Validation of a 2-dimensional hydrodynamic model within a study to propose the optimal disposal strategy in the Western Scheldt

Validation d’un modèle hydrodynamique 2D pour étudier la stratégie de dépôt optimale des produits de dragage dans l’Escaut occidental

¹ Port of Antwerp
email : Stefaan.Ides@haven.antwerpen.be
² Port of Antwerp / Flanders Hydraulics Research
email : Yves.Plancke@mow.vlaanderen.be
³ Flanders Hydraulics Research
email : Gwendy.Vos@mow.vlaanderen.be

Abstract

In order to work out a disposal strategy along sandbars in the Western Scheldt, Flanders Hydraulics Research conducted research combining field measurements and 2D high resolution numerical modelling. The Delft3D software was used for this. For the calibration of the numerical model, a lot of information and experience from previous modelling studies was available. In a first phase, the water levels in the model were calibrated by applying a space varying Manning bed roughness coefficient: in this way the propagation of the tidal wave between the different measurement stations could be adapted in the model. In a second phase, the focus of the calibration was on the flow velocities. The horizontal viscosity was used for this as the main parameter. For the intertidal area, the maps of ecotopes were used to calibrate the flow velocity. A depth depending bed roughness as well as the critical velocity between high and low dynamic intertidal areas were used for the calibration. Combining the in situ measurements, the calibrated numerical models and the experience from 2 in situ disposal tests, the engineers of Flanders Hydraulics Research succeeded in working out an optimal disposal strategy.

Résumé

Le Laboratoire de Recherches Hydrauliques de Flandres a étudié une nouvelle stratégie de dépôt des produits de dragage dans l’Escaut Occidental en combinant des mesures in situ avec des simulations numériques (modèle en 2 dimensions). Pour le câlage du modèle, un retour d’expérience et des informations étaient déjà disponibles, résultant des études précédentes. Le premier câlage a été fait sur les niveaux d’eau. La propagation de l’onde de marée a été calibrée en variant le coefficient de rugosité de Manning. Ensuite, les vitesses ont été ajustées en changeant principalement le coefficient de viscosité horizontale. Pour la zone intertidale, les cartes des écotopes ont été utilisées pour vérifier et ajuster encore mieux les champs des vitesses. Le modèle a été calibré dans la zone intertidale par ajustement des rugosités en fonction de la profondeur et en faisant varier les vitesses critiques séparant les zones à faible et à forte dynamique. La combinaison des mesures in situ, des modèles numériques 2D ainsi que de l’expérience de 2 tests de dépôts ont permis d’élaborer une stratégie optimale de dépôt des produits de dragage.