De waterbeweging in kanalen veroorzaakt door scheepvaart

8CHNISCHE HOGESCHOOL Afdeling der

~G- en WATERBOUVYKUNDE

.-.-.-.-.

Gegevens en beschouwingen over

De waterbeweging in kanalen veroorzaakt door scheepvaart in aansluiting op het Cellege Scheepvaartwegen van

prof.ir. L. van Bendegom, samengesteld door ir. F. van Rossum.

INHOUD. blz.

I. Inleiding 2

II. Theoretische benadering van wat erbeweging

door scheepvaart 4

III. Grafieken van waterbeweging door scheepvaart G

IV. Stroomsnelheid 8

V. Vaarsnelheid 11

VI. Oeververdediging 12

VII. Samenvatting 14

VIII. Literatuur 15

IX. BUlagen 15

? '-

.

De waterbeweging in kanalen veroorzaakt door scheepvaart.

I Inleiding.

Waterbeweging in kana len kan de volgende oorzaken hebben: a. watertransport in aan- of afvoerkanalen (irrigatie, drainage)

waardoor stroming en niveauverschillen ontstaan;

b. plotselinge wijzigingen in wa tertransport (schutt en met slui zen, capaciteitsverandering in waterkrachtwerken) waardoor transla-tiegolven ~n stromingen ontstaan;

c. scheepvaart, waardoor stroming. niveauverschill en. golving en turbulentie ontstaan;

d. ~ind~ wa~rdoor golven, stroming en niveauverschillen ontstaan. In het volgende worden alleen de versch~nselen, veroorzaakt door de scheepvaart nader bezien. Hierb~ wordt meer de nadruk

( gelegd op de waterbpuwkundige dan op de scheepsbouwkundige en vervoereconomische zijde van het vraagstuk.

De waterbeweging tengev~lge van de sche8pvaart wordt ender-scheiden in:

een primair versch~nsel n.l. retourstroom en spiegeldaling;

en een secundair verschDnsel dat zich voordoet als een g_lfpatroon.

f vaarrichting ---=-.. .-"

.

~

~

Doordat voor een varend schip water wordt verdrongen en achter het schip een holte moet worden opgevuld. zal een teru g-stroming van water langs en onder het schip plaa'.:shebben. De voor deze stroming benodigde .snelheidshoogte geeft een niveau-verlaging (spiegeldaling) in het gebied waar de terugstroming

3 • De retourstroom kan zo sterk worden dat gronddeeltjes worden

mee-genomen. Voor de bodem van het kanaal is dit niet erg omdat de verplaatsingen door in tegengestelde richting varende schepen elkaar in de regel ongeveer zullen opheffen, al zal hierdoor wel een oneffen bodem kunnen ontstaan.

Echter zullen gronddeeltjes van het talud. zodra ze in bewe-ging komen, naar beneden gaan waardoor dus het kanaalprofiel ver-andert en tevens schade 'aan de oeververdediging kan ontstaan. De spiegeldaling en de retourstroom zijn een maat voor de scheeps-weerstand; snel varen in een klein ~anaalprofiel vereist veel energie. Later zal blijken dat bij een bepaalde verhouding tussen schip en kanaal overschrijding van een zekere grenssnelheid niet mogelijk is.

Een varend schip wordt begeleid door een golfpatroon.

,

~~\~

dwarsgolven

~I~

hek .

hoe~

W

l

~ggO

lV

en

hekgolven dwars golven

De hoogte van de golven is een maat voor de nuttel~ze energie

die het schip aan het water overdraagt; het nuttig effect van een scheepsschroef is .n.l. maar 30-35%. Door het schip een zodanige vorm te geven dat slechts kleine gol ven ontstaan, alsmede door het aanbrengen van een schroeftunnel kan de scheepsbouwer het

rendement vergroten. Het grootste deel van de overenergie bevatten de dwarsgolven. Gelukkig veroorzaken deze weinig last omdat ze in diep water bl ijven en door inwendige wrijving langzaam uitdempen.

De boeg- en hekgolven, waarvan de hoogte ongeveer gelijk is aan de spiegeldaling, breken bij een waterdiepte van ongeveer

1,3 x golfhoogte; er ontstaatdaar een heftige turbulentie en dus een sterke aanval op de oever.

De schroef veroorzaakt een roterende straal, die niet gevaa r-l~k is voor de bodem als de diepte ~nder het schip meer dan 1 m bedraagt; soms geeft het roer echier een gevaarl~ke wending aan deze straal.

4.

II Theoretische benadering van waterbeweging door de scheepvaart.

Retourstroom en spiegeldaling vormden onderwerpen van be-spreking op de internationale sc'heepvaartcongressen van 1949

(Lissabon)1) en 1953 (Rome)2). Aan. de deelnemende landen werd een studie hierover gevraagd. Voor Nederl and was dit een erezaak; de theorie die ir. Sch~f in 1949 ontwikkelde wordt op het ogenblik algemeen aanvaard. In 1953 legden ir. Sch~f en Prof. Jansen het congres nog een verbe:tering van deze theorie v~~r.

Als vereenvoudigingen werd aangenomen dat:

1. de retourstroom gelijkmati g verdeeld is over het dwarsprofiel,

2. de spiegeldaling constant is over kanaalbreedte,

3. het schip t.p.v. het grootspant de spiegeldaling voIgt,

4. wr~ving en turbulentie te verwaarlozen z~n.

TI€ waterbeweging kan ten opzichte van een assenstelsel dat zich met het schip verplaatst als een permanente stroom ·worden beschouwd. T.o.v. dat assenstelsel staat het schip als het ware

stil en stroomthet water normaal met een snelheid

=

v

=

vaarsnel-heid van het schip en naast het schip met een snelheid

=

v + Ut waarin u = retoursnelheid van het verdrongen water t.o.v. de oever.

II I v v+u v < e - _-<-,,-Q p<--:--<:-- ~ ~ ~

C

---..

...---

-

.--/'

-~ " " , -- ~ ~ ~- ' <0---B .---~---~ ~

Prof. Krey stelde de volgende twee vergel~kingen op:

Continuiteitsvoorwaarde: 3 )

Q door doorsnede I

=

Q door doorsnede II

..

5 •

Bewegingsvergelijking van Bernoulli (permanente beweging zonder

wrijving, dus energi ehoogte constant)

2 (v + u)2 .J2... _{+ h +} v JL _{+ h} -2g

=

z + 2g pg pg (v + u)2 2 of z

₌

v (2) 2g

-2"g

,

waarin F

₌

dwarsprofiel van het kanaal,

f

₌

oppervlak ondergedompeld deel van het grootspant van

het schip

h

₌

F:B

₌

gemi ddelde diepte van het kanaal,

z

₌

spiegeldaling,

B

₌

kanaalbreedte.

Na het kiezen van het scheepstype, de vaarsnelheid en het

kanaalprofiel (voor overdiepte en ruimte bij passeren, zie De Technische Vraagbaak)4) zijn de waarden van f, v, F en B bepaald

en de onbekenden u en z op te lossen.

Ir. Schijf voerde ~et de beide vergelijkingen wiskundige

be-werkingen uit. Deze waren niet principieel, maar ze leidden tot

een principiele ontdekking n.l. het bestaan van de z.g. natuur-lijke grenssnelheid bij een bepaalde verhouding van schip tot ka-naal. Een schip met een sterke motor, dat tracht boven deze

grens-snelheid te komen, maakt alleen meer gelven.

Physisch is deze grens te verklaren door een schip, varend

in stilstaand water te vergelijken met een pijler in stromend water.

pi,iler -~ 2

- 2 -~

_ _ _ _ ... _ _

~

.

~

_ _ _ _

~~EL-/ 7 /' 7

,

, ,

,

'

,

,

1~,

,

~~

,

,

,=

11:

~

:,

Zonder opstuwing heeft het debiet een maximum waarde als

(v + u)2 2g 1 2

=

"3

(h +

~g

)

iii

I ,l

6.

Vaart een motorschip met een eenparige snelheid door een kanaal, dan is de resulterende kracht op het schip gel~k nul en dus de

achterwaarts 'gerichte kracht K1 van de schroef op het water gelijk

aan de voorw-:.arts gerichte krac'..1t K2 van de boeg op het water.

Op de moot vvater ABeD is de resulterende kracht = 0, ZOd2.t h1 = h₂.

Opstuwing treed·t bier niet op; er is d~s een maximum debiet en

een grenssnelheid. Dit geldt ook voor een slsepboot met

sleep-schepen.

Bij een beweging vanaf de wal of door middel van een

lucht-schroef kan wel opstuwing optreden: hier bestaat geen

snelheids-limiet ; de-weerstand wordt echter zeer hoog.

geldaling

l

\'-- - - -

7

-

-

_L

opstuwing -4

f-'-

--

.

..

--

.

-=~_

-=-~

_

~,

h2> h1 // / ~ ~,-.-.-/-/, ; ; / .. / f / / / ( / // ; , , / / /

,

I I' I

Ret is heel bewerkelijk uit de drie vergelijkingen, gemerkt l

1, 2 en 3 de waarde van v expliciet uit te drukken in de bekende

waarden voor F, f en h. Daarom wordt de oplossing gegeven in de vorm van diagrammen o·

I Gr§:fieke~ van waye:rbewegi.~~~)_!' GchePl'...:.Ta§..-:::.! .. :_

Door in de vergel ijkingen 1 en 2 de z te elimineren vond

ir. Schijf een waarde van u uitgedrukt in f = F. h en v en evenzo

door u te elimineren een dergelijke formule voor z. Uitgedrukt in de dimensieloze grootheden v:

vgh,

u '~ \/gh en z:h werden afgeleid;

f 2

r

u:

II

gh) 2 1 } - + u:. II gh ) - 1 1 -

_F

-

_2"

v _gh ( 1 ( 1 0

\

+

=

v ~ \/{jj1 V ~ \/ gh zie bijlage L

1 _ f

F

E -

(1 + 2

-r.!.L)-i

= 09 zie bijlage 2.

v : gh

Bij aangenomen waarden voor f : F en v geven de diagrammen de re-tourstroomsnelheid u en de spiegel daling Zo

Sneller varen geeft groter u en z; maar bij een bepaalde f?F worden er boven een zekere snelheid geen waarden voor u:

ygb

en voor

z:h meer gevonden. De hoogste krommen geven de grenssnelheid aan.

In onderstaande grafiek komt deze grens als omhullende van een aantal rechten naar voren. Voor een bepaalde waarde van

z/h : v2/ gh in de vergelijking van bijlage 2 blijkt n.l. een lineair

2

verband te bestaan tussen f:F en v :gh n.l.

f 2 1.

1 v ( 1 2 P )--2

°

-

_F

=

P _gh

-

+

=

waarin p

₌

z/h v2/gh

Bij een zekere verhouding f:F is geen groter snelheid mogelijk dan de waarde behorende bij de omhullende.

In beide diagrammen is tevens een stippellijn getrokken die overeenkomt met 0,9 maal de grenssnelheid, de economische

snelheids-grens zoals later zal blijken.

In bijlage 3 is nogmaals weergegeven de grenssnelheid gedeeld

door \/ gh alsmede de bijbehorende waarden van u:

V

gh en z: h. Verruimen van een kanaalprofiel (dus verkleinen f:F) geeft een

grotere grenssnelheid (verkeersversnelling) en verkleining van de retoursnelheid; de verhouding z:h heeft een maximum bij f:F

=

0,23 en gaat pas wanneer f:F zeer klein wordt belangrijk dalen.

8.

Het vergro~en van de diepte is ten aanzien van het versnellen

van de vaart meer effectief dan verruimen door verbreding; in

het . eerste geval stijgt immers tevens \fgh en bij dezelfde waarde

van Vg :

V

gh is de grenssnelheid groter.

Opmerking: het dimensieloos maken van de coordinaten van de diagrammen biedt het voordeel dan men onafhankelijk is van het een-hedenstelsel,

IV Stroomsnelheid.

De uit bljlage 1 gevonden retourstroomsnelheid, eventueel

vermeerderd met snelheden door afwatering. schutten of wind mag

niet zo groot warden dat gronddeeltjes in beweging komen.

Voor samenhangende grond, waarbij d·] t oelaa tbare sne lheid af

-hangt van het poriengehalte, is nog geen theoretische afleiding

bekend. Onderstaande t abel geeft het resultaat van metingen in

kanalen (Leliavsky)5). .

Maximale gemiddelde stroomsnelheden: u voor een waterdiepte van 1 m: poriengehalte 0,65-0,55 0,55-0,35 0,35-0,25 u u u m/sec zandige klei (zand 501<,) 0,45 0,90 1 ,30 zware klei 0,40 0,85 1 ,25 klei 0,35 0,80 1 ,2O magere klei 0,32 0970 1 ,05

Voor niet-samenhangend materiaal kan met behulp van het

dia-gram van Hjulstrom (zie De Technische Vraagbaak) worden bepaald blj welke snelheid een korrel van een bepaalde diameter in beweging komt.

Ook kan men ui tgaan van de schuifspanning "G.I == sleepkracht

2

per m •

"G ==

y- •

R . I in kg per m2 Ui t

u

==

c

VRi

volgt

u

==

c

\/

~

Uit een groot aantal proefnemingen werd als benaderde kritieke

waarde gevonden (Lane)6)

~

\

1 ,

t

=

0,071 d, waarin d

=

gemi Jdelde korreldiameter in mm.

:Iierin is C

=

18 log

""k-

12 R

9.

Voork ~ 0,01, 0,05 en 0,10 ill zljn op b~lage 4 aangegeven de

kri-tische stroomsnelheden als functie van R en d, waarin

F - f

R - natte omtrek kanaalprofiel

V~~r een korrel op een talud moet de sleepkracht samengesteld

worden met de ontbondene van de zwaartekracht evenwijdig aan het

beloop_ a8.nzicht

1

talud doorsnede G a G sin a. ~ sino.

Er is nog juist evenwich~ als:

G . coso. • tg<P =VG2 sin2a

a = hoek van het talud en

<p = hoek Vian inwendige wrijving.

Sa= sleepkracht door stroom

//kanaal-as

G cos a

, waarin

u a

=

C

\/1

en dus evenredig met

~s

a

De correctiefactor voor de t oelaatbare snelheid voor een korrel

op een talud wordt dus

'tl

2 2 _ \( cos atg <p-_ . tg 2 <p . 2

.

:,

nn

a . 2 S l n <p

10. Voor verschillende waarden van a en cp geeft bijlage 5 de

grootte van deze taludfactor; het blUkt dat een helling van 1:3

een redelUk toelaatbare verhouding geeft. Ook in de praktUk houdt

deze helling goed stand.

Correcties zijn nodig daar de waarden van de tabel en de bi

j-lagen 4en 5 betrekking hebben op een recht kanaal met een waterdiep

-te van 1 m.

Bochtcorrectie.

3U stroming door bochten zal de spiraalstroom de sleepkracht op de holle oever vergroten. Voor een gegeven bodemmateriaal is

dus een kleinere gemiddelde snelheid toelaatbaar. Lane geeft de volgende factoren voor snelheidsreductie:

kanaal zonder bochten 1900 kanaal met weinig bochten 0,95 kanaal met veel bochten 0978.

Dieptecorrectie.

V~~r waterdiepten groter dan 1 m mogen de bovenbedoelde snel

-heidswaarden worden vermenigvuldigd met

de factor - gemiddelde snelheid bU diepte h

- gemiddelde snelheid bU diepte 1

Op bijlage 6 z~n aangegeven de stroomsnelheden in een verticaal

volgens de formule ₁ U _h

₌

U ₁ h

b

Ugemiddeld

=

11

1 z 1/6 d z

o

6 _{h 1/ 6} 6 Ugemiddeld

= '7

u₁

=

_'7

u_h 6 _{h 1/ 6}

'7

uh u1 dieptecorrectie

_{b -}

₌

₌

7 u 1 u1 h 1/ 6 • I I I V~~r diepten: 10,00 m 5,00 4,50 4,00 3,50 3,00 2,50 .2,00 . 1

zijn de dieptecorrecties: 1,47 1,31 1,29 1,26 1,23 1,20 1,16 1,12i

'( .1 f 'j. t - ---- i i I

v

1 1 •

Vaarsnelheido

-Ret gebruik van de diagrammen werd besehreven uitgaande van

gekozen waarden voor f~F en voor v. De keuze van de vaarsnelheid

behoeft een toelichting. De scheepvaart is gediend door grote sne1-heid met k1eine vasrwcerstand, du,g do 0:1." 8811 ruim kanaal. De ci

viel-ingenieur verge1ijkt de kosten van grondaankoop en aanleg v~~r

ver-schil1ende profielen. Voor het bepalen van de meest eeonomische oplossing als eompromis tussen seheepvaartbe1angen en kapitaa

ls-l asten is een rentabiliteitsberekening gewenst.

De keuze van dwarsprofie1 limiteert de snelheid. Zelden zal

een sehip met de natuur1ijke grenssnelheid varen. Niet alleen

ont-breekt gewoonlijk het daartoe benodigde motorvermogen, maar boven-dien is het energieverbruik daarvoor onevenredig hoog. Beperking van de vaarsnelheid tot 0,90 x grenssnelheid (zie stippellijnen op

bijlagen 1 en 2) halveert de spiegeldaling, die een maat is voor de benodigde brandstof.

'Vel moet worden nagegaan welk risico het varren met grenssnel

-heid voorhet kanaal oplevert, omdat kustvaarders en sommige rivier-scbepen voldoende vermogen hebben en er bij naderen van een sluis

of brug soms aanleiding kan zijn zo snel mogelijk te varen.

Enkele snel1e glij-boten l ichten zich tijdens het varen uit het

water; men noemt dit planeren, hierbij nadert de verhouding f:F tot nul.

Voor de scheepsweerstand, waarop hier niet wordt ingegaan,

wordt verwezen naar de l i teratulJ.ropgaven

7)

8).

Alle beschouwingen hadden betrekking op ~~n sehip, varendein de as van een kanaal. Een sehip dat l angs een oever vaart geeft daar

'groter r et ourstroom en sptegeldc:.ling dan uit de diagrammen volgt

tr

en ondervindt grote~ weerstanQ. In het algemeen wordt alleen van de ~anaal-as afgeweken bij passeren, waarbij veelal vaart wordt ver-minderd. Tegenliggers hebben geen moeilijkheden; tUssen de sehepen

zijn retourstroom en spiege1daling gering. Een schip dat een

mee-liggend schip inhaal t heeft het aanvankelijk gemakkelijk I zijn

voor-steven komt in de spiegeldaling van het opgelopen sehipi het is eehter moeilijk deze kuil te verlaten en bij een klein snelheids-verschil bleek voorbij varen zelfs onmogelijk. Bovendien worden de beide schepen door de dubbele spiegeldaling tussen de sehepen naar

',I

12. elkaar toegezogen. Reglementair moet een opgelopen schip vaart verminderen en ruimte geven door zo ver mogelljk naar bakboord uit te wijken 9) •

Voor berekening van retourstroom en spiegeldaling wordt uitT

gegaan van een veel voorkomend groot schip, varend in de as van het

kanaal met de economische snelheid. Afhankelijk van het belang van

de scheepvaartroutewordt· voor deze_sne.lheid gekozen 10 a .1'4 Jrm/uur, overeenkomende met een grenssnelheid van 11,1

a

15,6 km/uur of

3,1

a

4,3

m/sec.

Op de meeste kanalen is de vaarsnelheid gebonden aan reglemen- II

taire grenzen, veelal afhankelljk van de grootte van de schepen. I

Voor de Delftse Schie zljn bljvoorbeeld de grootste toegelaten snel-

I

heden voor stoom- en motorvaartuigen 12 km/uur en voor slepen

i

J

i,

7,2 km/uur.

Oeververdediging.

De civiel-ingenieur heeft niet alleen oog voor de aanlegkosten van een kanaal, maar hlj tracht ook de onderhoudskosten te beper-ken. Golven die tegen de oever breken geven een grote turbulentie en zo een sterke aantasting van het beloop. am dit breken te voor-komen wordt soms een oplossing met een verticale wand gekozen,

waarbij de waterdiepte bij de oevers niet minder dan 1,5 golfhoogte mag bedragen. De hoogte van de scheepsgolven is ongeveer gelljk aan

de grootste optredende spiegeldaling. Uit proeven bleek deze

laat-ste gelljk aan

194

keer de berekende spiegeldaling, daar de

retour-stroom niet gelljkmatigover het profiel verdeeld" is. Zoptredend

=

1,4

z

=

golfhoogte.

Vereiste waterdiepte wordt dan 1,5 x

1,4

z

=

2,1 z onder

plaatse-lijke spiegeldaling van

1,4

z dus totaal

3,5

z onder laagste

kanaal-peil. am het breken van de golven te voorkomen moet dus over deze

hoogte een damwand voor een verticale oeverbegrenzing zorgen. Boven het hoogste kanaalpeil moet rekening worden gehouden

met de golfoploop

=

8 H tg a cos ~

waarin H

=

golfhoogte

=

1,

4

z

a

=

taludhelling bljv. tg a

=

1:2

~ = hoek tussen golfrichting en normaal op oever bijv. 450

-=====-

_{I '.}

'I

-I

>

13. 1

Golfoploop

=

8 . 1,4 z . 0,5.

=

4 z.

\/

2

-Gewoonlijk V'vordt boven de damwand zetwerk van natuursteen of

betonzuilen tot deze hoogte opgetrokken.

De peilen van 3,5 z - LKP en 4 z + HKP moeten eventueel nog

gewDzigd worden door invloeden van lozen, inlaten,schutten of wind.

Voor de oeververdediging heeft men de keuze uit drie typen: type I: een verticale wand:

- -

_{- -}

_-

J

_I

type II: een doorlopend verdedigd talud, waarop dus golven breken~

... J,i ... .

type III: een verticale wand onder water met een verdedigd

boventa-lud: HKP --tItP----Il' -/39 5 z ... v ... . , I·' ,~I' I I ,r·

-. I f ,

of: .§amenvatti~ HKP ·L:rte:::.

J

·4··

···;···

·

···

·

···

·

·~

"

~

ml],5:

, '

~

-,<1/ "'-.' I

.::--

/ / '-14.

Ter bepaling vanhet kanaalprofiel worden gekozen een verwacht

groot scheepstype (diepgang en f) en zijn vaarsnelheid (v).

Diepgang en speling (zie TIe Technische Vraagbaak) geven een

schat-ting voor h. Op bijlage 1 is ordinaat dan bekend.

De stippellijn geeft de waarde van f:F en dus van F.

Uitgaande van voldoende speling bij passeren wordt een kanaalprofiel

ontworpen met een oppervlakte van tenminste F m2 (taludsb.v. 1

:3);

h

=

F:B zonodig corrigeren).

Met F en h bepalen de bijlagen 1 en 2 de wasrden van u en z.

Overschrijdt u de toelaatbare snelheden genoemd in hoofdstuk IV, dan

moet F vergroot worden, waarbij verdiepen doel treffender is dan verbre-·

den. TIe z-waarde bepaalt de hoogte der oeververdediging. Eventuele

invl oeden van lozen, inlaten, schutten of wind zowel bij u als bij z

in rekening brengen.

Tot slot enkele waarden van bestaande kanalen n.l. de Twentekanalen9

het Julianakanaal en het Amsterdam':"'nijnkanaal 1 0) .

schip: II /I kanaal

"

II il f:F h

=

F:B

max. tonnage

breedte x diepgang dwarsprofiel

=

f bovenbreedte

=

B bodembreedte diepte ~warsprofiel

=

F Vgh

v _grens

ygh

(bijlage 1)

v grens in m/sec Vgrens in km/uur Twente . 1350 t 9,5. 2,5 23,75 37,00 18,60 3.30 92,00 0,26 2,48 4,94 0,41 2,03 7, 3

reglementaire max.snelh.in m/sec

v

=

Ch.1

0 grenssnelh. in m/sec 1 ,83 0,37 0,20 0,95 0, 10 0,25 v :

V

gh u :

I{'@.

(bijlage 1) u z z h (bijlage 2) Juliana 2000.t 12 .2.8 33,60 46,50 16.00 5,00 169,00 0,20 3,64 5,97 0,48 2,87 10, 3 1 ,67 0,28 0,08 0,48 0,03 0 9 11 A'dam-Rijn grootste Rijnschip 13 • 2,9 37,70 75,00 50,00 4,20 260,00 0, 15 3,46 5,84 . 0,54 3, 16 11.4 2,85 0,49 0,15 0,88 0,08 0,28 I

~J!/

"

I I J. c... \ \ ) \. .. )

.... A

y"'"\ <'" ",/. < • ! I I, 1-r.

t(

f ..:!

I·r·

'-_. , I

VIII

~ 1)

Literatuur.

XVlIe Internationale Scheepvaartcongres Lissabon 1949.

-- 2) XVIIIe "

_I

_'

_{Rome 1953.}

f

~~

5 )

Hydraulica Collegedictaat Prof. Thljsse. De Technische Vraagbaak, deel W.

An introduction to fluvial hydraulics, Leliavsky. River training and bank protection.

b

6)

Flood control series nr. 4 United Nations.

7) Hydromechanische Probleme des Schiffsantriebs, Kempf. 8) Weerstand en .voortstuwing van schepen, Lam~eren.

9)

Manoeuvreren, De Boer.

10) Wegwljzer voor de binnenscheepvaart. IX Bijlagen.

1. Lijnen van constant e waarden u : Vgh

in diagram van f:F en v : \/gFi. 2. Lljnen van constante waarden z : h

in diagram van f:F en v : Vgh

3. Grenssnelheid :

\/g;;

en bijbehorende u :

V

gh en z : h als functies van f:F

4. Lijnen van constante waarden van kri tische stroomsnelheden als fUnctie van R en d.

5.

Taludfactor.

6. Stroomsnelheden in verticaal en dieptecorrectie.

15. II i I , i)-i I , .1'.

,

j

" .m:

0,

1 .--I· N, I:"

'P-:

:J~ i I I ._{ I' I I

De si tuatie van het stuwcomple.x.

Een stuwcomplex in een scheepvaartweg kan de vol

-gende onderdel en omvatten (fig. 1)~

1. het eigenlijke stuwlichaam; slechts zelden gevormd

door een geheel vaste of regelbare stuw; meestal

be-staat deze uit een of meer beweegbar e stuwen ten behoeve

van de scheepvaart bij hoogwater, terWijl soms een gedeel

-te uitsluitend( bestemd is voor waterafvoer, t en behoevc

van de fijnregeling van de waterstand, of ~ bij zeer brede

rivieren - omdat de scheepvaart voldoende heeft aan een

deel van de rivierbreedte, en in het overige deel dus

een goedkopere oplossing mogelijk is~

2. aansluitende riviervakken, mecstal over een bepaalde

l engte met vastgelcgde oevers ter verhindering van

on-gewenste bedveranderingen;

3.

een of meer schutsluizen, soms geplitst naar lang

-zame vaart (8Iucpsl~izen) ennaar snelle scheepvaart

(motorschepen); een enkele maal t evens dienend voor

hoogwaterafvoer;

4.

aansluitcnde kanalen, kanaalmonden en wachtplaatsen;

5.

zelden een speciale kloine schutsluis voor het schut-t en van roeiboton, zeiljachten, enz.

6. zelden een speciale vlotstuw voor het via een

hellen-de goot aflaten van houtvlotten ;

7.

eon of meer wat erkrachtcentrales;

8.

toel ei dingskanalen voor de centrales;

9.

vistrappen of vissluizcn en glasaalgoten (mont6e) ;

10. grondophogingen met workplaatsen en andere

dienst-gebouwen en -woningen;

11. een werkhaven₉ soms t evens vluchthaven bij ijs;

12. verkeorsbrug;

13. oeververdedigingen, kaden, dijkcn, afsluitdammen,

dienstwegon, afwateringswerken van aangrenzende gronden,

enz.

Des t e meer functies in een stuwcomplex verenigd

zijn (scheepvaart, waterkracht, irrigatie, verkeersbrug),

des t e moeilijker zal hot zijn om aan aIle - onderling

vaak tegenstrijdige - vorlangcns en eisen te voldoen.

·

.

Primair moet worden gesteld dat de hoogwater- en

ijsafvocr niet ontoelaatbaar gestoord worden door de

aan-wozigheid van hot stuwcomplex.

Van even groot bolang is dat de scheepvaart₉ zowel

bij gestuwde als ongestuwdo rivier, het stuwcompl ox

ge-makkelijk en veilig kan passeren. De hiertoo te stollen

eisen komen nog nader tor sprake.

Bij lagodruk-krachtwerkon zijn onige cm moer of

min-der verval van directe invloed op de productie. De to

e-lei dings- en afvoerkanalen naar en van deze worken dienen

extra energieverliezen zoveel mogelijk t e boperken.

Alleen bij oon doolmatige ligging van de vistrappon

enz. is cen Goede werking illog.;:;lij.k~

Do situatio van het complex diont zodanig to zijn dat

een zo groot mogolij.k gebied bovenstrooms van het complex

gehulpen kan worden aan oen natuurlijko afwatoring naar

het lago benedonpand van rivior of sluis.

De ligging van het stuwcomplox dient evontueel

zo-dan}-g te zijn 9 da t oen gunstig wogtrac8 aan kan slui ten

op de overbrugging.

Het bonedonsluiskanaal en do eventuolo werkhaven

zullen wellicht dionstklaar gemaakt mooton worden als

vluchthaven bij ijsgang. Eon veiligo ligplaats dient dan

verzekprd te zijno

De dienstwoningen, kantoren onz. zullen zo mogelijk

ook bij hoogwater boreikbaar ~oaton zijn, on niot te vor

van eon verzorgingscentrum mogen liggon.

Bij deze en andere GiBeD komt nog het vorlangen Qat

de aanleg- en onderhoudskosten van het complex laag

zul-len blijven en het beheer overzichtelijk (concentratie).

Verder de eis dat uitvoering van het project mogelijk is

zonder in bepaalde fason van uitvocring de waterafvoer

of de scheepvaart ontoelaatbaar te hinderen, en tenslotte

het verlangen om tookomstigo uitbreidingen (sluizen,

wa terkracht) mogelijk t e houden zonder ingrijponde en

kost-bare wijzigingen van het complex.

Bij het opmaken van eon kanalisatieplan zal de

plaats van de stuwen in het algemeen bepaald worden uit

J.

weI enige speling, zodat de nader e plaatsbepaling kan

worden bepaald aan de hand van de mogclijkheden welke

de situatie van het betreffende riviervak biedt. Deze mogelijkheden ~crtoncn grote variatic zoals uit het volgcnde kan blijken.

Soms is het niet t o vermijden dat het stuwcomplex

moet worden gel egd in een riviervak, waarvan het bed zeer nauw is door de aanwezigheid van heuvels of

stads-bebouwing direct langs de oevers.

In dat geval zal de stuw gebouwd worden in de

be-staande rivier en zal voor de sluis en de sluiskanalen

nauwelijks ruimte gevonden kunnen worden op de oever. De scheiding tussen rivier en sluiskanalen bestaat dan uit een enkele wand. Ook al is het dan mogelijk om een

zodani-ge toe stand te ontwerpen dat het natte dwarsprofiel bij

hoogwater ter plaatse van het complex niet veel minder

is dan boven- en benedenstrooms, dan geeft toch vaak de

uitvoering van het werk grote moeilijkheden. Tijdens deze

uitvoering - welke een aantal jaren zal vergen - moet

de laagwaterafvoer maar ook de hoogwaterafvoer zo min

mogelijk gestoord worden en moet ook de scheepvaart

voortgang kunnen vinden. Men zal het werk dan in

gedeel-ten moe ten ui tvoeren, elk gedeel te in afzonderlijke

bouw-put. Men kan b.v. eerst de stuw in twee of drie gedeelten

uitvoeren en de plaats van de sluis voorlopig reserveren

voor hoogwaterafvoer. In verschillende gevallen zal het

echter nodig zijn om juist eerst de sluis te bouwen,

om-dat in de volgende bouwfasen van de stuw de scheepvaart

te veel wordt gehinderd, maar dan door de sluis kan

wor-den geschut.

Ter besparing van ruimte of ter vereenvoudiging

van de uitvoering is ook weI een oplossing gekozen

waar-bij stuw, sluis en waterkrachtwerk niet in hetzelfde

dwarsprofiel van de rivier werden gelegd maar onderling

verschoven. Overwogen zou verder kunnen worden om de as

van het krachtwerk loodrecht t e plaatsen op de stuwas of

om de verbindingsdammen tussen de kunstwerken - evenwijdig

4.

behoeve VQn de hoogwaterafvoer. Deze oplossingen worden echter weinig meer toegepast in verband met de hierdoor

veroorzaakte ongewenste waterbeweging.

In de meeste gevallen zal de situatie wel enige

speling toelaten. Men kan dan het complex - of een deel ervan - buiten het laagwaterbed bouwen~ en na

voltooi-ing de rivier omleggen. Men kan ook de rivier t~del~k

omleggen? de stuw in de oude rivierbedding bouwen en

tenslotte de rivier weer terugleggen. Welke oplossing men zal kiezen, zal afhangen van de situatie van de

ri-vier ter plaatse.

Fig. 2 geeft schematisch in dwarsdoorsnede een stuw

met sluis in een nauw bed tussen heuvels. Aangegeven is

de fasen, waarin de bouw kan geschieden.

Vele rivieren bezitten een ruim hoogwaterbed

waar-in alle £ewenste ruimte is voor het plaatsen van een stuwcomplex. Is het l aagwaterbed recht of flauw gebogen~

dan zal het complex direct naast de rivier gelegd wor-den in een flauwe bocht van de rivier, welke na

vol-tooiing omgelegd wordt.

Ook b~ dit type rivier ziet men echter wel dat de stuw toch geheel of ten dele in de bestaande rivier

wordt gelegd ter besparing van het bij omlegging nodige grond- en oeververdedigingswerk. Een kostenvergel~king

zal moeten uitmaken wat de goedkoopste oplossing is. Een dergelijke oplossing zal men alleen kiezen als het

laagwaterbed zo ruim is dat een gedeel telijke tijdelijke afdamming geen bezwaren kan geven.

Fig. 3 geeft schetsmatig een situatie waarin de stuw is gel egd in een flauwe rivierbocht, terw~l de sluis i s ontworpen in een rechts afsn~ding.

B~ rivieren welke sterk bochtend zijn zal men

over-wegen om het t e bouwen stuwcomplex t e l eggen in een

kunstmatige bochtafsnijding, waardoor tevens de ligging van het laagwaterbed wordt verbeterd en eventuele slechte riviervakken worden ge~limineerd. De uitvoering van het werk wordt in dit geval veel eenvoudiger (~~n bouwput met ringd~k, minder bemaling, geen fasen-uitvoering) ,

5.

terwijl vaak gelegenheid bestaat om het complex

verbin-ding te geven met het hoge land of de bandijk. Ret

grondverzet en de oeververdedigingen ten behoeve van de

aansluitende riviervakken kan echter vrij kostbaar worden;

kostenvergelijking en afwegen van voordelen zal ook hier nodig zijn.

De bochtafsnijding moet aan de rivier worden

aange-sloten met ruime bogen? waarvan de straal z6 moet

wor-den gekozen, dat de aanzanding van de binnenbocht (het

bodemdwarsverhang) het voor de scheepvaart vereiste

vaar-profiel niet beperkt. De rivier is dan over de volle

normaalbreedte bevaarbaar. Is de rivier echter zeer breed

dan is een vaargeulbreedte van 6 ~ 10 maal de

scheeps-breedte (2 ~

4

baansweg) voldoende.

Fig.

4

geeft de situatie van het stuwcomplex in

de Maas bij Roermond, hetwelk in een afsnijding is gebouwd.

In het algemeen zal men niet overwegen een

stuw-complex te bouwen in een afsnijding, welke de rivier

sterk inkort. Ret in deze coupure zich instellende

steile verhang zal in de geopende stuw een

stroomsnel-heid veroorzaken, welke voor de scheepvaart hinderlijk

kan zijn. Bovendien zal, gezien de vereiste vaardiepte,

het coupure profiel smaller zijn dan het rivierprofiel.

In smalle rivieren kan zich dan het geval voordoon, dat

het stuwprofiel geen ruimte biedt voor voldoende wijde

scheepvaartopeningen.

Indien een stuwcomplex moet worden gelegd in een

vrij meanderende ri vier met vertakkingen en geulen dan

zal toch in elk geval een zekere regulering boven- en

benedenstrooms nodig zijn om de scheepvaartgeul vast te

houden nabij de scheepvaartopeningen van de stuw en nabij

de kanaalmonden. Aansluiting van het complex aan 6~n

der hoge oevers is gewenst.

Ret complex kan weer in een dar hoofdgeulen worden geplaa tst of in een nevengeul waarbij dan later de

hoofd-geul wordt afgesloten en de betreffende nevengeul wordt

vergroot. Uiteraard zal het gehel e vertakte bed? met

uitzondering van de resterendo laagwater- en

I

waarbij dE) afdamming - voorzover dienende tot afvoer

van hoogwater - bestand moet zijn tegen het

overstro-mende water.

In de bovenstaande gevallen is steeds veronde

r-steld dat het geheel van stuw, sluis, waterkracht₉ enz.

in ~~n complex wordt geconcentreerd. Vermeld werd steeds

dat, bij beperkte ruimte van het rivierbed₉ soms de

on-derdelen worden verschoven. Er kunnen echter ook andere

redenen zijn om de onderdelen ver uiteen to leggen. De

situatie van de rivier, de bodemgesteldhcid, combinatie

met andere werken, of toekomstige uitbreidingsplannen

kunnen hiertoe aanleiding geven.

6.

Fig 5 geeft de situatie van het stuwcomplex in de

Maas bij Linne. De stuw is gebouwd in een korte

afsnij-ding naast de rivier₉ de schutsluis in een sterk

inkor-tende afsnijding, waardoor de sluisvaart aanmerkelijk

kor-ter werd dan via een sluis naast de stuw het geval zou zijn geweest.

De situatie van de rivier boven en (of)

beneden-strooms van de stuw kan zodanig zijn dat een goede

aan-sluiting met het sluiskanaal alleen mogelijk is op grote

afstand van de stuw. In dat geval zal het wellicht

goedkoper worden om de sluiskanalen en sluizen niet

vlak langs de rivier te leggen maar een andere route te

laten volgen, waarbij de sluis op grotere afstand van de

stuw en niet meer loodrecht op de as van de stuw komt

te liggen. Het sluiskanaal zal soms tevens moeten dienen

als toegang tot een haven. De aanwezige bebouwing of

bodemgesteldheid zal soms meebrengen dat een stuw wel

geprojecteerd kan worden maar de sluis op een andore

plaats moet komen. Een bijzonder geval troedt op als men

een bochtafsnijding kan maken, maar de hieruitvolgende

rivierinkorting ongowenst is b.v. in verband met de

bodemverlaging bovenstrooms. In dat geval zal men de

sluiskanaal een kortsluiting laten maken (fig. 5 stuw

Linne in de Maas).

Een ander bijzonder geval doet zich voor bij de stuw

7.

te Komps in de boven-Rijn direct beneden Bazel (fig. 6). Bonedenstrooms van di t punt i s de Rijn slecht bevaarbaar door een rotsdrempel (Istein) en door andere ondiepten. Een lateraal kanaal (Grand Canal d'AIsace) zal over dit

deel van de Rijn tot Straa tsburg in de toekomst de

scheep-vaartweg gaan vormen. Bovenc1ien zal door dit kanaal Gen deel van het Rijnwa ter worden gE)leid en zal bij elke sluis

in het kanaal een waterkrachtwerk worden geplaatst,

zo-dat t ovens ene:rgi e-opwekking kan plaatsvinden.

Ten behoeve van deze waterafleiding en ten behoove

van de vaardiepte op het Rijngedeelte boven de

kanaal-mond tot Bazel is nabij Kemps een stuw gebouwd. In dit

geval zijn sluis en waterkracht gecombineerd.

Gelei-delijk wordt het kanaal stroomafwaarts verlengd met een

kanaalpand, een stel sluizen, een waterkrachtwerk en een

ui tmonding in de Rijn. Bp elke volgende stap wordt een

nieuw pand gemaakt en de oude kanaalmond gesloten. De

eerste stap (stuw + eerste sluispand) werd r eeds voor de

oorlog voltooid. De tweede stap (sluis en waterkracht

(Ottmarsheim) is kort geleden voltooid. In verband met di t plan is de si tuatie van het stuwcomplex Kemps

afwij-kend geworden van de normale oplossingen.

Zo zijn er in de praktijk vele stuwcomplexen aan te

wijzen welke door bepaalde eisen een bijzondere si tuatie hebbon gekregcn.

Zoals reeds eerder werd opgemerkt spelen de

scheep-vaarteisen een grote rol bij het on twerpen van de si tua-tie van de onderdelen van het complex. Indien de stuw gedurende een deel van het jaar bij grotere waterafvoer

openstaat, kunnen ton aanzien van de scheepvaart 3

toe-standen worden onderscheiden:

1. open rivier, scheepvaart door de stuw, normale

---==~----==~~==-=~~---.,

./

2. gestuwde rivier9 scheepvaart via de sluis; hoge

bovenwaterstanden met kleine _{stroomsnelheid 9}

_.

lage

8.

waterstanden bene den de stuw met grotere

stroomsnel-heden; weinig zandtransport;

3. over gangs toe stand 9 ri vier of reeds open of vrijwel

open voor _{waterafvocr 9 doch scheepvaart door} de sluis

(tijdens plaatsen of strijken van de stuw); normale

stroomsnelheden op de rivier.

Hoever men met de eisen zal gaan9 'zal onder meer

afhangen van het type scheepvaart (moej_lijk handelbare

slepen of m.otorschepen) 9 en van de vraag of de

scheep-vaart gewend is aan gekanaliseerde rivieron. ED het

voor-komen van een enkel stuwcomplex op een overigens

gemak-kelDke scheepvaartroute zal men hogere eisen stellen.

Voor alles geldt verder dat de scheepvaart steeds

een vroegtijdig overzichtelijk beeld krijgt van het

voor-liggende vaarwater _{met stuw 9 kanaalmond}9 enz. Dit geldt

vooral voor de afvaart9 die - wil ZD bestuurbaar blDven

-met vrD grote snelheid het stuwcomplex zal moeten

nade-reno In verband daarmede moet het complex zo mogelijk

worden gelegd in een r echte dan wel zeer flauw gebogen

strokking van '1 500

a

2000 m' lengte.

ED open rivier en aannemende scheepvaart door de

stuw₉ kunnen de volgende eisen worden gesteld:

1. het natte dwarsprofiel ter plaatse van de stuw mag

niet veel kleiner zDn dan in de rivier; vooral bD

hoogwater dient de stroomsnelheid in de stuw ongeveer

even groot to zDn als in de rivier9 en wel speciaal

in verband met het gevaar van het breken van de

tros-sen van slepen;

2. de totale wijd te van de sCheepvaartopeningen dien t

on-geveer gelDk te zDn aan de vaargeulbreedte in de rivier;

3. indien er meerdere openingen zDn, dan dienen de

op-vaartopeningen bij sleepvaart toch tenminste 25

a

30

meter wDdte te hebben (bD overigens ideale

water-beweging); bij duwvaart zal men oen wijdto van tweemaal

de breedte van de duwsleep eisen. Voor afvaart zullen

zwaardere eisen gesteld mooten worden; bij ideale

de breed t e van dE~ duwsl eep. Is inhal en op de ri vier taegestaan dan zal dit zo mogelUk oak in de stuwopening

moeten kunnen geschieden9 althans voor de afvaart. Een

afzonderlUke opening hiervoor verdient de voarkeur. BU brede niet genormaliseerde rivier en worden hogere eisen

gesteld~ de ligging der lage zandbanken, welke in doze

rivier en elk jaar anders is, zal tot stromingen l eiden

welke de stuwopeningen scheef aanstromen. De vereiste

openingen worden dan zo groot, dat een oplossing met grote afsluit~lementen niet meer mogelijk i s. BU derg

e-lUke stuwen zal vaak bU hoogwat er de route via de sluis

worden genomen;

4.

de stuw moet gel egen zUn in cen zeer flauw gebogen of

recht riviorvak. Zou de stuw in een scherpe bocht lig

-gen dan zou niet alleen een ongewenste spiraalstroming

optreden, maar zou ook door het bodemdwarsverhang de

diepte in het dwarsprofiel ongelijk zijn. Eon ongelijke

drempelhoogt e en ongelUke af sluitel ementen zouden hier

-van de consequentie zUn hctgeen minder gewcnst i s. Boven-strooms van de stuw moet het riviervak zo mogelijk r echt

en tenminste een kilomet er lang zUn, zodat over deze

lengte geen gebogen stroomdraad voorkomt en de afvaart

in een rechte strekking de stuw kan passeren;

5.

in verband hiermede zUn gl adde oevers, afgeronde pUlers,

enz. gewenst zodat geen ongewenste neerstromingen de

soheepvaart ui t de koers Imnncn brengen bij het zich

richten op de scheepvaartopening. Een haakse ligging van de stuw t.o.v. de rivieras i s dan ook zeer gewenst; 6. de afvaart moet l iefst al op enkel e kilometers boven de

stuw het zicht op de opening krUgen;

7. de afvaart-, resp. opvaartopeningen (aangeduid door bor

-den) moeten liefst aan die zijden van de rivier liggen

welke de scheepvaart ook zou nemen indien geen stuw

aan-wezig zou zijn.In verband met het feit dat op vo

rschil-lende rivieren het stuurboordswal (rechts) houden bij

passeren is voorgeschreven (Maas, IJssel), op ander e rivie-ren alleen bij slecht zicht (Rijn, Waal) , is de mooiste oplossing verkregen als het trace zodanig wordt gemaakt dat t er plaatse van de stuw geen natuurlUke ove

rsteek-10.

plaats is? maar een yak waar van nature stuurboordswal

wordt gehouden;

8.

Voor de navigatie is het bet er indian de stuwopening

op de overheersende windrichting ligt.

Bij gestuwde rivier zal de scheepvaart de weg via de

sluis moet en nemen. De eisen die dan gesteld kunnen worden

zijn in sterke mate afhankelijk van het type scheepvaart en

van de stroomsnel heid op de rivier boven de stuw. De mond

van het bovensluiskanaal is hierbij het meest precaire punt.

Tijdens de gestu.,wde rivier i s de stroomsnelheid meestal

zeer gering bij deze mond. In de ovcrgangstoest and tijdens

het strijken of plaatsen van de stuw treden echter grotere

stroomsnelheden Ope Ook dan zal de schoepvaart de kanaal

-mond moet en invaren.

Voor het geval dat op do rivier vrij grote

stroomsnol-heden voorkomen in de peri ode dat de scheepvaart door de

sluis gaat, kunnen de volgende eisen worden gesteld:

1. een vroegtijdig zicht op de mond van het kanaa19 zodat

de afvaart tijdig koers kan veranderen9 en rekening kan

houden met de overige scheepvaart op het kanaal;

2. indien de afvaart de mond misvaart? moet bovon de stuw

nog voldoende ruimte zijn om op te draaien (sl epen

mini-maal

:!.

1000 m);

3.

de mond van het boventoal oidingskanaal moet zodanig

liggen dat de afvaart gemakkelijk naar binnen komt; deze

mond mag. echter bij open rivier ook weer geen stroom

uitwerpen. Een compromis tussen beida Gi sen moet

ge-zocht worden; modelonderzoek kan hierbij helpen.

()

In de fig.

1

en 9 zijn twee extreme toestandon gegeven:

in fig. 8 is de toestand voor de scheepvaart bij gestuwde

rivier ideaal; bij open rivier treedt echter een hinderl ijke

neerstroming op voor de sch§,apvaart.

Bij ze er bre de ri vier en hoeft di t geen be zwaar t e geven

omdat de scheepvaart dan buiten deze neer kan blijven.

Uiteraard is dit ook geen bezwaar indien de schecpvaart

al tijd de sluisweg neemt. Een enkel e maal zal de mond van

het boventoel eidingskanaal stroomvangend kunnen worden

ge-l egd, indien de sluizen bij hoogwa ter dienst doen als wa te

---.,~

"11.

In fig. 9 is de andere extreme toe stand gegeven,

waarbij de vaart bij open ri vier ideaal is; bij gestuwde

rivier zal de scheepvaart sterk van koers moe ten veranderen

om het kanaal in te varen. Vooral bij de overgangstoestand

(open rivier en dus grote stroomsnelhoden9 maar scheepvaart

door de slui ) kan dit moeilijkheden geven.

Een zeer kleine hoek tussen k~naalas en rivieras9 en

al s gevolg daarvan₁ een wijde kanaalmond geeft hierin

ver-betering. Een dergelijke l ange onderbreking van de oeve

r-geloiding kan echter weer bezwaren geven 1. v. m. het

ont-staan van verondiepingen. Over het al gemeen is dit bezwaar

niet zo groot omdat de waterdiepte boven de stuw toch

groot is,

De toe stand voor de scheepvaart wordt gunstiger als

de mond is gelegen in een buitenbocht van de rivieri de

invaart wordt dan beter. De grotere stroomsterkte in

buiten-bochten zal echter een afronding van de splitsingspunt

nodig kunnen maken ter verhindering van stroomuitwerping

(fig. 10) .

Een mond in een binnenbocht is zeer ongewenst1 niet

all een i.v.m. de mindere diepte maar vooral i.v.m. het

moeilijker binnenkomen 9

4. de ligging van de mond moet liefst zodanig zijn dat bij het

invar en de schepen dezelfde oever ,kunnen blijven houden;

het gevaarlijke oversteken met risico van op de punt varen

wordt hiermede vermeden (fig. 11);

5. ook het uitvaren van het boventoeleidingskanaal door slepen

moet liefst zodanig kunnen geschieden dat de scheepvaart,

op de rivier komende, voorlopig dezelfde oever kan houden.

Het gevaarlijke overgieren wordt hiermede vermeden (fig.12);

6. de l engte van het boven toel eidingskanaal moet zodanig zijn

dat binnenvarende slepen (die zichzelf niet kunnen

afrem-men) voldoende l engte vinden om uit te lopen alvorens de

wachtplaatsen te bereiken. Een lengte van 6

a

800 .ill is

voor slepen een minimum cis bij groters stroomsnelheden

op de rivier;

7. voor het benedentoeleidingskanaal en mond gelden deze eisen

niet in die mate. Aangezien de waterdi epte bcneden de stuw

-12.

mond niet aan ,de ondiepe binnenbocht liggen. Een flauwe

buitenbocht is aangewezen terwijl voorkomen moet worden

dat op de overgang van rivier en mond sterke aanzanding

optreden kane De onderbreking van de stroomgeleiding moet

hier dus klein-zijn. Eventueel kan gebruik worden gemaakt

van de ei-vormige mond waarin de neerontwikkeling zo krach-· ..

tig kan zijn, dat een goede geleiding van de rivier wordt

verkregen (fig.13).

Gezien de vele bovengenoemde vaak aan elkaar

tegen-strijdige eisen moet hot uitgesloten worden geacht dat een

foutloze oplossing kan worden gegevcn.

Zo kan ten aanzien van het afgebeelde stuwcompl ex

Roermond (fig. 4) worden opgemorkt9 dat het bove

nsluis-kanaal aan de verkeerde zijde van de rivier ligt, een weinig

gunstige mond heeft en veel t e ,kort is. Het

benedensluis-kanaal is eveneens te kort als wachtplaa ts 9 terwijl de

zand-bank in de binnenbocht ter plaatse van de mond nog

merk-baar is.

Ten aanzien van het stuwcomplex Linne (fig. 5) kan

worden gezegd dat de havenmond wel zeer wijd i s en tot

ster-ke bankvorming in de tegenoverliggende bocht moet leiden.

Bij de stuw Hagestein (fig.14) liggen de kanaalmonden

niet ideaal, terwijl bij open rivier de afvaart wellicht

enige hinder zal ondervinden van uitwerpende stroom aan de

punt van het boventoeleidingskanaal. Zo nodig kan in de

toekomst de bovenmond nog wat versmald worden om dit

uit-werpen en eVe aanzanding van de mond tegen t e gaan.

Over het algemeen zullen dergelijke kleine gebreken

Technische liogeschool Delft

Afd Weg-en Waterbouwkunde

AL6 WATERBOUWK.

·

_. ..._{.. . . .} . _. . _{. .}

· ., .. .... .. .

Alg

o

OVCJrzichi

stuUJcom

ple

x.

F

ig.1.

.... : .:.:.1:-:':':"" ,':':':':':':':":':':':':':':', .. ... .. .. ... waterkrachtwerk _{:....00---.--..... ' ......... ' .} . .. ... ... . , ... . • • • • • • • • • • • I • • • • , • • • • • • • . _. , _. .. . ' .. ... ... ... . , .... , .. ... .... ... , . " . ._{. .} . , _. ._. ..._{. . . ,' ...}..._.._...... ... ...._{... ..}.._.._... . _{.. .} . . . .. . . . . . . .. . . " scheep-vaart+ afvoerop-ening-=-e,,--n --"'s=tu"-'-w'---_ _ • +; ;Vistra_p

t

/I"bootsluis sluizen ~~vlotstuw ... .... . . 6 ~ , . " ... ,: .. '1" ... . b' ovenslu/skanaal ... ... .. .. ,

..

···

·

·

·

···:7euens,u"~~i~~

·

.

..

~

r

.::

.:::

•.•••

.•

.

:.:/.:

•.•

••

•.

.

•.•••••••••••••• :·

....

.

....

...

...

:

•

•.

•.•

•

WO""9,,L2:

S2I

.

I

i"""'

"'"9

StuUJ

tJrt

nauUJ

b

e

d

9

bouwf

aseJrt.

Fig.2.

§ W §.H..UJl§ afvaart opvaart I I I I I _I I ~~ >-<::::: I -J I I _I *. r. , ./1' _{_ __ J} I L ___ :J ][

n

m

Bouwfasen: I-JII-li-Ill,of: TIl-lII-l-li

Stuw

.

~~

.

f~~~~~

bocht.

Fig.3 .

. ... ' ... , ... . . , .... ... .... " . , ... " .... ' ... '.' ... , ... , . . .. , ...

.

~~~~~~~~~::::::~~~~~·S·~·#.·#

·

~·#·

~

·

~·~~~~::::~~~7777~~~:.:.~~

:::: .. ~. .. . ... . .:::::.:.:: :.::.: :.: :.::,: :.::.::,::. :':,::.::.::.::. >. >. >, >, >. >. >. >. >. >. >. >. >, >. >. >. >.:.' >.>. >. >, >. >,: :::::::_{. . . .} :-:-:-

.

_{. .} :-: -:.: -:.:- : _{. . " ...}-: _..:- :- :-_...:-_..:-:-_..: . :-:. _....:: ::: : :: ::::: _.....:::: : :::: :::::: :: ::: _.: : :: :_{. ,} : :::.:-' .. · ... ,' .. ... . , ... .... " ... .... .... .. ... ... .... ... ... ... ' . ' .. • • • • • • ', •••••• '. ' ••••••• ', '0' . : . : . :-:-:->:. :-:< <.: -:.:.:-'.. . . .. .: <-: -: -: <-:-:.» :-:.:-:-:-'.' ... ,',' ... ... .

!c',·,1!)!Sch.'! h",f<}sc'i1oo/ Oe/f't

"t:,' II'e;1-N' 1'V.'1terDOl!wkul7de

~iL7, WATf.'fjOUWi(

Situutie S

l

uts

en

StU1JlY

te

Roermond

Schaal 1.12500 / / / / /

,

,

//\'

I / I I I I I I I I I I I I I I / / Fig.,",

l

~L6. -, ;/I/~.:/r'5(Jl7f

51 uis in grote

bochtafsnyding

Situutie

Sluis

en

Stuw

1£

Linne

Schaal 1: 12500

~:;o ! '.- ,.. .• "~I 0;"-/..-'-1'1"''', '~~,,-'

.. _':';.' IVAT.c '-3 ~-, .1"/'\.

Situatie Stuwcomplex

Kemb~L

/~,-",/>"" ~". --7c' njfi72~..,.,,,, ....-r_

A.~i.Y: 11/.=7:;' -C'/7 P1~cerbov J-vlrll/ld~

AL6: !1'·FERBrJUWI\:

- - - -- - -500

-Stuwcom.plex

Jochen~rteilrL

~J/A

- -'f50=====_

=-=~~-=--=

-=

~

~-

= ~

"O

~

!!1i

~~

;

'

~~~~7::C5"

''''

~

~ WaterKracht werA--DORAY Arvoeropen/ngen ~ ~ ~

~

JOCHENSTEIN o

~CJ

fF o

o

OnderKanaa/ ~

\

Te<-hnls,-),p t/(/<lC'sL';'vol OelFt ,1;;/ i V,'J -,'?n II ait!rDoJllwkunJe ·1:,". 11/ iIIEIi'8f7UWA • • • • • • • • • • • • • • , • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • I • • • • • • • • • • • • " • • • • " ... .. " ... " ... , .... ... .. .. ... .... . .. · ... . .. .. .. .. . .. . . .. . . . .. . . .. . . .. . .. . ' .. ... " . .. . . .. . ... . . " . . . . . .. ... .. . . .. . . . .. . .. . . . ... .. . . . .. .. .. . . . . . . . . . .. . . . .. .. . . . . .. .

p

/2~

~

~~

··

~

..

~

·

·~

..

·~·:

0

.:_:_~:.

_...

:

_..

.:7.:.:_~:.:_:7.:_:~

_{... ..}

.

:.

·

~

·

...

~

,

- ---,-===:===---!

. . ..

..

...

.

...

..

. ....

... .

... ' .' .'':--. , , -• • • • • • • • ' • • • • • • • • , I • • • • • • • • • , • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • I • • • • • • • • • • , • • • • • • • • • • • • • • • • • • , _. .. ' " .... ... .. ... , .. ... ... , .. . , . , ... , ... , .... . .. . , ... ... ... ... . , . , ... . , ... ' " .. .... ... .. . . . ... ... .... ... ... . ... . · . .' ... .... ... ... , . .. . . .. . . .. . ... ' .. .. .. ... .. ... ... .... . , ... , ... " ... " ... , . .. . . . . " ... .... ... .... , ... .. . · ... ... .. " .. ... ' " ... ' .. .... ' . . . ., ... ... .... .... .... ... . ... ... , . · " .... .... . . ... .. .. . ._{. . .} ._. ._. ._. ..._{. . .} ._. ._. ..._{. . .} . . . . . " ... .. . • . . • . . . • . • . . . '7. ':-7. .-:-. -=-. .,.-,. .-.,... -:"'. ~.. .': -: -: . :-:- :-:-:- :-:-:- : ''-:. .-:-. -:-. .:-:". -:-. -:-:. .-:". "':"' ... ' . . '. -: . :-:- :- :-:-: -: -: -: -: . :-

:-

:-:-: -: -: -: -: -: . :-:-:-:-

:-

_. :-_. : -: . -: _.

-:

_. -: _{. .} -: -: -: -: -: -: . :-: -: . :-.. ' . , .. , , .. . . . . . .. . . · ... ... ... .... ' . . . . , . , .. . .. ... . , ... .... . · ... ... ... , .. , .. .............. :->: -: -:.:-:-. -: -: -:.:-:-:-:-:-... . · _· ...._..... ... . _. · · ... , ... ... '. . ' .... . ' ..... ' ................................ . . . . .. . . . . . . . , .... " fj .. . . " . " o 1/ e /J s / (/ /s If-... a/Jaa/

..

_{· .}, _... .. , ... . " .. " .. .

.

...

....

...

:

•

.

••.•.

:

.•..•.

.

.•...•.

~

... ... .. --- Fig. 9 ~. Fig.iO

.

---~.~.-~~--

----9

rtechnisc/ie lfogescllOol Delft ,lfd /IIleg-en Waterbouw/wnde

AL6. JliI,4TERBOUWK.

Situutie bovenstrooms kanaalmond

10

v.

m

e

0rvaurt

uit slulskanaaL

· ... .. .. , .. . . :.: ..._{. ..} ............................. . " ... .... ... ' " · ... .. .. .. ... " ... . · , ............................... . . . . ' .. , ., ... . . . . .. . . " ... ... .... ... ... .. ... ... ... . · .. ... ._. .. .._. .. .. _. , _. .._{. .} ... ... .. .... .. ... , ... . , .... .... .... .. ... .... .. " .. . .................................... . . . . . .. . . .. . .

Faubef in verband met avergieren.

.· . .. ." ..'." ... . . _, .. :.;.:.:.:.:.:.:.:.:.:.:.:.:.:.:.: ...... . -~,-, • ...:...:,:" • .:..c"" " " " ' . " •

---

---. ... . _. . '_{. .} " _, ... .

--. _. . _. . _. . , . . .... . .

----

----Fig_ 12

l

----~ ·

·

.... ._, ... ... ... " .._, ... ... ... " .._, ... . .. . Goede oplossing. . ... ... ~. -:-. , . . . . ,.

--, ... ... ... . . ., _. . _.. , ... _. ._. ._. ._. ._. ._. ..._{. . .} ._. .. . _{. . .} . . . _. . _. . _. . _. . . _{. .} . _. . _. . _. . _{. .} . . _. j

,

Techn/sche flogeschoo/ Delft·

Afd. fllI"y-en W",terboqwkllnde

AL6. WATERBOUWJ(.

. . . . . . .. . .. . .. .

. , .... , ...

. . . ..

Fig. 13. Mond benedensluiskanaal

in bu iten bocht. . .. .... .. .... ... . . . . . .. . . . . . . ... . . :-. ';"';',-='---~ ... ... " " ' " ' -.. .. ... ... ... " ..... ... .... .

...

..

...

.

.. .

..

;;~<t

..

....

gOede.s/eepvaarirou'e •••. ...... . ... ..

~) ~

... . :->-< . ' . - - - . . ...

-:

.

>::::}.

--

_--

_---

_--,

0:::::::::::::::

:::

::~:::~:::~:::::::::.:::::::::::::::':::'

:

::'::::

::

:::::

:

::'

::

:

:::::::::.:~

Fi9.H. 5ituatie bovenstrooms kanaalmond ... .. i.v.m. afvaart naar sluis .

.. _{. .} . _. . _. .. _{. . . . .} . . . . _. . _.. . . _. . _. . _. . _{. .} . _. . . . ' ... . " ... .... ... .. .. . .. . . . . . . . . .

[ •• ' ••

·

.•••••••••.

0

~>"

.

.

..

"

..••••..•.

.

•..•.

t ' 7 slenartroute ...•.•.•••.• . . . .. .. . .. . "op de punt varen" ,'" ."

.-L3. W4T£1?8LJUWK. Gem. Yreesw!J'k

Situ((]ti~

Gem.lfagli?steln Schaal 1:25.000 o 500m Ikm ~ _ _ _ = = _ _ _ == ____ .E== __ _ = = _ _ _ =dl Toelichtins= D::.rL~~-~ Bcmdjir ~)}»> Zomerkaden /(ribben

-t-.+ .... -+. _{Gem een feJrens}

+ . .j. Gem. E vercitnJen + --j. __________ i---~-=~=---~