor:
Sea of Solutions
Committee:
prof.dr.ir. J.A. Pinkster, dr.ir. D.J. Jansen, ir. G.H.G. Lagers, ir. J. Lusthof
Voor informatie over het afstudeerverslag kunt u contact opnemen met de afstudeerrichting, tel. 015 2789445
Oktober2006_def V2.indd 98
23-10-2006 11:05:49
99
Offshore Engineering
1005
Environmental Load Calculations on Space Frame
Support Structures for Offshore Wind Turbines
The next step in offshore wind energy is deep
The development of the new program is based on
water, up to 50 meters. Where monopiles have
a fundamental study of the analysis of space frame
proven to be good concepts for shallow water
structures. In this analysis a Finite Element Model
founded, small sized wind turbines, deeper water
is used. SSWARC has been verified by comparison
conditions ask for stronger and stiffer support
to SESAM for predefined load cases and calculation
structures. Space frame structures, such as tripods
models.
and jackets are generally regarded as promising
The results of SSWARC compare well for certain
technical alternatives to monopiles.
applications but do not match consequently and
The complexity of the dynamic loading and response
precisely with those of SESAM. Still, with the
of wind turbines require the use of accurate
adapted software up and running, the thesis work
computer calculations. Since existing software
has been of great help to Garrad Hassan.
for offshore windturbines design can only handle
monopiles, new software is required. Garrad
Hassan, the developer of the wind turbine analysis
program ‘GH Bladed’, has decided to adapt their
software for this purpose. For verification of this
new package results need to be compared with
those of renowned software, which is not available
at Garrad Hassan.
The subject of this thesis was to develop new
software to provide Garrad Hassan with a means for
verification, and free them from the need to obtain
a licence and training for other software. The new
software has been named SSWARC which stands for
“Support Structure Wave Response Calculator”.
Student:
A.H. van der Pol
Sponsor:
Garrad Hassan
Committee:
prof.ir. J. Meek, ir. G.H.G. Lagers, ir. M.B. Zaaijer, ir. D.J. Cerda Salzmann, dr. T. Camp
Voor informatie over het afstudeerverslag kunt u contact opnemen met de afstudeerrichting, tel. 015 2789445
Oktober2006_def V2.indd 99
23-10-2006 11:05:49
100
Offshore Engineering
1005
Deep water riser concepts offshore Angola
A key element of a Floating offshore production
The HRT is a freestanding riser decoupled from
system is the production riser. The riser is designed
the moving floating platform and consisting of a
to transport hydrocarbons between the seabed and
tower base (including foundation), a riser bundle,
the production platform and vice versa. Increasing
a buoyancy can and flexible pipelines (jumpers)
water depths have gradually led to changes in
connecting the top of the tower with the floating
requirements for the design of the risers. Specific
platform. The buoyancy can is located at a certain
deep water risers have recently been developed to
level below the sea surface in order to reduce
meet the changed requirements. Three relatively
the influence of the waves. The buoyancy can
new designs are the Steel Catenary Riser, the Hybrid
provides tension in the vertical riser bundle.
Riser Tower and the Tension Leg Riser. The focus
Static and dynamic analyses have been carried
of the thesis study was on the Hybrid Riser Tower
out for establishing the dimensions of the main
(HRT) with the emphasis on the in-situ situation.
components. Subsequently a cost comparison could
be made with alternative riser designs.
It has been found that in procurement, the HRT
is more expensive than the Steel Catenary Riser
and the Tension Leg Riser, but taking into account
installation costs and scheduling flexibility, the HRT
is a competitive solution for certain applications.
Water depth is an important parameter, but not a
factor limiting the feasibility of the HRT.
Student:
S. van der Puttem
Sponsor:
Heerema Marine Contractors
Committee:
prof.ir. J. Meek, ir. G.H.G. Lagers, dr. P. Liu, ir. P. Salomé
Voor informatie over het afstudeerverslag kunt u contact opnemen met de afstudeerrichting, tel. 015 2789445
Oktober2006_def V2.indd 100
23-10-2006 11:05:49
Offshore Engineering
1005
101
LNG export and shipping in Arctic seas – a new
way of LNG shipping in Arctic seas
Many oil companies consider the Arctic region as
Several alternatives have been analyzed and the
one of the last frontiers for petroleum exploration
hover barge concept was selected. Extensive study
and production. The Arctic conditions pose a
and design have been done to work out the LNG
number of challenges for the development and
hover barge (named Rainbow I) concept. Main
export of hydrocarbons in these areas; chief among
issues that have been studied include:
them is the ice-covered sea during most of the year.
• Determination of principal dimensions
• Power estimation
This study focuses on the LNG export plant and its
• Layout and subsystem selection
shipping in the Arctic areas.
• Global structure design
• Initial structural strength and stability check
Research and benchmarking of existing hover
barges and structural calculations have shown
that the LNG Hover Barge concept is a technically
The objectives are to:
available, structurally feasible and economically
• Obtain a further insight in LNG export and
comparable alternative to the conventional way of
shipping in the Arctic areas;
LNG shipping (i.e. by LNG Carriers) in the Arctic
• Identify the most critical conditions/operations
areas for the case study considered.
along the LNG export and shipping chain;
• Zoom in on the most critical issue and seek for
practical improvements / solutions / alternatives.
The freight cost for Arctic LNG shipping on average
was almost twice as high as in a normal LNG project
and this cost is considered unacceptable from a
project point of view. Therefore LNG shipping in
the Arctic areas is selected as the focus. The LNG
carriers, being the most expensive item in LNG
shipping, are identified as the most critical issue
because they have not been used in the Arctic areas
before.
Student:
Y. Shu
Sponsor:
Shell Global Solutions
Committee:
prof.ir. J. Meek, prof.dr.ir. J.A. Pinkster, ir. G.H.G. Lagers, ir. H. Boonstra, M. Said, BSc
M.B.A., ir. E. van Haaften, ir. J. de Waal
Voor informatie over het afstudeerverslag kunt u contact opnemen met de afstudeerrichting, tel. 015 2789445
Oktober2006_def V2.indd 101
23-10-2006 11:05:49
102
Offshore Engineering
1005
Operability of a floating LNG Terminal Development of a new approach and berthing
concept for an exposed location
The environmental conditions in harbour
environments are benign. Offshore terminals are
situated in more exposed conditions. The open sea
provides no protection from waves, current and
wind. Nevertheless, due to onshore restrictions
such as safety requirements and permitting, the
industry is interested in offshore terminals for the
transshipment of LNG. The objective of this study is
therefore twofold; To improve berthing operations
The operating limits were determined and assessed
in exposed environmental conditions and develop a
with the use of three software tools. The Marin
new berthing concept, not limited by conventional
tool Shuttle, the Alkyon tool ShipNavigator and
tug use and to quantify the increased operating
the DMC tool DTA. The combination of these three
limits of FSRU’s with these improved berthing
tools proved to be effective and enables a concept
operations.
developer to quickly assess a new concept on three
different levels of detail. Per component (Shuttle:
The study focused on a floating turret-moored
lines, tugs, vessels, mooring), per operation
terminal (weathervaning) and a generic LNG Carrier
(ShipNavigator: approach, berth, moored condition)
and resulted in the Terminal Towing Line concept,
or per year/lifetime (DTA: theoretical uptime) results
which simplifies the operations while using known
can be produced.
technology. It avoids the requirement for Push-Pull
operations by the tugs.
For a base case in the Gulf of Mexico a 10 percent
increase of operability could be concluded,
In order to determine the operating limits of the
confirming this project to be interesting for further
new concept and achieve an improved operability
research.
the concept analysis was separated in three building
blocks:
Line and Motions analysis to determine the specific
operating limits of the critical components of the
approach and berthing operation.
Maneuvering analysis to assess the line and motions
analysis and to implement experience and a
practical maneuvering simulation in the results.
Downtime analysis to quantify the effect of the new
operating limits on weather downtime of a floating
terminal.
Student:
J. Wolff
Sponsor:
Shell Global Solutions
Committee:
prof.dr.ir. J.A. Pinkster, prof.ir. J. Meek, ir. G.H.G. Lagers, M. Said BSc M.B.A., ir. E. van Haaften
Voor informatie over het afstudeerverslag kunt u contact opnemen met de afstudeerrichting, tel. 015 2789445
Oktober2006_def V2.indd 102
23-10-2006 11:05:50
103
Offshore Engineering
1005
Implementing a frequency domain approach for
the fatigue analysis of offshore wind turbine
support structures
The global community has an increasing demand for
transfer functions with the load spectra of wind and
energy to fuel its economic activities. At the same
waves the response spectra are obtained using a
time there is a growing trend towards sustainable,
spreadsheet program. These response spectra are
low emission energy sources. One of the most
subsequently used to determine the fatigue damage
obvious sources is wind energy. While onshore wind
for a certain location on the support structure.
turbines have become commonplace, wind energy
has moved offshore only recently. It is the novelty
of putting a wind turbine out at sea that makes
the design process a whole new exercise when
compared to onshore wind farm developments. The
complex interaction of the soil, the structure and
wind and wave loads makes it a challenging field of
engineering.
An important aspect of the design process is the
fatigue assessment. The current industry standard
for the fatigue assessment of offshore wind turbines
is the time domain approach. In order to optimize
During the development of the design tool it was
the design with respect to fatigue, the fatigue
found that the finite element program used was not
analysis has to be performed a number of times.
adequate for determining the wave loads. However,
This is a very time consuming method, which
once the transfer functions are determined
furthermore gives little insight in the processes
correctly, the design tool can be used to determine
involved in the fatigue of an offshore wind turbine.
the fatigue easily and quickly. It is difficult to assess
A frequency domain approach has been developed
the magnitude of the aerodynamic damping. This
at Delft University of Technology that can be
makes it difficult to give an exact figure for the
performed in a short period of time and provides
fatigue damage, but by taking upper and lower
insight in the behaviour of offshore wind turbine
limits for the aerodynamic damping a good estimate
with respect to fatigue. The objective of this thesis
can be made for the fatigue damage. Furthermore,
was to develop a design tool that can be used to
the tool can be used to gain insight in the behaviour
perform a fatigue analysis in the frequency domain.
of the structure with respect to fatigue. The tool
may be particularly valuable in the preliminary
Using a finite element program transfer functions
design phase. It is highly recommended that the
giving the bending stress as a result of both
design tool be further developed.
wind and wave loads can be determined for the
support structure. A transfer function giving the
horizontal load on the turbine as a function of
the wind speed is determined with the help of a
turbine simulation program. Aerodynamic damping,
damping experiences by the structure due to
the motion of the turbine relative to the wind, is
incorporated by determining the transfer function
for different values of damping. By combining the
Student:
W.E. de Vries
Sponsor:
Infra Consult + Engineering
Committee:
prof.ir. J. Meek ir. G.H.G. Lagers ir. J. van der Tempel ir. D.J. Cerda Salzmann ir. M.B.
Zaaijer ir. F. Schuitemaker (IC + E)
Voor informatie over het afstudeerverslag kunt u contact opnemen met de afstudeerrichting, tel. 015 2789445
Oktober2006_def V2.indd 103
23-10-2006 11:05:50
104
Oktober2006_def V2.indd 104
1005
23-10-2006 11:05:50
105
1005
Samenvattingen van
het afgelopen jaar
Oktober2006_def V2.indd 105
23-10-2006 11:05:50
106
Samenvattingen afgelopen jaar
1005
Samenvatting afstudeeronderzoeken juni 2006
Samenvattingen Civiele Techniek
Structural engineering
Possible use of C-Fix in Porous Asphalt
Larch Round Wood and its applications
Student: R.N. Khedoe
Student: R. Schuch
Spoorvernieuwing in de London Underground
Adaptive Anticlastic Membrane Structures
Student: A.M.P. van Rossum
Prestressed by Edge Cables and Actuators
Student: P.C. Oltheten
Damping of vibrations in slender tubes of arch
bridges
Student: R. Gerbranda
Building Engineering
Gekromde Hoogbouw
Student: M. Wiersma
Lifespan enlargement of deck plates of movable
steel bridges
Optimizing future risk management at Fluor based
Student: M.C. Schrieks
on historical project data Background
Student: F.C.P. van Roij
Technische haalbaarheidsstudie van een ultra-hogesterkte betonnen boogbrug
Verhoging van de haalbaarheid van weginfrastruc-
Student: J. den Hollander
turele projecten door toepassing van een publiek
privaat samenwerkingsmodel
Connections Pile with Upper Structure for Concrete
Student: R.M. Schunck
Jetty Numerical analysis and design proposal
Student: W. Xia
Shaping the Virtual Wind Tunnel
Student: D.P.Snijders
Flexvloer – Onderzoek naar de constructieve aspecten van een nieuw vloersysteem
Construction of Prefab Concrete Shells
Student: H.G. Burggraaf
Student: M. van Roosbroeck
On Isogeometric Analysis for Crack Modelling
Kinetic Space Frames
Student: W.M. Swolfs
Student: P.A. van de Rotten
A Very Large Floating Container Terminal
Student: G.V.P. de Rooij
Hydraulic & Geotechnical Engineering
Smoothed Particle Hydrodynamics
Student: L. de Wit
Laser welded steel bridge decks
Student: H. Stam
Feasibility of IGW technology in offloading hoses
Student: S. Nooij
Haalbaarheidsonderzoek vervanging verslechterde houten brugdekken door middel van VVK
“3D numerical simulation of a harbour flow, applied
Brugdekken
to Waalhaven, Port of Rotterdam”.
Student: D. Leliveld
Student: H.H.Schonewille
Design of an integral bridge by FE modelling
Estimating Freak Wave Occurrence Probability in the
Student: J.E. Göttgens
Agulhas Current
Student: A.J. Lansen
Oktober2006_def V2.indd 106
23-10-2006 11:05:50
1005
Samenvattingen afgelopen jaar
Influence of a secondary channel on bed morpho-
Capacity study for the port of Buenos Aires,
logy and sediment distribution at a river bifurcation
Argentina
Student: J.J. de Nooijer
Student: R. Smits
Smart Nourishment of the Frisian Inlet
Dynamic Response of a Transatlantic Tunnel to a
Student: T.M. Kluyver
Hypersonic Train
107
Student: W. Verdouw
Sand Balance “Loswal Noord” - The Net Contribution
of “Loswal Noord” to the Sand Budget of the Dutch
Watermanagement
Coastal Foundation
Studie naar de bandbreedte van een Q(h)-relatie bij
Student: M. Slee
de koppeling tussen SOBEK en SIMGRO
Student: J. Hornschuh
Geomatrically open filters in breakwaters
Student: E.F. Uelman
The influence of compartmentalisation on flooding
in Central Holland
Vetiver grass as bank protection against vessel-
Student: E.P. de Bruine
induced loads
Student: D.J. Jaspers Focks
Suitability of natural tracers for determination of
runoff generation
Design of granular near-bed structures in waves and
A study in the Maisbich catchment (Luxembourg)
currents
Student: M. Jasperse
Student: J. van den Bos
Land Subsidence and Water Management in
Run-up Reduction through Vetiver grass
Shanghai
Student: A. Algera
A study into the reason, prevention methods and
future development of land subsidence in Shanghai.
Equilibrium and stability of a double inlet system
Student: Q. Wei
Student: R. Brouwer
Hergebruik van Afvalwater: Duurzame bron of onnoSiltation of Incheon Terminal basin and the
dig risico?
Approach Channel
Student: L. Meijer
Student: J.J.M. van der Lans
Substandard Supply Minutes in relation to risk
Uncertainty in the application of Bay Shape
management for water supply
Equations
Student: S.C.Alberga
Student: R. Lausman
Development of Indirect Potable Reuse in impacted
Verbetering Zeetoegang IJmuiden: Systeem met
areas of the United States
keersluis, open tijdens laagwater
Student: H.P. Jansen
Student: N. van der Zwan
Transport & planning
Stormvloedkering in de Westerschelde
Netwerkconcepten in Ruimtelijke Planning
Student: J.M. van der Meer
Student: M.C. van Breukelen
Door grond horizontaal belaste palen
Student: Is. Cherqaoui
Machine Learning en het voorspellen van de individuele schadekans
Student: C.P.J. van Hinsbergen
Oktober2006_def V2.indd 107
23-10-2006 11:05:51
108
Samenvattingen afgelopen jaar
1005
Openbaar Vervoer Paramaribo:
Phenomenological Modelling of Vortex-Induced
Een netwerk en lijnennet ontwerp
Vibrations of Deep-Water Risers
Student: S. Ferrier
Student: W. Hoogkamer
Verkeerscirculatieplan voor Hoek van Holland op
BOUW - Minimum wapening in gewapend betonnen
drukke stranddagen.
platen
Student: A. Meurs
Student: J. Keijnemans
Verkenning naar de toepasbaarheid van microsimu-
Bouw - IJmeerverbinding
latie bij beslissingsondersteuning
Student: R.L.J. Maes
Student: J.R. de Vos
Joint behaviour in microtunnelling processes
Samenvattingen Technische Aardwetenschappen
Student: Mohammed Abdelkarim Taher
Er waren deze bundel geen samenvattingen van
Technische Aardwetenschappen beschikbaar
Innovation of stress and damage reduction in bored
tunnels during construction,
Samenvattingen Offshore Engineering
Concrete LNG FPSO
based on a shield equilibrium model
Student: Q.C. de Rijke
Student: K. Loijen
Discontinuous Galerkin methods for elastoplasticity
Availability of a weathervaning LNG import import
Student: D. Romagosa Sanchez-Monge
terminal
Student: A. van der Pijl
Bouwtechniek en bouwproces
Hoogbouw op ‘Stapeldok’
Extension of pipelay capacity on Allseas’ Solitaire by
Student: M. Bahri
S-lift implementation
Student: M.Dikkers
De “Rotonde”
Student: J.M. Brouns
Samenvatting afstudeeronderzoeken maart 2006
Waardevol verleden...
Samenvattingen Civiele Techniek
Student: R. M. Burer
Mechanica, Materialen en Constructies
Koelkast of broeikas?
Voorontwerp en dynamische analyse van een hard-
Student: M.D. van Donselaar
houten tuibrug voor langzaam verkeer
Student: J.J.M. van der Asdonk
Deployable Structures based on Mechanisms in
Nature
BOUW - Software voor bepaling tuikabel-voorspan-
Student: W.L. Dumans
krachten
Student: P.A. Brongers
Constructief ontwerp van het nieuwe stadhuis van
Gouda
Bouw - Voorgespannen Spoorbrug in Hogere Sterkte
Student: T.E. de Graaff
Beton
Student: H.J. de Bruijn
Constructief glazen element
Student: J.F. van Heusden
Experimenteel onderzoek naar de RCM-methode
Student: S.M. van Dalen
Constructief Ontwerp ‘VandenEnde Musicaltheater’
Student: S.T. Kiefte
Oktober2006_def V2.indd 108
23-10-2006 11:05:51
1005
Samenvattingen afgelopen jaar
“Bridge to China”
Probabilistic analysis of typhoon induced hydraulic
Student: K.T. Lee
boundary conditions for Suo-nada Bay, Japan
109
Student: E.N. Klaver
Lightness in glass constructions
Student: J. Luttmer
Compensation Grouting Experiments in Sand
Student: R.M. Kleinlugtenbelt
De Haagsche Zwaan
Student: G.J. Roos
Humplike nourishing of the shoreface
Student: L. Koster
Een snel wegneembare overkapping van tentdoek
Student: N. Roovers
The Irrigation System as an Open System; Proyecto
Rio Dulce and the Rio Dulce Basin
Techniek in Mijnbouwkunde
Studen: C.N. Lieveld
Student: R. Sanders
Jetgrouten
Waterbouwkunde & Geotechniek
Student: R.M. Loeffen
Large-scale coherent structures in turbulent shallow
flows
Theoretical and Experimental study on the place-
Student: W. van Balen
ment of Xbloc
Student: E. ten Oever
The evaluation of piping at existing flood defence
constructions
Itapocú Inlet, Brazil
Student: A.J. Boer
Student: L.M. Perk
Erosion resistance of a grass top layer against wave
Planning and technical feasibility study deepwater
overtopping
port ‘Zona Portuaria Simon Bolivar’, Venezuela
Student: W. van den Bos
Student: S. van Poeteren
Klimaatverandering en Binnenvaart
Transverse slope effects on widely graded sediment
Student: C.G. Bosschieter
Student: P.E.M. Schoonen
Admittance policy tidal bound ships
Drifting Sea Ice
Student: R. Bouw
Student: T.J. Segboer
Side channels to improve navigability on the river
A probabilistic flood risk assessment and the impact
Waal
of compartmentation
Student: C.A.J. van Dam
Student: R.P.G.J. Theunissen
Design of a cooling water outfall system
Student: V.N. van Dijk
Watermanagement
Saturation in the New York City Watershed
Student: M.A. Borst
Nourishment Behaviour Delray Beach
Student: W.M. Hartog
Voorwaarden buitendijkse bebouwing langs rivieren
Student: L.A.C. van Genugten
Hydrological modelling for a micro hydro-power dam
in the Panato creek, Suriname
Student: T. Lieuw
Oktober2006_def V2.indd 109
23-10-2006 11:05:51
110
Samenvattingen afgelopen jaar
1005
Application of a semi-distributed hydrological model
An emf cell to measure thermodynamic properties of
based on the REW approach to the Collie River
the magnesium – salt flux – impurity system
Basin, Western Australia
Student: M. Goense
Student: E. Tromp
Modelling of Recycling Systems - Applied to Car
Model Predictive Control on Irrigation Canals; appli-
Recycling
cation of various internal models
Student: G.J. de Haan
Student: R.M.J. Wagemaker
Dynamic Interaction between Slag and Coke in the
”De provincie Zuid-Holland zit er warmpjes bij”
Blast Furnace
Student: B.G. van de Weerdhof
Student: A. Hoogervorst
Use of culverts in dikes in the floodplain
The prediction of dross formation and the contain-
Student: T. Wilms
ment of dross on an Industrial
Aluminium Recycling Plant
Estimating the influence of on-farm Conservation
Student: V.A. de Roode
Practices on the Water Balance,
Case of the Mzinyathini Catchment in Zimbabwe
Student: L. Woltering
Petroleum Engineering and Geosciences
Deposition of Colored Tracer Latex Particles in
Sandstone
Transport & Planning
Student: H. Bennaceur
Functionele eisen voor beweegbare bruggen
Student: C. Hofma
Sensitivity Study of Fracture Properties, Related to
the Production of Hydrocarbons
Financieel-economische haalbaarheid van ontwikke-
Student: M.W.N. van Galen
ling van meervoudig ruimtegebruik bij
railinfrastructuur in stedelijk gebied
Student: M. Kokshoorn
Engineering Geology
Numerical modelling of rock mass decay in road cuts 88
Student: W. Tegtmeier
Woonmilieus aan de Zuiderzeelijn
Student: H.N. Vuong
Samenvattingen Offshore Engineering
An analytical, numerical and experimental approach
Optimal utilization of capacity
of parametric roll of a tophat in irregular seas
Student: H.J.J. Wieringa
Student: F.W. Blaauw
Samenvattingen Technische Aardwetenschappen
Standardised wave data bases on power level
Resource Engineering
Student: M.F. Burger
Development of a CFD model for a phosphorus
Deep water buoys – review study
producing submerged arc furnace
Student: C.R.E. de Groot
Student: A.T. Adema
Pipeline rotation during installation of inline strucThe effects of surfactants on the efficiency of solu-
tures
tion gas drive
Student: J. Mulder
Student: Ali Barati
Development of a compliant cone for solid tubular
expansion
Student: R. Schoon Shell
Oktober2006_def V2.indd 110
23-10-2006 11:05:51
1005
111
Samenvattingen afgelopen jaar
Samenvattingen afstudeeronderzoeken oktober 2005
Progressive Collapse of Building Structures
Civiele Techniek
R.C. Siersma
Mechanica, Materialen en Constructies
Parametric Cost Estimating for Greenfield Breweries
A finite element formulation for microstructure
Pieter Vis
evolution
M. C. Booij
Distance engineering, Towards a Global Engineering
Center (G.E.C.)
Innovative Materials and Pavement Structures for
P.H.H. Voogd
Amsterdam Airport Schiphol
S. S. Brahmatewari.
Geluidsabsorptie van plafondeilanden
Marije Vos
Prefabricated Track Construction for the London
Underground
E. Bronsvoort
Waterbouwkunde en Geotechniek
Wave Attenuation in Mangrove Forests
B. Burger
Het dwarskrachtdraagvermogen van de statisch
onbepaalde ligger
Processen in de transportcyclus
S.S. Dharampal
J.J. Burgers
Framework Development for Performance-Based
Analysis of SWAN wave spectra at the
Road Maintenance Contracts
Westerschelde
T.G.F. Ghauharali
E.R. Capel
Ontwerp demontabele prefab brugligger per
Morphological analysis and optimization of Dubai
rijstrook
nourishment
Y. El Malki
M.D. van Dijk
A study on the lifetime aspects of the Rheda 2000
The results of dumping stones on a slope by a side
track system
stone-dumping vessel
P. Konings
J.A.F. van Duijnhoven
Stabiliteit van de boog in stalen boogbruggen
Artificial surf reef design
P.B. de Ruiter
H.D. van Ettinger
RAM(S) aspecten voor het ontwerpen van wissels
Boring Efahan’s north-south line
D.L.M. Warmerdam
R.W. den Hertog
Bouwtechniek en bouwproces
Relation between design and morphology of river-
Lessons for Private Finance Initiative in the
bypasses in estuarine environments.
Netherlands
B.J.A. Huisman
M.D. van Geest
Modelling the influence of vegetation on the
“Trillingshinder bij lichtgewicht bouwconstructies”
morphodynamics of the river Allier
L.M. van Oort
J.F. de Jong
Geluidreductie door een coulissenscherm
M. Saarberg
Oktober2006_def V2.indd 111
23-10-2006 11:05:52
112
Samenvattingen afgelopen jaar
1005
Safety format and calculation methodology slope
The influence of stratification on measurements
stability of dikes
of the overflow concentration on a Trailing Suction
W. Kanning
hopper Dredger
K.P.A. Versmissen
Een zeewering voor Maasvlakte 2 in caissons
L.P.H.C. Krouwel
Undular hydraulic jumps
B.A. wols
Kleizakken
C.J.J. van Kuijk
Watermanagement
Calibration of a precipitation runoff model for the
Application of Vetiver grass and Cyperus Rotundus
Hirmand River in Afghanistan and Iran using remote
on dikes
sensing data
I. Maaskant
A.S. Burger
Wave damping due to salt marsh vegetation
Transitions to more sustainable concepts of urban
M.C. Meijer
water management and water supply
Student: R.E. de Graaf
Bowthruster induced damage
B.C. Nielsen
Behavior of Particles in a Drinking Water Distribution
Network
Wave transmission at various types of low-crested
A. Grefte
structures using neural networks
R.P. van Oosten
Water resources of Rio Dulce in Santiago del Estero
P.A. Schipper
Submarine slope development of dredged trenches
and channels
Voorspellen van het gedrag van sediment in leidin-
T.C. Raaijmakers
gen
H.J.H. Vos
Abstract
D. de Rooij
Maatregelen ter bestrijding van grondwateroverlast
in bestaand stedelijk gebied
The northern sea defence of Maasvlakte 2
L.C.E. van de Winckel
D. van Rooijen
Transport & Planning
Burial depth of pipelines exposed to ice scour
De ondergrondse oplossing als gelijkwaardig alter-
I.S.S. Schoonbeek
natief in het MER
M.L.P. van den Engel
ABSTRACT: Morphological modelling of an artificial
sand ridge near Hoek van Holland, The Netherlands
De verkeerskwaliteit gemeten
P.K.Tonnon
W. Folles
Interactiesysteem tussen betonnen tunnelelementen
Towards more sustainable planning and design of
en een grindfundering
stormwater control solutions in Brazil
P.J.C. Vervoort
B. Gersonius
De Ondergrond Verlicht
J.M. van Kesteren
Oktober2006_def V2.indd 112
23-10-2006 11:05:52
1005
Samenvattingen afgelopen jaar
A generic approach to a route guidance strategy
Study on the Enhancement of Transfer Function by
F.S. Zuurbier
Variance Term in Simulation of Naturally Fractured
113
Reservoir
Samenvattingen Technische Aardwetenschappen
A. Hashemi
Resource Engineering
Fluid Front Detection Using Pulse Test Analysis 84
Development of an Economic Model to Optimise
Student: J.H. de Kok
the Transfer from an Open Pit Operation to an
Underground Operation
Experimental Investigation of the conformance of
E.R. de Lange
the Classical Deep Bed Filtration Model using X-ray
computed tomography
The prediction of dross formation and the contain-
A. Jamankulov
ment of dross on an industrial aluminium recycling
plant
Reduction of oil droplet break-up by choke design
V.A. de Roode
adaptation
P.J. Kwakernaak
Predictive Hot Metal Silicon Modeling
R.P. van Losenoord
Regularization of water flooding optimization
R. Malekzadeh
Petroleum Engineering and Geosciences
Geological control on porosity distribution-inferen-
Improved Upscaled Description of Imbibition in
ces from numerical experiments
Fractured Reservoirs
O.O. Okele
A.A. Hossein
Inversion of shallow seismic and electromagnetic
Contact Angle Measurements to Investigate
data to obtain local angle-dependent reflection
Oil Recovery Efficiency with CO2 in Fractured
coefficients
Reservoirs
R.P. Maarsen
E. Sekhavati
Volcanic Ash Beds as an Aid to Understanding Basin-
Engineering Geology
floor Fan Growth
Reducing switch alignment problems with SmartSoils
Veronica Lucia Rubio Gallegos
B. Fellinga
Dynamic multi-phase wellbore flow model
Modelling Hydraulic Fracture of Boreholes in Clay
S. Amini
N. Fierloos
Exploring WAG Miscibility and Dispersion using
Application of computed tomography to analyse
Experimental Design
fabric evolution, during triaxial test
Ahmad Asheghi Hossein
P.A.T. Moutinho
Finite Element Analyses of Cahn-Hilliard equations
Heeft de CPM in slappe grond een meerwaarde
M. Gholami Gharasoo
boven de CPT?
A. van Uitert
Multi-zone flow allocation
A. Hamid
Oktober2006_def V2.indd 113
23-10-2006 11:05:52
114
Samenvattingen afgelopen jaar
1005
Samenvattingen Offshore Engineering
Heavy lifting during wave exposure
J.W.A.M. IJzermans
Scaling of a multiple cable abandonment and recovery system
H.M. Kruimel Allseas
Pipeline rotation during installation of inline structures
J. Mulder
Concept desing of a stabilizer for offshore lifting for
the J-1600 class heavy lift vessel
G.E.J. Roskott
The bigger the better?
M.A. Snijder Heerema
Re-use of obsolete jacket structures for carrying a
wind turbine 103
Student: Reinout Storm
Installation of large subsea structures with buoyancy tanks for passively controlled deployment
J.J.H.F. Verweij
Oktober2006_def V2.indd 114
23-10-2006 11:05:52
1005
Leerstoelen faculteit Civiele Techniek en
Geowetenschappen
115
Leerstoelen faculteit
Civiele Techniek en
Geowetenschappen
Oktober2006_def V2.indd 115
23-10-2006 11:05:53
116
Leerstoelen faculteit Civiele Techniek en
Geowetenschappen
Leeropdracht
1005
Naam hoogleraar
Telefoon 015-27
Afdeling Bouw
Sectie ConstructieMechanica
Constructie mechanica
vacature
Dynamica
prof.ir. A.C.W.M. Vrouwenvelder
Numerieke mechanica
vacature
84782
Sectie Civieltechnische Materiaalkunde & Duurzaam bouwen
Waarnemend sectiehoofd
prof.dr.ir. K. van Breugel
Fund. en toegepaste materiaalk.
vacature
84954
Sectie Weg- en Railbouwkunde
Wegbouwkunde
prof.dr.ir. A.A.A. Molenaar
84812
Railbouwkunde
prof.dr.ir. C. Esveld
87122
Sectie Gebouwen en Civieltechnische Constructies
Algemene constructieleer
prof.ir. L.A.G. Wagemans
84752
Betonconstructies
prof.dr.ir. J.C. Walraven
85452
Betonmodelleren & materiaalgedrag
prof.dr.ir. K. van Breugel
84954
Bouwfysica/installaties
prof.ir. J.J.M. Cauberg
83387
Houtconstructies
vacature
Staalconstructies
prof.dr.ir. J. Wardenier
Staalconstructies
prof.dr.ir. F.S.K. Bijlaard
84581
Staalconstructies gebouwen
prof.ir. J.W.B. Stark
82303
Uitvoering constructies
vacature
Utiliteitsbouw
prof.dipl.-ing.J.N.J.A. Vamberský
85488
Methodisch ontwerpen
prof.dr.ir. H.A.J. de Ridder
84921
Bouwinformatica
vacature
82315
Sectie Bouwprocessen
Afdeling Waterbouwkunde en Geotechniek
Sectie Vloeistofmechanica
Vloeistofmechanica
prof.dr.ir. G.S. Stelling
Environmental hydroinformatics
prof.dr.ir A.E. Mynett
Alg. aspecten v.d. vloeistofmech.
prof.dr.ir. J.A. Battjes
85426
85060
Sectie Waterbouwkunde en Offshore Engineering
Probabilistische technieken en
Waterbouwkundige Kunstwerken
prof.drs.ir. J.K. Vrijling
85278
Kustwaterbouw &Kustmorfodynamica
prof.dr.ir. M.J.F. Stive
84285
Havens en scheepvaartwegen
prof.ir. H. Ligteringen
84285
Riviermorfologie & rivierwaterbwk.
prof.dr.ir. H.J. de Vriend
81541
Offshore Engineering (tot 1/1/2006)
prof.dr.ir. J. Meek
84777
Oktober2006_def V2.indd 116
23-10-2006 11:05:53
1005
Leeropdracht
Leerstoelen faculteit Civiele Techniek en
Geowetenschappen
Naam hoogleraar
Telefoon 015-27
Rioleringen
prof.dr.ir. F.H.L.R. Clemens
85227
Afvalwaterzuivering
prof.ir. J.H.J.M. van der Graaf
81615
Drinkwatervoorziening
prof.ir. J.C. van Dijk
85227
Hydrologie
prof.dr.ir. H.H.G. Savenije
81433
Waterbeheer
prof.dr.ir. N.C. van de Giesen
87180
Grondwater hydrologie
prof.dr.ir Th. N. Olsthoorn
87346
Algemene vervoer- en verkeerskunde
prof.dr.ir. P.H.L. Bovy
84611
Verkeers- en vervoersmanagement
prof.dr. H.J. van Zuylen
82761
Vervoer- en verkeersvoorzieningen
prof.dr.ing. I.A. Hansen
85279
Infrastructuur
prof.ir. F.M. Sanders
81780
Algemene geologie
prof.dr. S.B. Kroonenberg
86025
Productiegeologie
prof.dr. S.M. Luthi
86019
Olie- en gasproductiesystemen
prof.dr. P.K. Currie BSc.MSc.PH.
86033
Reservoirtechniek
vacature
117
Afdeling Watermanagement
Sectie Gezondheidstechniek
Sectie Waterhuishouding
Afdeling Transport & Planning
Sectie Transport & planning
Afdeling Geotechnologie
Sectie Toegepaste geologie
Sectie Grondstoffentechnologie
Sectie Petroleumwinning
Sectie Technische geofysica en petrofysica
Geophysical imaging methods
Prof.dr. W.A. Mulder
83666
Integrated time-lapse methods
Prof.dr.ir. R.J. Arts
85190
Technische geofysica
prof.dr.ir. C.P.A. Wapenaar
82848
Grondmechanica
prof.dr.ir. F. Molenkamp
85280
Grondwatermechanica
prof.dr.ir. F.B.J. Barends
85423
Sectie Geo engineering
Funderingstechniek
prof.ir. A.F. van Tol
85478
Ondergronds bouwen
prof.ir. J.W. Bosch
82844
Geo environmental engeneering
vacature
Oktober2006_def V2.indd 117
23-10-2006 11:05:53
118
1005
Ontwerp en Lay-out:
MultiMedia Services TU Delft
Druk:
Sieca Repro bv, Delft
© 2006
Oktober2006_def V2.indd 118
23-10-2006 11:05:53