Stroomsluis Noordland in de Oosterscheldedam: Selectief afzuigen : drie-dimensionaal onderzoek

6.2 Onderzoek met dichtheidsstroming 29

BIJLAGEN

TABELLEN

' L1J0T' VAN FIGUREN EN FOTO'3

Fig. 1 Het westelijk deel van de Oosterschelde

2 Situering sluis en zoutscherm, geulvariant 2

3 Situering sluis en zoutscherm, geulvariant 3

k Overzicht der verschillende geulvarianten

5 Sluis Noordland, ontwerp K-8

6 Sluis Noordland, ontwerp K-6

7 Voorlopig Ontwerp zoutscherm Oosterschelde

8 Gemiddelde getijkromrae bij afgesloten Oosterschelde

9 Frequenties van waterstanden en vervallen bij de Oosterscheldedam

10 Principeschets selektief afzuigen

11 Principeschets dwarsverhang grenslaag met en zonder menglaag

12 Principeachets translatiegolf op het grensvlak

13 Plattegrond drie-dimensionaal model

11+ Model, Regelrand zeezijde, geschematiseerd getij

15 Model, Overzicht reservoir systeem met lucht- en pekelleidingen

16 Model, Vulsysteem Zeeuwse Meer met vulplaat

17 Opstelling gootproeven

18 Aansluitingsschema meetinstrumenten drie-dimensionaal model

19 Plaatsing meetinstrumenten in model

20 Overzicht der onderzochte ontwerpen verbindingsgeul

21 Stromingstoestand verbindingsgeul variant 2 , ontwerp T laag debiet

22 Stromingstoestand " " , " hoog debiet

23 Stromingstoestand op het talud

2^ Snelheden voor de sluis over de vertikaal

25 Gemiddelde snelheden en fluktuaties achter het scherm

26 Snelheidsregistraties achter het scherm

27 Invloed van stroomgeleiding bij het scherm

28 Overzicht ontwerpen IL, TL en T\ verbindingsgeul

29 Schetsontwerp potentiaalvorm van de verbindingsgeul

30 Stromingstoestand verbindingsgeul, variant 2 , ontwerp TL

31 Stromingstoestand op het talud in de verbindingsgeul

32 Isotachen op het talud in de verbindingsgeul

33 Snelheidsprofielen voor en achter de sluis, hoog debiet

3^ " " " " " " " , laag debiet

35 Stromingstoeatand verbindingsgeul, ontwerp T.

36 Snelheidsprofielen voor en achter de sluis, ontwerp T\

37 Stromingstoestand verbindingsgeul, ontwerp TV

Fig. 38 Snelheidsprofielen voor en achter de sluis, ontwerp Tg

39 Vergelijking onderzochte ontwerpen met een theoretisch kontraktie

volgens potentiaaltheorie

Uo Stromingstoestand verbindingsgeul, ontwerp T

ki Snelheidsprofielen achter de kontraktie, ontwerp T_

U2 Stromingstoestand verbindingsgeul, ontwerp T

k3 Snelheidsprofielen achter de kontraktie, ontwerp TL

kk Stromingstoestand verbindingsgeul, ontwerp T Q

hkk Snelheidsprofielen achter de kontraktie, ontwerp Tg

i+5 Stromingstoestand verbindingsgeul ontwerp Tg, zonder scherm

k6 Stromingstoestand verbindingsgeul, variant 3, ontwerp T (hoog

debiet)

kf Stroraingstoestand verbindingsgeul, variant 3, ontwerp T (laag

debiet)

kQ Stromingstoestand verbindingsgeul, variant 3, ontwerp T..,

in-vloed bodemruwheid

h-9 Stromingstoestand verbindingsgeul, ontwerp T

50 Vergelijking resultaten twee- en drie-dimensionaal model,

selek-tief afzuigen, kritieke waarden

51 Vergelijking resultaten twee- en drie-dimensionaal model,

percen-tages zoet meezuigen

52 Invloed pijlers en afschuining bij de pijlers op kritiek afzuigen

en percentages zoet

53 Opstelling meetinstrumenten voor meting translatie h, = 15 m

Jij- Translatiegolf, h

= 10 m

55 Effekt translatiegolf op selektiviteit

56 Ontzilting Zeeuwse Meer zonder zoutscherm

57 Relatie debiet - grenslaagdiepte met betrekking tot zoutgehalte

geloosde water

Foto 1a Overzicht drie-dimensionaal model vanaf de zeerand

1b Overzicht drie-dimensionaal model vanaf de Roompot

2 Stroombeeld oppervlaktedrijvers, homogene proeven, verbindingsgeul

ontwerp T..

LIJST VAN TABELLEN

Tabel I Afvoerkoëfficiënt sluis en scherm

II Afvoerkoëfficiënt sluis en scherm, invloed van de plaats van de •waterstandsmeting

III Afvoerkoëfficiënt sluis en scherm, invloed doorlatendheid bodem onder het scherm

IV Overzicht damwandoppervlakten ontwerpen T~ t/m T1 2

V Overzicht der uitgevoerde proeven met dichtheidsstroming VI Uitwerking proefresultaten proeven met dichtheidsstroming VII Translatiegolf in de geul bij h, ~ 15 m

VIII Translatiegolf in de geul bij h. = 10 m

a bodemoneffenheid

b geulbreedte op het grensvlak

B netto breedte van het scherm ter hoogte van de spleet

B, , bruto breedte van het scherm ter hoogte van de spleet

oO"C

c snelheid translatiegolf

C Coëfficiënt van de Chêzy

D apleethoogte scherm

Fr. intern Froudegetal

h diepte

h

dikte onderlaag

hp dikte bovenlaag

h grenslaagdiepte buiten de toeleidingsgeul

h diepte bovenkant menglaag voor het scherm

L lengte

1

q. debiet per m (q, = kritiek debiet)

Q debiet (Q. = kritiek debiet)

Q cirkulatiedebiet meerrand

r straal van de bocht in de geul

T' "' tijd

v snelheid

y grenslaagdiepte bij het scherm

z amplitude translatiegolf

A. koëfficiënt van grensvlakwrijving

]i afvoerkoëfficiënt

pj dichtheid lichtere bovenlaag

p

dxchtheid zwaardere onderlaag

Ap dichtheidsversch.il onder- en bovenlaag

p gemiddelde dichtheid onder- en bovenlaag

m. m m . s m , s m . s m.s m

ra

m

1 Inleiding

1.1 Selectief afzuigen ten behoeve van de ontzilting

Ten "behoeve van de waterbeheersing van het Zuidelijk Deltabekken wordt een stroomaluis gebouwd in de Oosterscheldedam (fig. 1). Indien bij de indeling van het Zeeuwse Meer gekozen wordt voor een zoetwatermilieu, zal het wense-lijk zijn in verband met de kwaliteit van het water de ontzilting zo snel mogelijk te laten verlopen. Gezien de hoge ligging van de vloer van de aluis ten opzichte van de geuldiepten in het Zeeuwse Meer, wordt hierbij gedacht aan onttrekking van het door de sluis te lozen debiet aan de bodem van een naar de sluis toe te baggeren geul.

Konstruktief is dit te verwezenlijken door de sluis aan de meerzijde te voor-zien van een kom, die geheel dicht is op een spleet op de bodem van de geul na. Het aldus gevormde zoutscherm zal gedurende de eerate fase van de

ont-zilting alleen zout water onttrekken: dit is de fase van volledige aelektief afzuigen. In de laatste fase van de ontzilting werkt het scherm slechts gedeeltelijk selektief en zal ook zoet water uit de bovenlaag meegezogen worden.

1.2 Opdracht tot modelonderzoek

Ter beantwoording van een aantal vragen betreffende de ontwerpkriteria van het scherm zelf werd onderzoek gedaan in een twee-dimensionaal model [ij . De resterende problemen welke slechts in een drie-dimensionaal model onder-zocht konden worden, betroffen:

- optimalisering van de geulvorm tussen scherm en sluis

-' keuze van een ekonomisch aantrekkelijk ontwerp van de toeleidingsgeul naar het scherm toe

weerstandsbepaling zoutscherm

- verifikatie van de resultaten van de principeproeven

- bepaling afzuigkarakteristiek bij afwezigheid van een scherm.

Tijdens de bespreking tussen de Waterloopkundige Afdeling van de Deltadienst van Rijkswaterstaat en het Waterloopkundig Laboratorium d.d, 25 september

1972 werd opdracht gegeven te beginnen met het ontwerp van het drie-dimen-sionaal model. De feitelijke opdracht tot modelonderzoek viel binnen het

kader van het modelonderzoek inzake de stroomsluis Noordland. De randvoorwaar-den, welke bij het onderzoek gehanteerd werden zijn. verzameld in hoofdstuk 3.

1.3 Korte beschrijving van het onderzoek

Het onderzoek vond plaats in een overzichtsmodel van het zuidwestelijk deel van het Zeeuwse Meer gedurende de periode februari tot augustus 1973. Het stond onder leiding van ir. H. Ligteringen van wiens hand ook het verslag is. Het onderzoek viel uiteen in twee delen. Begonnen werd onder homogene kondi-ties de vorm van de verbindingsgeul en de weerstand van het scherm vast te stellen. Vervolgens werd de situatie in een twee-lagenstroming met en zonder zoutscherin beproefd. Een aantal proeven ten behoeve van het homogene onderzoek werden in een stroomgoot uitgevoerd. Het merendeel der proeven vond bij per-manentie plaats, een aantal proeven met twee-lagenstroming is echter uitge-voerd met een geschematiseerd getij. De sluis Noordland in dit model was

o gebaseerd op ontwerp K-8, dit wil zeggen 6 kokers met afmetingen kt5 x 8 m in de keel f2J. Toen de Waterloopkundige Afdeling tot wijziging van het sluisontwerp besloot (K-6, kokers met kt5 x 6 m in de keel) was dit onder-zoek vrijwel afgerond. De resultaten gaven echter geen aanleiding tot aan-vullende proeven met dit nieuwe ontwerp.

'] .k Konklusies en aanbevelingen

Van de varianten 1 t/m 3 van de toeleidingsgeul, fig. k, zijn slechts 2 en 3 in model onderzocht. In het homogene onderzoek zijn de stroombeelden voor een groot aantal vormen van de verbindingsgeul zowel bij variant 2 , fig. 2, als bij variant 3, fig. 3, vastgelegd. De aanvankelijk geadviseerde vorm kon aan-zienlijk kleiner worden, omdat de weerstand van de sluis groot genoeg bleek om eventuele onregelmatigheden in de snelheidsverdeling te vereffenen. Aange-zien de vorm van het nieuwe sluisontwerp (K-6) vrijwel gelijk is aan het

sluisontwerp dat in model gebruikt is en de weerstand relatief hoger zal zijn, zal deze konklusie ook voor het nieuwe ontwerp gelden.

De geadviseerde vorm van de verbindingsgeul is ontwerp Tg voor toeleidings-geul variant 2 (fig. 37 en 38) en T . voor toeleidingstoeleidings-geul variant 3 (fig. k6 t/m kë). De afvoerkoëfficiënt van het scherm bedraagt u = 0,63.

Omdat op grond van uitvoeringstechnische overwegingen de voorkeur uitging naar variant 2 als toeleidingsgeul is deze onderzocht in een gelaagde

-3-stroming. Het resultaat van het onderzoek gaf geen aanleiding tot zout-zoet-proeven voor variant 3. De drie-dimensionale effekten van de kromming van de geul en de pijlera blijken geen invloed van betekenis te hebben op de ontzil-tingskwaliteit van het scherm, zoals dit in de twee-dimensionale proeven gevonden werd. Wel wordt de ontzilting in geringe mate bevorderd door een afschuining van de hoeken tussen onderkant scherm en de pijlers. Door de relatief korte lengte van de toeleidingsgeul in variant 2 is de looptijd van een translatiegolf op het grensvlak tengevolge van een aangroeiend debiet zo kort dat er geen nadelig effekt is op de ontzilting.

Op grond van de proeven zonder zoutscherm kan gesteld worden, dat bij normaal

_ q

spuiprogramma, dit wil zeggen Q = 160 m /s gemiddeld over het getij, ongeveer jaar na het begin van de ontzilting het proces zonder zoutscherrn aanzien-lijk trager gaat verlopen dan met zoutscherm. Dit is wel gebaseerd op de aanname dat voortdurend een scherp grensvlak aanwezig is. De ontzilting be-neden het niveau N.A.P. - 12,50 m stopt dan vrijwel geheel bij de normale debieten waarmee wordt geloosd.

2 Probleemstelling

2.1 Vormgeving verbindingsgeul tussen het scherm en de sluis

Deze geul, ook wel de kom genoemd, is door middel van een schermkonstruktie afgesloten van het omringende water van het Zeeuwse Meer op de bodemspleet in het zoutscherm na (fig. 2 ) . In eerate instantie wordt gedacht aan een damwandkonstruktie, waarbij de zijwanden opgebouwd zijn uit vertikale pro-fielen, die nergens grondkerend zijn, en het zoutscherm. uit horizontale profielen, die opgehangen worden tussen de cylindervormige stalen pijlers (fig. f). De grote lengte van de vertikale profielen en de pijlers, tenge-volge van de grote diepte van de bodem van de geul (N.A.P. - 36,00 m) maakten het wenselijk om het totale damwandoppervlak tot een minimum te reduceren. Beperkingen hieraan worden gegeven door grondmechanische en hydraulische eisen. De overgang van de diepte voor de sluis {N.A.P. - 12,50 m) naar de genoemde geuldiepte kan alleen gebeuren via een talud 1 : 5 als er stort-steen gebruikt wordt. Steiler helling kan niet toegepast worden zonder de stabiliteit van het talud (en daarmee van het sluiskomplex)in gevaar te brengen. Hiermee in verband staat de gelijkmatigheid van de toestroming

on-der het scherm door en de spreiding van deze gekoncentreerde stroom op het talud. Globaal kan hier wel aan gerekend worden, de knik in het vertikale profiel ter plaatse van de teen van het talud vroeg echter om een verifi-katie. Tenslotte was een belangrijk hydraulisch kriterium de gelijkmatigheid van uitstroming aan de zeezijde van de sluis. Asymmetrie in het snelheids-profiel zou nadelig kunnen werken op de stabiliteit van het stortebed en ontgrondingen erachter kunnen geven. Eventueel zou dit wel te accepteren zijn, raits aanvullend onderzoek in het ontgrondingsraodel aangetoond zou hebben dat de situatie ongevaarlijk was.

Rekening diende gehouden te worden met het feit dat de twee damwandgedeeltes direkt voor de sluis ook deel uit zouden maken van de situatie bij inlaten op een zout kompartiment. Dit impliceert dat hun wijkhoek niet groter mocht worden dan 1 : 8 ten opzichte van de as van de sluis.

2.2 Drie-dimensionale aspekten bi,j selektief af zuigen

Tot deze aspekten behoort de bochtstroming in de toeleidingsgeul variant 2 (fig. h)t waarbij het grensvlak onder een bepaald verhang zal gaan staan.

-5-Hetzij dat het verhang zich doorzet tot aan het scherm, hetzij dat zich een dwarsschommeling inzet, in beide gevallen zal men een nadelige invloed kunnen verwachten op de ontziltingsdiepte en -tijd,

Daarnaast kunnen konstruktieve aspekten zoals de vormgeving van de pijlers en stroomgeleiding ter weerszijden van het scherm van invloed zijn op de selek-tiviteit van de onttrekking. Deze invloeden kunnen met een permanente of quasi-permanente stroming onderzocht worden. Het niet-permanente verschijnsel van een negatieve translatiegolf "bij toenemend lozingadebiet, wanneer in de ebfase op gelijk niveau 'Se sluisdeuren geheven worden, zou eveneens een re-duktie betekenen van de selektieve werking van het scherm. De ernst hiervan is voor een rechte geul (variant 1) wel in berekening te benaderen, voor een kromme geul echter niet omdat de wijze waarop de golf zich in de geul voort-plant niet bekend is.

2.3 Afvoerkarakteristiek sluia met scherm

De aanwezigheid van een acherm voor de sluis zal haar invloed hebben op de afvoerkapaciteit van het lozingsmiddel. Dit was de direkte aanleiding om het onderzoek voor het acherm tegelijk met de dimensionering van de sluis plaats te laten vinden. De met betrekking tot de omvang van het te bestuderen gebied gekozen schaal voor het drie-dimensionale model, deed schaaleffekten ver-wachten (Reynolds) in de afvoerkoëfficiënt van de sluis. Aangezien het

wrijvingaverlies over het vak tussen sluis en scherm te verwaarlozen zou zijn ten opzichte van de energieverliezen achter het scherm en in de sluis, werd het acceptabel geacht om de afvoerkarakteristiek van sluis en scherm te bere-kenen uit de in andere modelproeven bepaalde afvoerkoè'fficiënt van de sluis en de in dit model te meten koëfficiënt van het scherm.

3 Gegevens en randvoorwaarden

Voor een overzicht van de randvoorwaarden voor de stroomsluis Noordland zij verwezen naar de nota W 73-07^ van de Waterloopkundige Afdeling van de Deltadienst 1 3 j . Voor zover de randvoorwaarden betrekking hebben op het schermontwerp zijn ze hieronder weergegeven.

De afmetingen van de sluis, zoals deze in het model ingebouwd is werden gewij-zigd na afloop van het onderzoek. Volledigheidshalve zijn zowel het oude als het nieuwe ontwerp in de gegevens opgenomen.

3.1 Situering en vormgeving sluis

De sluis is geprojekteerd op het werkeiland Noordland, aan de zuidkant van een omvangrijk platengebied tussen de geulen Roompot en Schaar van Roggen-plaat (fig. 1 ) . Bij een eerste benadering had de Waterloopkundige Afdeling

2

de effektieve keeldoorsnede van de sluis gesteld op uF = 300 m , waarin de afvoerkoëfficiënt van de sluis door proeven vastgesteld was op V = 1,1+1. Dit resulteerde in ontwerp K-8 (fig. 5 ) , waarbij 6 kokers met ieder een

keel-2 . keel-2

doorsnede 8 x 1,5 m gezamenlijk de benodigde F = 216 m opleverden.

Toen de resultaten van twee- respektievelijk drie-dimensionaal onderzoek be-treffende het zoutscherm bekend waren heeft men de uitgangspunten voor de dimensionering van de sluis herzien. In plaats van de eis de geforceerde doorspoeling te kunnen bereiken in de eindfase van de ontzilting (een rela-tief korte periode waarin de kapaciteit bij gebruik van zoutscherm minimaal is tengevolge van het dichtheidsverschil over het scherm) werd als kriterium voor de kapaciteit de situatie na ontzilting zonder scherm genomen.

Op grond hiervan kwam ontwerp K-6 tot stand, dat met zes kokers van ieder 6 x H,5 m e e n totale keeldoorsnede van 162 m oplevert (fig. 6 ) . De

bereken-de afvoerkoëfficiënt voor dit ontwerp was \i = 1,1+2 zodat bereken-de effektieve keel-2

doorsnede yF = 230 m wordt2 -•••• - C O .

In loeide gevallen (K-8 en K-6) blijft de bodemligging van de sluis gelijk (ïï.A.P. - 12,50 m ) terwijl ook de vertikale doorsnede onveranderd is. Omdat de afvoerkoëfficiënt (en daarmede de weerstand) van de sluis nauwelijks

verandert zal het nieuwe sluisontwerp geen invloed hebben op de stromingstoe-stand in de kom. De verkleining van de kapaciteit heeft wel tot gevolg dat onder overigens gelijkblijvende omstandigheden de ontzilting langer zal duren.

-7-3.2 Situering en afmetingen scherm

Zoals reeds gesteld is in 2.1 vormt het zoutscherm de afscheiding tussen een koravoriftige konstruktie met de sluis enerzijds en een diepe geul naar de Roompot anderzijds. In de aan het onderzoek voorafgaande optimalisering van het schermontwerp kwamen de volgende randvoorwaarden voor het onderzoek vast te staan

bodem geul op N.A.p. - 36,00 m ,

>D = 6 m. onderkant scherm op N.A.P, - 30,00 mf

netto loreedte scherm B = 175 m.

Een konstruktief ontwerp van het zoutscherm (fig. 7) gaf aan dat een breedte van de pijlers van k m "bij afstand h.o.h. van 20 m optimaal zou zijn.

Dit resulteert in

bruto breedte scherm B, , = 225 m. tot

De afstand tot de sluis en vormgeving der aansluitende damvanden waren pun-ten van onderzoek. In overleg tussen de Deltadienst en het laboratorium werd besloten om ontwerp T1 (fig. 2) als uitgangspunt te nemen met toeleidings-geulen volgens variant 1 en 2.

Voor variant 3 werd het instroomgedeelte bij de sluis met twee koncentrische damwanden aangesloten op de damwandgedeelten bij het talud (fig. 3).

Het talud is 1 : 5 met een overgangsboog naar de horizontaal bij de

3.3 Vormgeving en situering geul

Ook dit was onderdeel van het onderzoek. Voorafgaande aan het onderzoek wer-den echter een aantal varianten vastgelegd die als uitgangspunt voor het on-derzoek souden dienen (fig. k). Aan deze varianten lagen de volgende over-wegingen ten grondslag:

variant 1. De lange, vrijwel rechte geul had het voordeel dat er geen

waardoor de selektiviteit van het scherm nadelig beïnvloed zou kunnen worden. Het wrijvingsverlies over de lengte van de geul zou echter de ontziltingsdiepte beperken. De grote hoeveelheid te baggeren materiaal zou nadelig kunnen zijn.

variant 2: Het dwarsverhang op het grensvlak tengevolge van de kromming van de geul zou zich door kunnen zetten tot bij het scherm, waardoor eerder zoet water meegezogen zou worden. Op grond van globale berekeningen adviseerde het laboratorium de breedte van de geul

in de richting van de Roompot geleidelijk toe te laten nemen (variant 2 ).

variant 3: Dit ontwerp had het voordeel, dat er geen dwarsverhang zou optre-den in de toeleidingsgeul. Bovendien werd besparing gevonoptre-den in de hoeveelheid te baggeren materiaal door het geultracé door een bestaande put te projekteren. De kromming van de toeleidingsgeul

zou echter de aanstroming van de sluis nadelig kunnen beïnvloeden, hetgeen haar konsekwenties zou hebben op de afvoerkoëfficiënt en de ontgrondingen achter de sluis.

3>k Waterhuishouding zoet Zeeuws Meer

3.U.1 Peil

Het peil van een zoet Zeeuws Meer zal normaal weinig fluktueren met N.A.P. als gemiddelde waarde.

Een bovengrens, N.A.P. + 0,50 m, doet zich voor als voorraadvorming van zoet water nodig is.

Een benedengrens, N.A.P. - 1,00 m, wordt bereikt in zeer droge jaren en mag, ingevolge het traktaat betreffende Schelde-Rijnverbinding met België, niet onderschreden worden. Bij deze waterstand zal dus ook niet geloosd worden.

3.^.2 Lozingskapaciteit

Op grond van berekeningen die door de Waterloopkundige Afdeling van de Deltadienst zijn uitgevoerd inzake kwaliteitsbeheersing van het Zeeuwse

-9-Meer, werd gesteld, dat een lozingsmiddel in de Oosterschel&edam een normale kapaciteit moet hebben van Q = 160 m /s gemiddeld over het getij.

Wanneer na een droog jaar de kwaliteit toch achteruit gegaan is (hoger zout-gehalte omdat er terwille van peilhandhaving niet geloosd kan worden) aal in het erop volgend voorjaar een geforceerde lozing met een kapaciteit van Q = 325 m-'/s gemiddeld over het getij nodig zijn om de toestand snel te ver-beteren. Deze kapaciteit zou ook tijdens de ontziltingsfase gebruikt worden.

3.5 Hydraulische randvoorwaarden

Ben gemiddelde getijkromme voor de sluis Noordland is tot stand gekomen uit berekeningen en natuurmetingen bij de Brouwersdam na afsluiting (fig. 8). Een onderschrijdingsfrekwentie van waterstanden en vervallen geeft fig. 9. Het maximale effekt van opwaaiing aan de meerzijde en afwaaiing aan zeezijde wordt geschat op 0,50 m.

Met de invloed van golven hoeft in de onderhavige studie geen rekening ge-houden te worden.

Tengevolge van deze vervallen zouden voor K-8 bij aanwezigheid van een scherm de gemiddelde topdebieten ongeveer 1750 m /s zijn, terwijl eens per jaar de-bieten van 2000 ra /s te verwachten zijn. Voor ontwerp K-6 zullen deze getallen

1300 respektievelijk 1500 ra3/s zijn.

3.6 Dichtheidsverschillen

Tijdens de ontzilting mag gerekend worden op een dichtheidsversch.il tussen Zeeuws Meer en zeewater van 10 a 20 kg/m . Na de ontzilting zou in een "be-paalde tijd van het jaar stratifikatie tengevolge van temperatuursverschillen in onder- en bovenlaag op kunnen treden. In dat geval zou sprake zijn van een dichtheidsverschil van 1 a 2 kg/m .

3.7 Visvoorzieningen

Volgens het Rijksinstituut voor Visserij-onderzoek (Rivo) zal de kwaliteit van het selektief onttrokken water van dien aard zijn, dat geen vis aange-trokken zal worden door de aluis. In verband hiermede zijn geen speciale voorzieningen nodig met betrekking tot het zoutscherm.

k Theoretische achtergronden

Hoewel in het verslag van het twee-dimensionaal onderzoek dieper ingegaan wordt op dit onderwerp, lijkt het zinvol om in dit verslag een overzicht te geven van de verschillende theoretische "benaderingen van hetgeen zich bij dichtheidsstroming en vooral bij selektief onttrekken afspeelt.

Drie onderwerpen, komen bij dit onderzoek aan de orde, waarvoor een theore-tische afleiding bestond: de relatie tussen snelheid en laagdikte bij selek-tief onttrekken, de stand van het grensvlak bij stroming in een bocht en de vorm en voortplanting van een (twee-dimensionale)translatiegolf in het grens-vlak.

U.1 Selektief onttrekken

Als men de twee-dimensionale energievergelijking (Bernoulli) toepast op de twee-lagenstroming van fig, "10 , dan vindt men onder verwaarlozing van wrij-ving en vertikale versnellingseffekten |5J

waarin:

h = dikte zwaardere onderlaag bij de ingang van de geul ten op-zichte van bodemligging bij de spleet

y = dikte onderlaag ter plaatse van de spleet v = snelheid in de spleet

Ap - (p2 - p.) het dichtheidsversch.il tussen boven- en onderlaag P2 = dichtheid onderlaag.

Als men stelt Q = v . B . D , waarin

B =» breedte van de spleetopening D = spleethoogte

dan wordt voor y = D de situatie bereikt dat water uit de bovenlaag meege-zogen wordt:

Q2 / B2 2

-11-of

f

Q = BD |/2g ^ (h - D) (3)

Dimensieloos wordt vergelijking (3) als volgt geschreven:

. ^ - I k è - O CM

Deze formule kan gehanteerd worden zolang de beweging van het water onder de

spleet sub-kritisch is, dit wil zeggen voor o< — < •%•

h

r 3

Voor — > -r zal bij gegeven laagdikte alleen dan water uit de lichtere

boven-laag meegezogen worden wanneer de stromingstoestand voor de spleet

super-kritisch wordt.

Door in vergelijking (1) v = ^ te substitueren en'vervolgens te differentiëren

naar y vindt men als nulpunt van deze vergelijking de waarde van y waarvoor dit

geval is:

yc -f

\ (5)

Dan g e l d t ( s u b s t i t u t i e v a n ( 5 ) i n ( 1 ) )

1

T

„ l/S „ " T

^ ( 6 )

en als men deze vergelijking dimensieloos maakt:

2 \ \J2 . K

* " 3 D y 3 ' D

De linkerleden van vergelijking {k) en (f) zijn in deze vorm geschreven,

omdat daardoor het intern Froude-getal is weergegeven.

De vergelijkingen zijn als een lijn in fig. 50 weergegeven in kromme (a).

In M J wordt verder uitgewerkt wat de invloed van de wrijving en de

verti-kale versnellingen zal zijn.

de invloed van een raenglaag, Vooral bij de hogere waarden van Fr. (hogere de-bieten of geringere dichtheidsverschillen) was de vorming van een menglaag bij het scherm duidelijk waarneembaar. In hoofdstuk 6 aal ook beschreven wor-den hoe op grond hiervan een bepaling mogelijk wordt van het kritieke debiet.

In bijlage 3, fig, 1 is de toestand weergegeven, zoals die bij het scherm waargenomen is vlak voor de toestand kritiek wordt. De waarde h is proef-ondervindelijk bepaald en blijkt vanaf een bepaalde waarde van het interne Froude-getal een konstante verhouding te hebben tot h . In deze bijlage zijn de vergelijkingen afgeleid voor de relatie h - Q , uitgaande van deze situa-tie. Men krijgt dan:

r s 1 c w Wc / E D / lt ,o r W N /flX

h

Voorts geldt ™ = 0,9 (9)

n

r

hr

Voor 1 < ^— < 1,5 wordt, geen duidelijke zoutwig gevormd en kan het best vergelijking {k) aangehouden worden.

Als men (9) substitueert in (8):

h

/ 5 1,5 Fr. = p , 2 (^) (10)

Deze beide relaties zijn eveneens weergegeven in fig. 50 als kromme b,

U.2 Grensvlakverhanfi in bochtstroming

Evenals in homogene atroming het vloeistofoppervlak een verhang aanneemt in een kromming, zal in een twee-lagensysteem, waarvan de onderste laag in be-weging is een verhang van het grensvlak te verwachten zijn.

Als men het evenwicht van een elementje vloeistof in de onderste laag be-schouwt (fig. 11a) dan kan men afleiden dat het dwarsverhang de volgende vorm aanneemt (zie bijlage k)i

-13-Ook in dit geval kan men echter te maken hebben met een menglaag van enige dikte. Als men aanneemt dat de snelheden in deze tussenlaag klein zijn ten opzichte van die in de onderlaag, ontstaat in de "bocht een situatie als in fig. 11b is weergegeven. Alhoewel de dichtheid over de hoogte van deze laag niet uniform zal zijn, maar geleidelijk zal verlopen van p. naar p~ is de fout niet groot, wanneer men over de gehele laagdikte een dichtheid 1 + 2 aanneemt.

Wederom het evenwicht van een vloeistofelement in de onderste laag beschou-wend , krijgt men de volgende uitdrukking van het verhang van de grenslaag die nu gedefinieerd is als de overgang tussen onder- en menglaag:

Pr g r

Zoals in hoofdstuk 6 uiteengezet zal worden was de meetnauwkeurigheid in mo-del niet groot genoeg om bovenstaande vergelijkingen te toetsen.

k.3 Translatiegolf op het grensvlak

Wanneer aan het begin van een spuiperiode de schuiven van de sluis geheven worden zal het toenemend verval over het kunstwerk een snel toenemend debiet tot gevolg hebben. Zolang de lozing aelektief plaatsvindt aal deze toename van debiet zich. manifesteren als een negatieve translatiegolf op het grens-vlak. De golf wordt teruggekaatst bij de mond van de geul (overgang naar de Roompot). Het direkte gevolg van de golf zal een verlaging van het grensvlak ter plaatse van het scherm zijn gedurende de looptijd van de golf.

De vergelijkingen voor de golfsnelheid en-hoogte worden gegeven voor het geval van een rechte geul met prismatische doorsnede (variant 1).

In fig. 12 is de situatie weergegeven voor het geval er nog geen snelheid in de onderlaag aanwezig is (de eerste golf). In bijlage 5 is de vergelijking afgeleid voor de snelheid van een translatiegolf op het grensvlak tussen twee lagen:

2 h1 h2

^ 8

Ook in dit geval kan men echter te maken hebben met een raenglaag van enige

dikte. Als men aanneemt dat de snelheden in deze tussenlaag klein zijn ten

opzichte van die in de onderlaag, ontstaat in de bocht een situatie als in

fig. 11b is weergegeven. Alhoewel de dichtheid over de hoogte van deze laag

niet uniform zal zijn, maar geleidelijk zal verlopen van p naar p^ is de

fout niet groot, wanneer men over de gehele laagdikte een dichtheid 1 + 2

2

aanneemt,

Wederom het evenwicht van een vloeistofelement in de onderste laag

beschou-wend, krijgt men de volgende uitdrukking van het verhang van de grenslaag die

nu gedefinieerd is als de overgang tussen onder- en menglaag:

I = -22L. (

)

p

Zoals in hoofdstuk 6 uiteengezet zal worden was de meetnauwkeurigheid in

mo-del niet groot genoeg om bovenstaande vergelijkingen te toetsen.

h.3 Translatiegolf op het grensvlak

Wanneer aan het begin van een spuiperiode de schuiven van de sluis geheven

worden zal het toenemend verval over het kunstwerk een snel toenemend debiet

tot gevolg hebben. Zolang de lozing selektief plaatsvindt zal deze toename

van debiet zich manifesteren als een negatieve translatiegolf op het

grens-vlak. De golf wordt teruggekaatst bij de mond van de geul (overgang naar de

Roompot). Het direkte gevolg van de golf zal een verlaging van het grensvlak ter

plaatse van het scherm zijn gedurende de looptijd van de golf.

De vergelijkingen voor de golfsnelheid en-hoogte worden gegeven voor het

geval van een rechte geul met prismatische doorsnede (variant 1).

In fig. 12 is de situatie weergegeven voor het geval er nog geen snelheid in

de onderlaag aanwezig is (de eerste golf). In bijlage 5 is öe vergelijking

afgeleid voor de snelheid van een translatiegolf op het grensvlak tussen

twee .lagen:

2 _

1

2 Ap

c

- n ~ n ^ -q

s (13)

van de golf

z = r^ (110

bc v '

Aangezien er niet veel verschil in snelheid tussen de verschillende lagen over de hoogte van de golf is zal het golffront een duidelijker vorm "behouden dan dit "bij homogene stroming het geval is.

De voortplanting in een kromme geul zal niet volgens de as van de geul plaatsvinden. De translatiegolf aal in eerste instantie rechtdoor lopen en in de kromming volume verliezen door afstroming naar de binnenbocht. Het resterende deel van de golf zal bij de buitenbocht tegen het talud "botsen en een zig-zaggend pad volgen door de geul. Een theoretische benadering voor dit probleem is nog niet gevonden. Het zal duidelijk zijn dat de "looptijd" van de golf in een korte geul groter zal zijn dan. het quotiënt van geullengte langs de as en snelheid.

5 Modelschalen en inrichting model

Het zout-zoetgedeelte en het merendeel van de homogene proeven van het onder-zoek zijn verricht in het overzichtsmodel. Enkele proeven zijn uitgevoerd in een stroomgoot. De schaalkeuze voor elk van deze modellen, alsmede hun in-richting en de instrumentatie worden in dit hoofdstuk verder beschreven.

5.1 Schaalkeuze drie-dimensionaal model

Bij de schaalkeuze spelen altijd drie facetten een rol: een zo juiat moge-lijke reproduktie van de hydraulische verschijnselen, de omvang van het model en direkt daarmee samenhangend de beschikbare ruimte.

Wat betreft de hydraulische verschijnselen dient men zowel in de situatie met homogene stroming als in die met gelaagde toestand te voldoen aan de eis van gelijkvormigheid. In een gelaagde stroming wordt voldaan aan een eis dat het intern Froude-getal voor model en prototype gelijk zijn door de volgende schaalwet:

n = n , 2. n , s . n - n. ,s . n, a (1)

v Ap/p h g Ap/p h

Door n. = 1 te kiezen, volgt n = h 2 (2)

p/p

En dit is dezelfde schaalwet, die voortvloeit uit de eis bij homogene stro-ming, dat het (externe) Froude-getal in model en prototype overeenkomen. Door aan deze wet te voldoen waarborgt men de juiste reproduktie van het drie-dimensionale stroombeeld met dominerende horizontale snelheden in een permanentie, maar ook van een niet-permanent verschijnsel als de translatie-golf op het grensvlak.

Voor een juiste reproduktie van drie-dimensionale stroombeelden moet men als aanvullende eis stellen, dat het model niet vertrokken mag zijn:

nl = nh ( 3 )

Wat betreft de grootte van het Reynolds-getal in model kan gesteld worden dat het in model groot genoeg moet zijn om turbulente stroming te garanderen in het gebied, dat voor het onderzoek van belang is. Voor het homogene onderzoek is dat gebied de verbindingsgeul tussen dichtheidsscherm en sluis en voor de

-16-gelaagde toestand is dat bovendien een groot gedeelte van de toeleidingsgeul.

Tenslotte volgen uit de bewegingsvergelijking voorwaarden, waaraan de wrij-ving op de bodem en het grensvlak moeten voldoen.

Voor de bodemwrijving geldt de volgende betrekking: 2 nl

Waarin C de koëfficiënt van de Chêzy voorstelt. Voor een onvertrokken model dus:

n /

- 1

Als men de grensvlakwrijving karakteriseert met de dimensieloze koëfficiënt

X., dan volgt voor een onvertrokken model

n = ^ - 1 (6) Xi nl

2

Gezien de omvang van het probleemgebied (~ UOO km } is voor dit model geko-zen voor n. = n, = 100.

Weliswaar is deze schaal al klein met betrekking tot de gewenste nauwkeurig-heid in de vaststelling van snelheden en de dichtnauwkeurig-heidsmetingen, maar een grotere schaal zou de kosten voor modelbouw onevenredig hoog doen oplopen. Het Reynolds-getal behoudt voor homogene stroming in de kom een waarde > 2000 bij de debieten, die in model onderzocht zijn. Voor gelaagde stroming blijft het Reynolds-getal voor de stromende onderlaag ook boven deze waarde over een groot gedeelte van de geul.

Voor hydraulisch ruwe bodem leidt de voorwaarde (k) tot een schaal voor de oneffenheden a:

na - n± (8)

De homogene proeven zijn gedaan met een grindbodera tussen scherm en sluis, die aan deze eis voldeed. Een gevoeligheidsonderzoek toonde echter aan dat de grootte van de ruwheid nauwelijks invloed had op de stroombeelden. De bodem van de toeleidingsgeul in het model was van afgestreken specie. De

ruwheid hiervan wordt globaal op a = 0,0005 m gesteld en geeft de oneffenheden van de gebaggerde geulbodem redelijk op schaal weer.

Over de grootte van \. bestaat nog veel onzekerheid. In I6J wordt uiteengezet, dat in het laminaire gebied X. omgekeerd evenredig is met het Reynolds-getal, in het overgangs- en turbulente gebied echter afhankelijk wordt van Fr.. Indien aan vergelijking (2) is voldaan zou daarmee ook vergelijking (6) in orde zijn in het model. In het geval de stroming over een bepaald gebied lami-nair is (bij de mond van de geul) zal de (X.) relatief te groot zijn. In dat geval zal ook de bodemwrijving toenemen. Beide effekten resulteren dan in een relatief te sterk verhang van het grensvlak over het deel van de geul, waar de

stroming nog laminair is. Een extra kontrole op de invloed van de overdreven ruwheid wordt verkregen door proeven met een andere Ap te doen en aangepast hieraan een andere snelheidsschaal. Hiermede wordt bij gelijkblijvend intern Froude-getal een variatie in de Reynoldsschaal verkregen.

5.2 Inrichting drie-dimensionaal model

De schaalkeuze n, = n, = 100 resulteerde in modelafme,tingen van globaal 2 x n

20 x 30 m , met een diepte van 0,1*5 m ten opzichte van N.A.P. In fig. 13 zijn de omtrekken van het model alsmede de voornaamste voorzieningen weer-gegeven. Als randen van het model werden gekozen: in het zuiden de gesche-matiseerde Noord-Bevelandse oever (N.B.), in het noorden liet begin van het platengebied (M.P.)- De westrand bestaat voor een gedeelte uit de Oosterschei-dedam (O.D.) met daarin de sluis (SL). De sluisafvoer wordt geloosd via een regelbare klep (Z.R.)S waarmee de waterstand op zee in te stellen is en tevens een geschematiseerd getij gesimuleerd kan worden {fig. ik). Via een woelbak wordt het water dan over een V-stuw geleid (V.S.), waarna het terugstort in het reservoir,

De ooatrand tenslotte bestaat uit een instelbare metalen rand, waarmee een konstant niveau op het Zeeuwse Meer te onderhouden is door het vaste circula-tiedebiet Q groter te maken dan het bij de sluis onttrokken debiet Q ,. De rand ie hierbij zo laag gemaakt, dat kleine verschillen in Q tengevolge van variaties in Q , nauwelijks invloed hebben op het niveau.

Het model beschikte over twee gescheiden reservoirs (fig. 15). Het aoet-reservoir had een oppervlak van 62,0 m en een nuttige inhoud 9^S3 m . Uit dit reservoir werd zoet water gepompt door een halpomp (H.P.2) naar de Zeeuwse Meer-rand. Een gedeelte van dit water circuleerde terug naar het

-18-reservoir, een gedeelte stroomde echter door de sluis weg en kwam in het

o tweede reservoir. Het tweede reservoir was L-vormig, de korte poot met 2^,3 m

oppervlak en 36,50 m inhoud, de lange poot met respektievelijk 62,0 m en 9^,3 m • Dit reservoir stond tijdens de homogene proeven in direkte verbinding met het zoet-reservoir, waardoor een gesloten circuit ontstond. Tijdens de proeven met een dichtheidsverschil werd het zoet-reservoir afgesloten van dit tweede (in die fase zoute)reservoir. Het deficit dat in het zoet-reservoir ontstond, doordat het circuit verbroken werd, is door middel van een automa-tische regeling periodiek aangevuld vanuit het grote laboratorium reservoir, In het zout-reservoir zorgde een systeem van pekelleidingen en luchtleidingen (fig. 15) voor een snelle menging van de geïnjekteerde pekel met het aanwe-zige zoete of (na de eerste proef) brakke water. De perforaties van de pekel-leiding lagen aan de bovenzijde van de pekel-leiding teneinde luchtinsluiting te voorkomen. De luchtleiding was aan de onderzijde geperforeerd zodat binnen-gedrongen water eruit gedrukt werd; dit teneinde het luchtdebiet over de gehele lengte te waarborgen. De pekeltoevoer (p = 1200 kg/m ) vond plaats vanaf de centrale pekelleiding langs het plafond boven het model en werd ge-meten met behulp van twee rotameters, voor elke poot van het reservoir êên. Het water in het reservoir werd bemonsterd door met een pompje uit verschil-lende delen van het reservoir monsters te trekken, waarvan de dichtheid bepaald werd met een areometer. Het ontwerp was erop gericht om met een normaal pekeldebiet van 0,65 m /min voor de lange poot en 0,35 m /min voor de korte poot en een normaal luchtdebiet van - 10 l/s de reservoirinhoud binnen 15 min op de gewenste dichtheid te brengen. In de praktijk werd het luchtblazen gedurende enige tijd doorgezet om eventuele variaties in de lengterichting van het reservoir te nivelleren.

Voor een efficiënt bedrijf van het model was voorts een snelle instelling nodig van een twee-lagensysteeïti, voorafgaande aan de proef. Hiervoor is ge-kozen voor inbrengen van zout (zwaarder) water aan de bodem onder een reeds aanwezige zoete laag. De andere mogelijkheid, namelijk het inbrengen van zoet aan het oppervlak over een zoute laag, zou een te kostbare regeling voor de oostrand (Z.M,) van het model betekenen. Bij voorafgaande proeven in een kleine bak werd gevonden, dat de eerste oplossing een groot debiet koppelde aan een relatief geringe menging als men het zoute water onder een vlakke plaat uit liet stromen. Deze plaat (V.P.) werd gesteld op een vaste afstand vanaf de bodem, in model 5 cm (fig. 16).

"bij de omtrek van de plaat, werd een plaat diameter van 2,5 m voldoende ge-acht. Het debiet hierbij was ko l/s en de vultijd voor een zoute laag van 0,20 m (model): T = 1250 s. Doordat de doorsnede zich vanaf het middelpunt van de plaat sterk verwijdde en de stroom daardoor vertraagde, veroorzaakte de grote turbulentie, die hier het gevolg van TOS, te veel menging. Eén op-lossing hiervoor zou zijn om de hoogte van. de plaat boven de bodem geleide-lijk af te laten nemen (trompetvorm), maar het werd acceptabel geacht om met kleinere debieten te vullen (CL -, = 5 a 10 l/s) en de stroom beter te verdelen door middel van nylongaas aan de rand van de verdeelplaat.

De zoutpomp, welke geplaatst was in het kortste reservoir voerde het zoute water via een shunt in de leiding (fig. 15) door een rotameter naar de plaat. Een nauwkeurige instelling van het debiet werd hiermee mogelijk gemaakt. Door het hoge turbulentieniveau van het op deze wijze ingebracht water was het niet mogelijk om voor debieten Q, > 10 l/s een gelijke hoeveelheid zout water aan te voeren zonder grote menging op het grensvlak. Proeven met volledige permanentie zijn dan ook bij lagere debieten uitgevoerd.

Aangezien in ieder geval de geulvormen 2 en 3 in model homogeen zouden wor-den onderzocht, werwor-den de buitenste taluds van beide geulen vastgelegd door middel van een specielaag op het zandpakket, De binnentaluds werden a.chtereen-volgens in model gebracht en slechts afgestreken met cementpoeder om een

snelle ombouw van variant 2 naar variant 3 te bewerkstelligen.

Het gebied rond de binnenzijde van de sluis was opgebouwd uit een los grind-pakket bij de homogene proeven om verschillende vormen van de verbindingsgeul zonder ingrijpende verbouwingen te kunnen effektueren. Bovendien werd hiermee de gewenste ruwheid van de bodem in de verbindingsgeul bereikt.

In de proeven met gelaagde stroming werd zowel het binnentalud van de gekozen geulvornij als de bodem bij de verbindingsgeul geheel dicht gemaakt, teneinde te voorkomen dat het "grondwater" aan de stroming zou gaan deelnemen en zout en zoet elkaar zodoende zouden besmetten.

5.3 Schaalkeuze en inrichting van het gootonderzoek

Ten behoeve van een aantal principeproeven betreffende de vorm van de verbin-dingsgeul was het niet strikt nodig om het drie-dimensionale model te gebrui-ken. Om tijd te winnen zijn daarom deze proeven in een goot verricht parallel aan het onderzoek in het drie-dimensionale model. De schaaloverwegingen waren weer dezelfde als voor het homogene onderzoek in het drie-dimensionale model.

-20-Maar de schaalkeuze werd bepaald door de breedte van de goot. Om de halve breedte van het scherm (112,5 m) te laten korresponderen met de gootbreedte

(b = 1,00 m) werden de schalen:

= 112,5 ny = 10,6

De as van de verbindingsgeul viel samen met eên zijwand van de goot (fig. 17)» Het talud was opgebouwd uit los grind dat aansloot aan het horizontale vlak op N.A.P. - 12,50 m, waar de kontraktie naar de sluis toe plaatsvond.

Aangezien het hier ging om de snelheidsverdeling v66r de sluis was het niet nodig om in dit model een sluis in te bouwen.

Het water werd door een pomp via een meetflens in een woelbak gebracht en stroomde achter het model over een klep terug naar het reservoir. De water-stand in het model werd ingesteld met behulp van schotbalkjes in een sponning.

5.k Intrumentatie

Evenals het onderzoek zelf in twee onderdelen uiteen viel, liggen de accenten wat betreft de instrumentatie verschillend voor homogeen en gelaagd onderzoek. Het aansluitschema van de instrumenten is gegeven in fig, 18,

Homogeen onderzoek

Het stroombeeldonderzoek vond voornamelijk plaats door middel van snelheids-metingen met de mikromolen. Het signaal van de mikromolen werd daartoe over

50 of 100 sek. (afhankelijk van het turbulentieniveau) gemiddeld.

De aanloopsnelheid van de mikromolen ligt in de orde van 2 a 3 cm/s. Voor hogere snelheden neemt de nauwkeurigheid toe tot + 1s0 %.

De waterstanden voor en achter het scherm werden gemeten met behulp van waterstandsvolgers. Dit apparaat meet het wateroppervlak, doordat een servo-motor ervoor zorgt dat een snel-trillende naald (50 c/s) steeds de helft van de trilling in het water is en de andere helft eruit. De evenwichtspositie wordt als een kontinu signaal gegeven in volts. Aanvankelijk werd dit signaal ook kontinu geregistreerd met een Santiorn-recorder, later is overgegaan op het gebruik van een digitale voltmeter, omdat dit de ijking en aflezing vereenvoudigde.

De nauwkeurigheid van de waterstandsvolger ia t 0,1 % van het meetgebied, in dit geval 6 cm. Dit komt dus neer op 0,06 mm in model of 6 mm prototype, hetgeen een te verwaarlozen fout oplevert.

Onderzoek met diehtheidsverschillen

Meting van de diepte van het grensvlak boven een bepaald referentieniveau kan op twee manieren gebeuren met hetzelfde instrument: de beweegbare zoutopnemer. In principe bemonstert het instrument een klein debietje water, kontinu en zonder traagheid op haar geleidendheid en verkrijgt men daardoor een maat voor het zoutgehalte. Door de opnemer een vaste vertikale afstand met

kon-stante snelheid te laten doorlopen verkrijgt men dichtheidsvertikalen, waar-uit men de ligging van het grensvlak kan bepalen (BEZO-funktie). Men kan echter ook een bepaalde referentie-geleidendheid instellen, horende bij het zoutgehalte, waarmee men het grensvlak karakteriseert. De servo-motor zal de opnemer tegensturen, als de geleidendheid hoger of lager wordt dan de refe-rentiewaarde. De opnemer oscilleert om het grensvlak met een instelbare amplitude (GREVO-funktie). Wat betreft de registratie wordt in het eerste geval de dichtheid als funktie van de plaats door de Sanborn geschreven, in het tweede geval direkt de positie van de opnemer ten opzichte van het referentieniveau.

De nauwkeurigheid van de zoutopnemer bij het meten van zoutvertikalen wordt geachat op 1 a 2 % van het bereik. Bij een bereik van Ap ~ 25 kg/m (in feite de geleidendheid die hiermee korrenspondeert) is de maximale fout dus

+ 0 , 5 kg/m . Aangezien in de grenslaag de dichtheid over een afstand < 2 model cm verloopt van 1000 naar ~ 1020 kg/m kan bij de positiebepaling van

de grenslaag bovengenoemde fout in dichtheid resulteren in een fout van 1

maximaal -j-r x 2,0 cm = 0»5 mm. Hierbij komt de fout in de Sanborn-registra-tie, ordegrootte van 2 % van de volle schaal, dit is i 1 mm papier.

In de meeste gevallen kwam 1 mm papier overeen met 0,5 cm model, waaruit blijkt dat de onnauwkeurigheid in de registratie veel sterker woog dan die in de geleidendheidsmeting. Het resultaat was een maximale fout in de positie van de grenslaag van 5,5 mm model, overeenkomend met 55 cm prototype.

Behalve de vier beweegbare zoutopnemers, die gebruikt werden ter bepaling van de diepte van het grensvlak en/of de dikte van de menglaag tussen zout

-22-ter bepaling van de dichtheid van het lozingsdebiet. Deze opneraer diende te-vens ter kontrole op een volledige menging van het geloosde water. Hiernaast werd een zoutopnemer gebruikt die niet voorzien was van een bewegingsmecha-nisme (VAZO), om op verschillende plaatsen (bijvoorbeeld bij het scherm)

snel een indruk te krijgen van de gelaagdheid» De gegevens van opnemer B zijn verwerkt tot percentages zout of zoet water in het mengsel en hebben een nauwkeurigheid, van 3 a h %• De Vazo-gegevens zijn in het algemeen alleen ala indikatie gebruikt en verder niet verwerkt.

6 Het onderzoek

6.1 Homogeen onderzoek

Zoals reeds gesteld in de vorige hoofdstukken was dit deel van het onderzoek

erop gericht om de vormgeving van de verbindingsgeul tussen scherm en sluis

te optimaliseren, indien mogelijk het aantal met gelaagde stroming te

onder-zoeken varianten te reduceren en een indruk te krijgen van de

afvoerkoê'ffi-ciënt van het scherm.

Een overzicht van de onderzochte varianten geeft fig. 20.

6.1.1 Toeleidingsgeul variant 2

Uitgangspunt was variant T., een ontwerp dat onderdeel was van de

konfigura-tie voor toeleidingsgeulen 1 en 2 en dat in deze vorm tot stand was gekomen

in overleg tussen de Deltadienst en het Waterloopkundig Laboratorium.

Gemeten werden snelheidsprofielen in verschillende raaien op een diepte van

3 m boven de "bodem.

Aanvankelijk werd ook onderzocht wat de Reynolds-afhankelijkheid was door

bij verschillende debieten de metingen te herhalen, dit bleek geen

signifi-kante verschillen op te leveren. (Proef 1 en 3, fig, 21 en 22.)

Proef 6 was erop gericht de cirkulatie achter het scherm vast te leggen

(fig. 23). Zowel direkt achter het scherm, als op het talud bleek de

snel-heidsverdeling over de breedte vrij regelmatig, alhoewel de

snelheidsverti-kalen in fig. 23 alleen de grootte en niet de richting van de snelheden in

de oppervlakteneer geven. In werkelijkheid had de kontraktie van de damwanden

tot gevolg, dat de oppervlaktesnelheden op de grens tussen neer en

hoofd-stroom meer as-waarts gericht waren. In proef 7 werd de snelheidsverdeling

voor de sluis over de diepte meer in detail gemeten (fig. 2k).

De proeven 9 en 10 waren erop gericht het gedrag van de gekoncentreerde

straal, die onder het scherm door kwam vast te leggen (fig. 25). In

tegen-stelling tot de andere snelheidsraetingen, waar een gemiddelde snelheid

gemeten werd door het signaal te sommeren over een bepaalde tijd, werden

deze metingen geregistreerd op papier, teneinde een indruk te krijgen van de

turbulentie van de stroming (fig. 26). Geheel overeenkomstig de verwachting

is voor de eerste meetpunten achter het scherm tot een afstand van 6 a f d

(waarin d ~ -r D = de diameter van de straal onder het scherm) de gemiddelde

snelheid konstant, terwijl de turbulente fluktuaties geleidelijk toenemen. Verder dan deze afstand van het scherm neemt de gemiddelde snelheid af. De snelheidsverdeling in dwarsrichting op een afstand van 6 d is gelijkmatig. Dit betekent dat men de afstand van het scherm tot de teen van het talud kan bekorten tot de helft (lj-0 m) of tot j? van de oorspronkelijke afstand (10 m ) .

In het eerste geval is de turbulentie vel hoog, maar de grootte van de snel-heid gereduceerd, in het tweede geval is de snelsnel-heid vel hoog, maar zijn er haast geen fluktuaties.

Uit fig. 26 kan gekonkludeerd worden dat bij een tussenliggende afstand de kombinatie van hoge snelheid en grote turbulentie ongunstig zou kunnen zijn voor de stabiliteit van de teen.

Om de invloed van geleidewanden bij de zijpijlers van het scherm op de stroming na te gaan werd proef 12 uitgevoerd met de twee schotten A ter weerszijden van het scherm. De invloed op de stroombeelden blijkt nihil te zijn ten opzichte van de situatie zonder schotten, (fig. 27).

Op grond van deze resultaten voor ontwerp T werd overleg gepleegd met de Waterloopkundige Afdeling. Duidelijk was dat het vak direkt achter het scherm bekort kon worden. Getracht zou worden de ongelijkmatigheid in de snelheids-verdeling op het vak voor de sluis weg te werken, Hiertoe kwamen drie voor-stellen ter tafel (fig. 28 en 29). Weghalen van beide knikken in de zijdam-wand leidde tot ontwerp TL, dat echter niet verder onderzocht is, omdat de wijkhoek van de damwandgedeelten bij de sluis te groot werd voor inlaten. Ontwerp T„ voorkwam dit, maar had toch een vloeiende overgang. Het idee, dat ten grondslag lag aan ontwerp TL, was om door de vertikale en de horizontale kontraktie te scheiden een benadering uit de potentiaaltheorie mogelijk te maken. Uitgaande van een nette snelheidsverdeling over de breedte van de kruin van het talud aou de horizontale vernauwing de stroom volgens deze potentiaaltheorie moeten volgen om loslaten van de stroom te voorkomen. Punt van onderzoek zou zijn, welke vorm een minimale lengte van de kontrak-tie zou geven. Zoals reeds eerder vermeld is, werd dit deel van het onderzoek in een goot uitgevoerd. Alvorens op de resultaten hiervan in te gaan zullen eerst de resultaten van ontwerp T„ gegeven worden.

In de proeven 15 t/m 19 was om een referentie te hebben de lengte van het vak direkt achter het scherm nog gelijk gehouden aan T.. In proef 15 werden weer de snelheden in drie dwarsraaien en de as op een hoogte van 3 m boven de bodem gemeten (fig. 30). Het beeld is nauwelijks verschillend van ontwerp T ,

evenals de snelheidsverdeling op het talud (fig. 31). Deze snelheidsverdeling is nog op een andere wijze gegeven in fig. 32 als isotachenveld. Omdat de snelheidsverdeling op het vlak voor de sluis niet "beter was geworden werd Toe-sloten om ook in en achter de sluis snelheden te gaan meten. Het resultaat van deze proef (nog.) 18 en 19» fig. 33 en 3*0 toonde aan dat de ongelijkheid

in snelheidsverdeling op 20 m uit de dag van de sluis (raai I) grotendeels verdwenen was in de instroomopening (raai II). De uitstroming was gelijk-matig over de breedte zoals raai IV te zien geeft, alleen heeft de diffusor-werking van de sluiskokers een plaatselijk effekt. In raai III zijn de snel-heden weergegeven van 2 respektievelijk 3 meetpunten per koker. Duidelijk is dat voor de beide buitenste kokers van iedere groep de snelheidsverdeling

zeer ongelijk is, hetgeen echter niet een gevolg is van de aanstroming in de verToindingsgeul maar van de groepering van de kokers.

In proef 20 wordt deze serie metingen herhaald voor ontwerp I\ (fig. 35 en 36) en in proef 21 voor ÏV (fig. 3T en 38). Alhoewel gesteld moet worden, dat de snelheidsverdeling iets minder goed is dan voor ontwerp T "betekent dit niet dat het patroon achter de sluis onaanvaardbaar is. Gekonkludeerd mag worden, dat ook de kortste damwandlengte (Tv) vanuit hydraulisch oogpunt nog aan-vaardbaar is. Vermoedelijk geeft de sluis zelf door zijn weerstand voldoende spreiding, zodat de snelheidsverdeling in de sluis minder gevoelig is voor de aanstroomkondities.

De proeven, die gedaan zijn in de goot, vonden gelijktijdig plaats met die welke hiervoor "besproken zijn. Doordat de horizontale en vertikale kontrak-ties gescheiden waren, was het betrekkelijk eenvoudig om de damwandvorm tussen de kruin van het talud en de denkbeeldige sluis te variëren.

Allereerst werd een kromme gekonstrueerd, die een minimum kontraktielengte kombineerde met een theoretisch optimale werking. Dit is het "theoretische ontwerp" (fig. 39) dat door zijn vorm nergens langs de rand tegengesteld gerichtte drukgradienten heeft, waardoor de grenslaag van de stroming de wand los zou laten. Het was echter duidelijk, dat bij de gegeven kontraktie deze lengte een te groot damwandoppervlak zou vragen, zodat op drie verschil-lende manieren een kortere benadering is gezocht. In ontwerp TL sloten de boven- en Toenedenstroomse bogen ook vloeiend aan op de rechte stukken, maar hadden ze ieder een sterkere kromming, waardoor te verwachten was dat er wel tegengestelde drukgradienten op zouden treden. In proef 22 (fig. ^0 en U1) is uitsluitend naar het resultaat gekeken in het benedenstrooms van de kon-traktie gelegen prismatische gedeelte. De snelheden zijn op twee hoogten boven

-26-de "bo-26-dem gemeten in drie raaien op respektievelijk 270 (ï), 285 (II) en 300 (ill) m van het scherm af. Het bleek dat pas op 300 m sprake was van een gelijkmatige verdeling van de snelheden.

Vervolgens is gepoogd deze afstand te verkorten door de bovenstroomse "boog van de kontraktie een hoek te laten maken met het rechte gedeelte (T„). In proef 23 werden wederom snelheden gemeten in drie raaien nu op 250, 261 en 272 m vanaf het scherm (fig. U2 en 1*3).

Het snelheidsprofiel bereikt nu op ~ 265 m tussen de tweede en de derde raai dezelfde mate van gelijkmatigheid als in proef 22 op 300 m. Dit is dus op het eerste gezicht een verbetering.

Tenslotte is nog proef 2k uitgevoerd met alleen een kromming in het beneden-stroomse deel van de kontraktie (T„). Dit leverde geen verbetering op:

op 265 m vanaf het scherm was de stroming nog niet gelijkmatig verdeeld (fig. kk). Wel is in deze proef door snelheidsmeting in verschillende punten van twee stroomlijnen aangetoond, dat door een zorgvuldige konstruktie van de vernauwing de stroom inderdaad niet loslaat en de snelheid gelijkmatig toe-neemt zonder tegengestelde drukgradienten.

Als men de damwandoppervlakten uitrekent voor de verschillende ontwerpen, blijkt niet alleen dat TV minder oppervlak nodig heeft dan TV. en TV (door groter percentage lange damwand wordt de kortere afstand sluis-scherm teniet gedaan), maar ook dat de potentiaalvorm door de scheiding van vertikale en horizontale kontraktie meer damwandoppervlak vereist dan ontwerp Tg.

(Tabel IV.) Bovendien is te verwachten, dat de regelmatige snelheidsverdeling voor de sluis juist geschaad wordt door de brede middenpijler van de sluis, zodat ook om die reden de voorkeur uitgaat naar ontwerp Tg.

Als afronding van het homogene onderzoek voor dit ontwerp werd een proef gedaan met ontwerp Tg zonder scherm (proef 25, fig 1*5). De snelheden aan de kruin van het talud waren gelijk over de gehele breedte, zodat gekonkludeerd mag worden, dat de onregelmatigheid op 25 m voor de sluis geheel een gevolg

is van de opstuwing van de middenpijler. De snelheden in de sluis blijken weer regelmatig te zijn.

Tenslotte moet nog êên facet van het onderzoek genoemd worden. In alle proe-ven werden regelmatig de waterstanden op het Zeeuwse Meer en op zee gemeten met een peilnaald. Een Waterstandsvolger gaf op een digitale voltmeter de

niveaus voor en achter het scherm zeer nauwkeurig.

Een aantal proeven waren er echter op gericht deze metingen voor een aantal debieten uit te voeren. In proef 5 vond men waarden voor de afvoerkoëfficiènt van het scherm die erg hoog lagen. (Tabel I.) Aanvankelijk werd de fout ge-zocht in de plaatsing van de WAVO achter het scherm. Het instrument stond in proef 7 dicht tegen het scherm aan in plaats van op het talud, maar de waar-den van u , Taleven aan de hoge kant (tabel II).

scherm

Tenslotte werd de oplossing gevonden in het feit dat de bodem onder het

scherm, welke geheel uit los grind bestond bij dit deel der proeven, mogelijk te doorlatend was, waardoor de werkelijke doorstroomopening groter werd. Dit is voorkomen door een vertikaal schot te plaatsen in de bodem ter plaatse van het scherm met de bovenkant juist onder het niveau van de geul (N.A.P. 36.00). Deze proef 11 is uitgewerkt in tabel III en geeft inderdaad aanzien-lijk lagere waarden van y , =0,63.

scherm 3

Behalve de afvoerkoëfficiènt van het scherm zijn in deze tabellen ook de af-voerkoëfficiënt van de sluis weergegeven. Wanneer men deze vergelijkt met de waarden welke in het modelonderzoek M 1089 voor éên koker gevonden werden

(1,310 dan blijkt de afvoerkoëfficiènt van de sluis inderdaad te zeer Reynolds afhankelijk om waarde te hechten aan de gemeten niveauverschillen over sluis + scherm voor bepaling van de totale afvoerkoëfficiènt. Beter is het deze te berekenen uit de gemeten waarde van y en de elders gevonden waarde voor

De gemeten waarden van V* h e r m betreffen uitsluitend de homogene situatie. Te verwachten is dat in de laatste fase van het selektief afzuigen, de waar-de geleiwaar-delijk toe zal nemen. Hier zijn geen metingen voor uitgevoerd.

6.1.2 Toeleidingsgeul variant 3

Nadat het model omgebouwd was naar de-situatie met rechte toeleidingsgeul en kromme verbindingsgeul tussen sluis en scherm werd eerst ontwerp T.. onderzocht in proef 26 en 28 (fig. k6 en hf). De gelijkmatige overgang van het gedeelte met talud naar het horizontale vlak op N.A.P. - 12,50 m was direkt overgenomen uit de voorafgaande proeven. Het scherm stond 10 m vanaf de teen van het talud.

-28-aantal raaien. De snelheidsverdeling direkt achter het scherm was volgens de verwachting zeer regelmatig. Aan de kruin van het talud waren de snelheden langs de wanden echter veel hoger dan in de as. Dit was zowel bij een hoog debiet Q = 1660 m3/s (fig. k6) als bij een lager debiet Q = 990 ra3/s (fig. hl) het geval. In de kromming werd deze ongelijkheid wel weer genivel-leerd, maar de kromming is er tevens de oorzaak van dat in de buitenste kokers van de sluis (ten opzichte van het middelpunt van de kromming) hogere snel-heden optraden, als in de binnenste kokers. (Vergelijk de getrokken lijnen, van raai E.) Het verschil in de snelheden op 3 ra en 8 ra boven de bodem is een gevolg van de opstuwing van de buitenkant van de sluis (plafond op N.A.P. -3,0 m = 9,50 in boven de bodem).

Om te kontroleren of de bodemruwheid invloed heeft op deze snelheidsverdeling (de spiraalstroming in een bocht neemt toe met toenemende bodemwrijving) werd proef 29 uitgevoerd met een gladde bodem (fig. k&). Bij deze proef is alleen gemeten in de raaien D en E. Vergelijking met fig. h6 (gelijke grootte-orde van het debiet) toont geen signifikante verschillen tussen de metingen, Eln opmerking betreft de snelheidsrichting, in de figuren is alleen de kom-ponent X op de meetraai aangegeven. De snelheden bij de buitenste drie kokers waren vrijwel parallel met de as van de sluis, bij de binnenste drie kokers had de stroomrichting echter een duidelijke hoek met de as en wel van de as af gericht.Dit manifesteerde zich in het "zaagtand^-profiel voor de binnenste kokers in raai E.

Tenslotte werd ontwerp T.g van de verbindingsgeul in het model ingebouwd, waarbij het binnenste damwandgedeelte vervangen werd door een damwand naar de Oosterscheldedam toe. In fig. 3 is dit het gestippelde damwandgedeelte dat met B is aangeduid. Dit betekende een besparing in damwandoppervlakte ten

op-zichte van T .j. Uit de metingen van proef 30 (fig. k9) bleek dat de snelheids-verdeling bij het scherm nog wel recht te trekken was met behulp van de

stroomgeleidingen G, maar in raai C ontstond een vooral aan het oppervlak sterke neerstroming, die zich tot vlak voor de sluis doorzette. Ondanks het feit, dat ook hier de weerstand van de sluis een zodanig nivellerend effekt op de snelheidsverdeling bleek te bezitten, dat deze in de sluis alweer sterk verbeterd was, bleef defteonklusie van kracht dat de neerstroming ongewenst was voor de stabiliteit van het ontvangbed. Het homogene onderzoek was hiermede afgesloten.

De konklusie van het homogene onderzoek was dat wat betreft de aanstroming van de sluis de keuze tussen de beide varianten van de toeleidingsgeul vrij

Toleef. Omdat verwacht werd, dat variant 3 in ieder geval minder nadelige ef-fekten op de dichtheidsstroming en de ontzilting zou hebben als variant 2 , lag het voor zover de hydraulische kant van de zaak betrof voor de hand om het onderzoek voort te zetten met gelaagde stroming in variant 3.

Tabel IV raadplegend blijkt het damwandoppervlak tussen bodem en ÏÏ.A.P. voor 2

ontwerp T echter globaal 3,500 m groter te zijn dan voor ontwerp T,-. Bovendien kwam de hoeveelheid te baggeren materiaal voor toeleidingsgeul 2 beter overeen met de voor de Oosterscheldedam benodigde hoeveelheden zand,

zodat op grond hiervan de Deltadienst voorkeur voor variant 2 had.

Tenslotte kwam er van de zijde van de Waterloopkundige Afdeling bezwaar te-gen de geringe afstand van de geulvariant 3 ten opzichte van de Oosterschelde

in verband met grondmechanische aspekten.

Deze overwegingen resulteerden in de beslissing toch variant 2 in gelaagde stroming te onderzoeken en alleen wanneer de ontziltingskwaliteiten van deze situatie veel slechter zouden zijn dan het twee-dimensionale onderzoek aangaf ook variant 3 in het verdere onderzoek te betrekken.

6.2 Onderzoek met dichtheidsstrominp;

Voorafgaande aan het onderzoek met dichtheidsstroming in het drie-dimensionale model werden op kleinere schaal een aantal proeven uitgevoerd om de mogelijk-heid te onderzoeken de zoute laag onder de {in model reeds aanwezige)zoete laag te brengen. De resultaten hiervan gaven aan dat dit inderdaad mogelijk was, mits gebruik gemaakt werd van een radiale uitstroming onder een plaat met een voldoende grote omtrek. Een andere mogelijkheid zou zijn om een parallelle uitstroming op de rand van het model te bewerkstelligen. De turbulentie ten-gevolge van profielverwijding zou dan te vermijden zijn. Gekozen is echter voor de cirkelvormige plaat in verband met de eenvoud van de konstruktie. De situatie die in model met gelaagde stroming onderzocht werd was vrijwel identiek aan het eindresultaat van de homogene proeven;

ontwerp Tg van de verbindingsgeul met variant 2 van de toeleidingsgeul

(fig. 19), Alleen de geleidingsschotjes ter weerszijden van het scherm werden onder een hoek van h3 met de as van de geul geplaatst.

Bovendien werd, zoals in hoofdstuk 5 reeds beschreven is, de bodem rond het scherm en in de verbindingsgeul nu ook geheel afgesmeerd met specie.

Tengevolge van de verkorting van de afstand sluis-scherm ten opzichte van de uitgangssituatie ontstond een gat tussen het tangentpunt van de reeds

inge-

-29-bleef. Omdat verwacht werd, dat variant 3 in ieder geval minder nadelige ef-fekten op de dichtheidsstroming en de ontzilting zou hebben als variant 2 , lag het voor zover de hydraulische kant van de zaak betrof voor de hand om het onderzoek voort te zetten met gelaagde stroming in variant 3.

Tabel IV raadplegend blijkt het damwandoppervlak tussen bodem en N.A.P. voor 2

ontwerp T , echter globaal 395OO m groter te zijn dan voor ontwerp ÏV. Bovendien kwam de hoeveelheid te baggeren materiaal voor tpeleidingsgeul 2 beter overeen met de voor de Oosterscheldedam benodigde hoeveelheden zand,

zodat op grond hiervan de Deltadienst voorkeur voor variant 2 had.

Tenslotte kwam er van de zijde van de Waterloopkundige Afdeling bezwaar te-gen de geringe afstand van de geulvariant 3 ten opzichte van de Oosterschelde-dam in verband met grondmechanische aspekten.

Deze overwegingen resulteerden in de beslissing toch variant 2 in gelaagde stroming te onderzoeken en alleen wanneer de ontziltingskwaliteiten van deze situatie veel slechter zouden zijn dan het twee-dimensionale onderzoek aangaf ook variant 3 in het verdere onderüoek te betrekken.

6.2 Onderzoek met dichtheidsstroming

Voorafgaande aan het onderzoek met dichtheidsstroming in het drie-dimensionale model werden op kleinere schaal een aantal proeven uitgevoerd om de mogelijk-heid te onderzoeken de zoute laag onder de (in model reeds aanwezige)zoete laag te brengen. De resultaten hiervan gaven aan dat dit inderdaad mogelijk was, mits gebruik gemaakt werd van een radiale uitstroming onder een plaat met een voldoende grote omtrek. Een andere mogelijkheid zou zijn om een parallelle uitstroming op de rand van het model te bewerkstelligen. De turbulentie ten-gevolge van profielverwijding zou dan te vermijden zijn. Gekozen is echter voor de cirkelvormige plaat in verband met de eenvoud van de konstruktie. De situatie die in model met gelaagde stroming onderzocht werd was vrijwel identiek aan het eindresultaat van de homogene proeven:

ontwerp Tg van de verbindingsgeul met variant 2 van de toeleidingsgeul

(fig. 19). Alleen de geleidingsschotjes ter weerszijden van het scherm werden onder een hoek van U5 met de as van de geul geplaatst.

Bovendien werd, zoals in hoofdstuk 5 reeds beschreven is, de bodem rond het scherm en in de verbindingsgeul nu ook geheel afgesmeerd met specie.

Tengevolge van de verkorting van de afstand sluis-scherm ten opzichte van de uitgangssituatie ontstond een gat tussen het tangentpunt van de reeds

inge-bouwde toeleidingsgeul en het scherm. Dit is in model opgelost door de sluis 0,1+5 m op te schuiven en de resterende 1,05 ra te overbruggen met een recht stuk geul. Op de modelresultaten zal dit geen invloed nethen.

Een overzicht der uitgevoerde proeven wordt gegeven in tabel V. De eerste proeven waren erop gericht de meetopstelling te ijken en te beproeven. Waar uitgegaan was van bepaling van de dikte van de zoute laag door middel van het meten van zoutvertikalen (BEZO meting) bleek bij deze proefmetingen de dikte van de menglaag klein genoeg te zijn om de positie van deze menglaag door het instrument te laten volgen en direkt te registreren. Met de afkorting GREVO in tabel V is deze procedure aangeduid.

Overigens zijn van deze testproeven alleen de resultaten van proef 3^ en 35 in de verwerking gebruikt.

In aansluiting op de testproeven werden eerst de voorwaarden voor zuiver selektief afzuigen onderzocht en met name voor de overgang van selektief af-zuigen naar zoet meeaf-zuigen. Deze toestand is kortweg aangeduid met de term kritiek afzuigen. Als kriterium voor deze toestand is voor de hogere debieten het verdwijnen van de menglaag voor het scherm gehanteerd. Voor de lagere debieten was deze menglaag niet zo duidelijk aanwezig zodat er geen diskonti-nuïteit in de GREVO-registratie was.

Voor deze gevallen is een zout-percentage van 50% aangehouden, gemeten door een vaste zoutopnemer aan de onderkant scherm aan de meerzijde. Dit percentage kwam goed overeen met het zoutgehalte op die plaats in de diskontinuïteit bij hogere debieten.

De proef werd uitgevoerd door een debiet onder het scherm in te stellen bij een dikte van de soute onderlaags waarbij zeker geen zoet water onttrokken zou worden. Het zoutwaterdebiet bij de vulplaat (fig. 13) werd gestopt. Hier-door zakte het grensvlak tussen zout en zoet water geleidelijk waarHier-door er een geringe verandering van het totaaldebiet optrad. Door het debiet te meten op het moment, dat de selektiviteit verbroken werd, kon dit toch eenduidig aan de zoutlaagdikte in de Roompot gekoppeld worden.

De opstelling van de instrumenten bij deze proeven is weergegeven in fig. 19. De meting van B2, een GREVO-meting bij de ingang van de geul, werd voor de proeven 3^, 35 en 37 t/m k2 dimensieloos uitgezet tegen de waarde van het interne Froude-getal (fig. 50). Bij al deze proeven gold Ap ~ 20 kg/m . Het interne Frouöe-getal is gebaseerd op de snelheid voor het scherm, c.q.. in de doorsnede onder het scherm, alsof er geen pijlers waren.