Scour in a marine environment
Author
Thomsen, Jess McCann
Term
4. term
Education
Publication year
2006
Abstract
This project addresses scour around offshore structures on erodible seabeds in environments dominated by currents and waves, with particular emphasis on tidal currents and wave-induced backfilling of scour holes. The aim is to quantify the effect of wave activity on backfilling and to develop a simple method for estimating scour depth under combined current–wave conditions. The work includes a literature review, physical scale-model tests conducted in hydraulic laboratories at Aalborg University and Ghent University, analyses of scour in unidirectional, live-bed and clear-water flows as well as simulated tidal currents, tests in irregular waves, and combined wave–current conditions. A simple set of predictive equations and a time-stepping scour model are presented, and a case study based on environmental data from the Horns Rev wind farm is used to estimate the effective range of wave-induced backfilling. Laboratory tests showed that simulated tidal currents produced equilibrium scour comparable to unidirectional currents; in one example s/D was about 1.3 at U = 0.3 m/s, suggesting that equations developed for unidirectional currents are applicable to tidal conditions. The project documents that waves can backfill current-induced scour holes, while the literature reports mixed effects of waves on scour magnitude; here, a practical, simple approach is proposed to account for both scour and backfilling in a combined current–wave climate.
Dette projekt behandler skuring omkring offshore-konstruktioner på eroderbare havbunde i miljøer præget af strøm og bølger, med særligt fokus på tidevandsstrømme og bølgeinduceret opfyldning af skuringshuller. Formålet er at kvantificere bølgeaktivitetens betydning for opfyldning samt at udvikle en enkel metode til at estimere skuringsdybde i kombinerede strøm–bølgeforhold. Arbejdet omfatter en litteraturgennemgang, fysiske skalamodeltests udført i hydrauliske laboratorier ved Aalborg Universitet og Gent Universitet, analyser af skuring i ensrettede, live-bed og clear-water strømme samt simulerede tidevandsstrømme, forsøg i uregelmæssige bølger og kombinerede strøm–bølgeklimaer. Der præsenteres et simpelt sæt ligninger og en tidsdiskret skuringsmodel, og et casestudie baseret på miljødata fra Horns Rev anvendes til at estimere den effektive rækkevidde af bølgeinduceret opfyldning. Laboratorieforsøgene viste, at simulerede tidevandsstrømme gav ligevægtsskuring på niveau med ensrettede strømme; i et eksempel var s/D cirka 1,3 ved U = 0,3 m/s, hvilket peger på, at eksisterende formler for ensrettede strømme også kan anvendes under tidevandsforhold. Projektet dokumenterer, at bølger kan medføre opfyldning af strøminducerede skuringshuller, samtidig med at litteraturen viser blandede resultater for bølgepåvirkningens størrelse; her tilbydes en praktisk, simpel tilgang til at indregne både skuring og opfyldning i et kombineret strøm–bølgeklima.
[This apstract has been generated with the help of AI directly from the project full text]