12, Enige beschouwingen ten aanzien van het ontwerp van het jievelcomplex . 73
13. Enige beschouwingen ten aanzien van het ontgrondingsonderzoek 76
LITERATUUR (deel I)
TABELLEN (deel.I)
FOTO'S (deel II)
1. Overzicht model M 1346 2. Overzicht model 3. Hevelvariant I 4. Hevelvariant II 5. Profielvolger 6. Ontgrondingsmateriaal hostyren 7. Stroombeeld TO-3 8. Stroombeeld TO-13 9. Stroombeeld TO-3 10. Stroombeeld TO-15 11. Stroombeeld Tl-2 12. Stroombeeld Tl-13
2. Overzicht model met verschillende stortebedlengten
3. Vormgeving uitstrootnconstructie aan Zijpe-zijde voor hevelvariant I (in model)
4. Vormgeving uitstroomconstructie van 1 hevelgroep voor hevelvariant I (in model)
5. Vormgeving uitstroomconstructie aan Zijpe-zijde voor hevelvariant II (in model)
6. Vormgeving uitstroomconstructie van 1 koker voor hevelvariant II (in model)
7. Debietbegrenzer voor hevelvariant I (type A) en voor hevelvariant II (type A)
8. Debietbegrenzers voor hevelvariant I, type B en C
9. Overgang woelbak-stortebed aan Zijpe-zijde van hevelvariant I
10. Afvoerkarakteristiek; gemiddelde snelheid en doorsnede aan eind stortebed
voor Zijde-zijde
11. Varianten afsluiting Oosterschelde van belang voor ontwerp hevelcomplex
12. Geschematiseerd getij en hevelafvoer tijdens getij van 10/11 september 1968
13. Geschematiseerd getij en hevelafvoer tijdens gemiddeld getij
J4. Geschematiseerd getij en hevelafvoer tijdens gemiddeld springtij
15. Geschematiseerd getij en hevelafvoer tijdens getij van 10/11 september 1968
o
en uA • 10.000 m
16. Gemiddeld springtij en gemiddeld getij voor stormvloedkering in mond
Ooster-schelde (pA = 10.000 m )
17. Fysische eigenschappen hostyren
18. Verband tussen i|> en Re en tussen — en Re
19. Gewichtsverdeling stortsteen
20. Diameterverdeling stortsteen
21. Sdroombeelden proef TO-3
22. stroombeelden proef TO-6
23. Stroombeelden proef TO-8
24. Stroombeelden proef T0-9
25. Stroombeelden proef TO-12
26. Stroombeelden proef TO-13
27. Stroombeelden proef T0-14
28. Stroombeelden proef TO-15
29. Stroombeelden proef T0-16
30. Stroombeelden proef T0-19
31. Stroombeelden proef T0-21
32. Stroombeelden proef T0-24
33. Stroombeelden proef T0~25
36. Stroombeelden proef TO-49
37. Stroombeelden proef TO-50
38. Stroombeelden proef TO-52
39. Stroombeelden proef Tl-02
40. Stroombeelden proef Tl-06
41. Stroombeelden proef Tl-08
42. Stroombeelden proef Tl-09
43. Stroombeelden proef Tl-10
44. Stroombeelden proef Tl-13
45. Stroombeelden proef Tl-17
46. Stroombeelden proef Tl-19
47. Stroombeelden proef Tl-20
48. Stroombeelden proef Tl-21
49. Snelheidsverdeling einde stortebed zonder begrenzer
50. Snelheidsverdeling einde stortebed met begrenzer
51. Snelheidsverdeling einde stortebed met begrenzer
52. Ontgrondingsproef T2 na 2,75 uren (model)
53. Ontgrondingsproef T4 na 6,0 uren (model)
54. Resultaten proef T2 en T4
55. Ontgrondingsproef T6 na 0,1 uren (model)
56. Ontgrondingaproef T7 na 5,7 uren (model)
57. Resultaten proef T6 en T7
58. Ontgrondingsproef T9 na 6,9 uren (model)
59. Ontgrondingsproef T10 na 4,9 uren (model)
60. Resultaten proef T9 en T10
61. Ontgrondingsproef Til na 3,1 uren (model)
62. Ontgrondingsproef Tl2 na 4,3 uren (model)
63. Resultaten proef Til en T12
64. Ontgrondingsproef T13 na 3,2 uren (model)
65. Ontgrondingsproef TI4 na 7,3 uren (model)
66. Resultaten proef T13 en T14
67. Ontgrondingsproef Tl5 na 2,9 uren (model)
68. Ontgrondingsproef Tl6 na 7,6 uren (model)
69. Resultaten proef T15 en T16
70. Ontgrondingsproef Tl7 na 7,6 uren (model)
71. Ontgrondingsproef T18 na 4,8 uren (model)
74. Resultaten proef Tl8 en T27
75. Ontgrondingsproef Tl9 na 2,2 uren (model)
76. Ontgrondingsproef T20 na 0,4 uren (model)
77. Resultaten proef Tl9 en T20
78. Ontgrondingsproef T21 na 6,7 uren (model)
79. Ontgrondingsproef T22 na 7,3 uren (model)
80. Resultaten proef T21 en T22
81. Ontgrondingsproef T23 na 4,9 uren (model)
82. Ontgrondingsproef T24 na 6,6 uren (model)
83. Resultaten proef T23 en T24
84. Ontgrondingsproef T25 na 8,2 uren (model)
85. Ontgrondingsproef T26 na 5,6 uren (model)
86. Resultaten proef T26 en T26
87. Ontgrondingsproef T28 na 7,5 uren (model)
88. Ontgrondingsproef T29 na 5,4 uren (model)
89. Resultaten proef T28 en T29
90. Ontgrondingsproef T30 na 5,9 uren (model)
91. Resultaten proef T30
92. Ontgrondingsproef T31 na 3,8 uren (model)
93. Ontgrondingsproef T32 na 2,6 uren (model)
94. Resultaten proef T31 en T32
95. Ontgrondingsproef T33 na 2,5 uren (model)
96. Ontgrondingsproef T34 na 2,4 uren (model)
97. 'Resultaten proef T33 en T34
98. Ontgrondingsproef T35 na 2,6 uren (model)
99. Ontgrondingsproef T36 na 1,1 uren (model)
100. Resultaten proef T35 en T36
101. Ontgrondingsproef T38 na 1,3 uren (model)
102. Ontgrondingsproef T39 na 3,0 uren (model)
103. Resultaten proef T38 en T39
104. Ontgrondingsproef T40 na 6,7 uren (model)
105. Ontgrondingsproef T41 na 5,5 uren (model)
106. Resultaten proef T40 en T41
107. Ontgrondingsproef T42 na 6,1 uren (model)
108. Ontgrondingsproef T43 na 4,4 uren (model)
109. Resultaten proef T42 en T43
113. Ontgrondingsproef T46 na 2,8 uren (model)
114. Ontgrondingsproef T48 na 7,7 uren (model)
115. Resultaten proef T46 en T48
116. Ontgrondingsproef T49 na 2,5 uren (model)
117. Ontgrondingsproef T50 na 0,2 uren (model)
118. Resultaten proef T49 en T50
119. Ontgrondingsproef T51 na 2,18 uren (model)
120. Ontgrondingsproef 152 na 5,0 uren (model)
121. Resultaten proef T51 en T52
122. Ontgrondingsproef T53 na 4,7 uren (model)
123. Ontgrondingsproef T54 na 0,6 uren (model)
124. Resultaten proef T53 en T54
125. Ontgrondingsproef T55 na 4,4 uren (model)
126. Ontgrondingsproef T56 na 0,6 uren (model)
127. Resultaten proef T55 en T56
128. Ontgrondingsproef T57 na 0,51 uren (model)
129. Ontgrondingsproef, T58 na 3,3 uren (model)
130. Resultaten proef T57 en T58
131. Ontgrondingsproef T59 na 1,2 uren (model)
132. Ontgrondingsproef T60 na 3,6 uren (model)
133. Resultaten proef T59 en T60
134. Tijdontgrondingslijnen voor de raaien 13 t/m 15
135. Tijdontgrondingslijnen voor de raaien 13 t/m 15
136. Tijdontgrondingslijnen voor de raaien 13 t/m 15 (voorbeeld computer uitvoer)
137. Invloed vormgeving uitstroomconstiructie op gemiddelde ontgrondingen en o^
138. Invloed stortebedlengte op gemiddelde ontgrondingen en 5^
139. Vergelijking tussen gemiddelde ontgrondingen en Si voor hevelvariant I en II,
met debietbegrenzer
140. Vergelijking tussen gemiddelde ontgrondingen en cij voor hevelvariant I en II,
zonder debietbegrenzer
141. Invloed van de hoogteligging van het stortebed op de gemiddelde ontgrondingen
en a
1
142. Invloed van de hoogteligging van het atortebed op gemiddelde ontgrondingen
en et.
143. Invloed van de hoogteligging van het stortebed op de gemiddelde ontgrondingen
en a. voor oplossing D-4
145. Invloed modelwaterstand op gemiddelde ontgrondingen en a^
146. Invloed modelwaterstand op gemiddelde ontgrondingen voor verschillende
doorstroomprofielen Oosterschelde
147. Verloop van N,.. met de tijd voor gemiddeld springtij, situatie met een
begrenzer,stortebedlengte 75 m, stortebedligging op NAP -7,50 m
148. Verloop van N,.. met de tijd voor gemiddeld springtij. Situatie zonder
begrenzer, stortebedlengte 50 m, stortebed op NAP -7,50 m
149. Bepaling waterstand voor permanente toestanden, die dezelfde ontgrondingen
geven als de 3 getijden
de Oosterschelde
II Overzicht stroombeeldproeven met hevelvariant I III Overzicht stroombeeldproeven met hevelvariant II IV Overzicht meetresultaten stortateenonderzoek V Overzicht ontgrondingsproeven
VI Overzicht meetprogramma ontgrondingsonderzoek
VII Systematisch overzicht van situaties waarbij ontgrondingen bepaald zijn VIII Overzicht van randvoorwaarden en situaties waarvoor te verwachten
maximale ontgrondingadiepten berekend zijn
IX Overzicht van de ontwerpen van het hevelcomplex voor verschillende oplossingen voor de afsluiting van de Ooaterschelde
1. Opdracht en doel van het onderzoek
Om de waterkwaliteit van het Grevelingenmeer bij een zo constant mogelijk peil te beheersen is door Rijkswaterstaat een doorlaatmiddel in de Grevelingendam ontworpen. In combinatie met de spuisluis, die momenteel in de Brouwersdam gebouwd wordt, kan na voltooiing van het doorlaatmiddel in de Grevelingendam het Grevelingenmeer worden doorgespoeld.
Eind 1974 werd een werkgroep geformeerd om dit doorlaatmiddel te ontwerpen. Xn deze werkgroep hadden zitting vertegenwoordigers van Rijkswaterstaat, namelijk van de: Hoofdafdeling Waterloopkunde van de Deltadienst
Directie Sluizen en Stuwen Directie Bruggen
Directie Zeeland, arrondissement Goes
Afdeling Waterbouwkundige Werken Oost van de Deltadienst en vertegenwoordigers van het Waterloopkundig Laboratorium te Delft.
Een eerste taak van deze werkgroep was het type doorlaatmiddel, zoals een grond-duiker, overlaat of een hevel vast te stellen. Van de 3 genoemde typen en van een aantal hiervan afgeleide varianten werden schetsontwerpen en daarbij behoren-de globale kostenbegrotingen gemaakt. Op grond van behoren-de kostenvergelijkingen en van de gebruiksmogelijkheden werd in maart 1975 voorlopig de voorkeur gegeven aan een hevelcomplex als doorlaatmiddel.
Aansluitend werd besloten om een vooronderzoek naar de in- en uitstroomconstruc-tie van hevels in de Grevelingendam te verrichten. Het gehele vooronderzoek resulteerde in vijf nota's, die integraal in het verslag M 1331, juli 1976 zijn opgenomen (lit. 1).
Op 2 mei 1975 werd in een werkgroepvergadering op grond van de resultaten van dit vooronderzoek besloten om verder modelonderzoek aan de hevels te doen. Dit modelonderzoek zou enerzijds uit een stroombeeld- en ontgrondingsonderzoek
(M 1346) bestaan, waarin de tijdens het vooronderzoek gevonden vormgeving
van de uitstroomconstructie met een begrenzer verder geoptimaliseerd zou worden, met als kriterium dat de optredende ontgrondingen minimaal zijn, anderzijds uit een onderzoek naar het functioneren van de hevels zelf. Omdat bij het aan-en afslaan van hevels verschijnselaan-en optredaan-en zoals het insluitaan-en van lucht
door water en stroming van luchtwatermengsels, werden schaalfouten verwacht. Om deze schaalfouten te kunnen bestuderen» werd besloten twee modellen respec-tievelijk op schaal li20 (M J347) en 1ï7 (M 1348) te bouwen. De resultaten van de modelonderzoeken M 1347 en M 1348 en de studie over schaalfouten, aan de hand van een vergelijking tussen de gegevens van de beide modellen, zijn in drie afzonderlijke rapporten vastgelegd (lit, 2, 3 en 4 ) .
Voorliggend verslag bevat de resultaten van het stroombeeld- en ontgrondings-onderzoek, zoals dat werd opgedragen door de Hoofdafdeling Waterloopkunde van de Deltadienst van de Rijkswaterstaat aan het Waterloopkundig Laboratorium te Delft.
Het onderzoek werd uitgevoerd in de periode augustus 1975 tot juni 1976 onder leiding van ir. H, Depeweg, die ook dit verslag samenstelde.
Het verslag bestaat uit 2 delen: deel I: verslag modelonderzoek deel II: bijlagen.
2. Probleemstelling
Zowel bij het oorspronkelijke Deltaplan, als bij een oplossing met een storm-vloedkering in de mond van de Oostersehelde en zelfs in geval de Oosterschelde open blijft, is voor de beheersing van de waterkwaliteit van het Grevelingenmeer een doorlaatmiddel in de Grevelingendam noodzakelijk.
In het oorspronkelijke Deltaplan is er vanuit gegaan dat de Oosterschelde en het Grevelingenmeer zoet worden en is een doorlaatmiddel voor de ontzilting van het Grevelingenmeer vereist.
In geval van een open of half open Oosterschelde en een zout Grevelingenmeer is een doorlaatmiddel nodig om het zoutgehalte van het meer te kunnen beheersen. Indien in het laatste geval voor een zoet Grevelingenmeer wordt gekozen, zal eveneens een doorlaatmiddel nodig zijn om het Grevelingenmeer te kunnen ontzil-ten en zoet te houden.
Daar de ontwerp- en onderzoekfase van het doorlaatmiddel voor een groot gedeel-te samenviel met de periode waarin de mogelijkheden van een stormvloedkering in de mond van de Oosterschelde werden bestudeerd, is tijdens het modelonder-zoek met meerdere mogelijkheden rekening gehouden.
De randvoorwaarden, die bepalend zijn voor de situering, vormgeving en dimen-sionering van het doorlaatmiddel, worden in verband hiermee voornamelijk be-paald door de methode van afsluiting van de Oosterschelde, de wijze van com-partimentering van het Oosterscheldebekken en de beslissing ten aanzien van
een zout of zoet Grevelingenmeer.
De diverse randvoorwaarden, zoals waterstanden, spuicapaciteit en stroom-richting van de hevels zowel tijdens, een eventuele overgangsfase als tijdens de eindfase zullen in paragraaf 4.2 worden behandeld.
In de nota "Doorlaatwerk in de Grevelingendam" van mei 1975 (lit. 5) is uit-gegaan van een hevelconstructie als doorlaatmiddel. In eerste instantie is voor de situering en het ontwerp van de hevelconstructie aangenomen:
- een stormvloedkering met een minimaal effectief doorstroomprofiel van 2
10,000 m in de mond van de Oosterschelde,
- een compartimentering van het Oosterscheldebekken volgens model C3, namelijk met een Philips- en Oesterdam,
- een zout Grevelingenmeer met een gewenst gemiddeld peil op NAP -0,20 m. In verband met de geprojecteerde Philipsdam en een zout Grevelingenmeer is de
hevelconstructie in het zuidelijk deel van de Grevelingendam, nabij Bruinisse
gesitueerd. Zie figuur 1. Daar gesteld is dat het Grevelingenmeer zowel via
de spuisluis in de Brouwersdam als via de hevels in de Grevelingendam moet
kunnen worden doorgespoeld, zal het doorlaatmiddel ook in 2 richtingen moeten
kunnen stromen. De stroomrichting van de Grevelingenzijde naar de
Zijpe-zijde van het hevelcomplex is echter de maatgevende richting voor de
spuica-paciteit van de hevels.
De benodigde spuicapaciteit voor de beheersing van het chloride-gehalte op
het Grevelingenmeer is gesteld op 100 m /s gemiddeld over een gemiddeld getij,
uitgaande van een getijamplitude van 2,08 m te Bruinisse bij een
compartimen-tering volgens model C3 en een minimum doorstroomopening in de stormvloedkering
van ]ik « 10.000 m . Het voor dit debiet ontworpen kunstwerk bestaat uit 9
recht-hoekige hevelkokers met een dwarsdoorsnede van 3,20 x 3,20 m,
Ten gevolge van het spuien van de hevels zal aan de benedenstroomse zijde van
het complex uitschuring van de onbeschermde bodem optreden. Afhankelijk van
de stroomrichting zullen ontgrondingen aan de Grevelingenzijde of aan
de Zijpezijde van het complex optreden.
De optredende ontgrondingen kunnen de stabiliteit van het stortebed en/of van
het kunstwerk in gevaar brengen. Naast de ontgrondingen zijn ook de vormgeving
van de uitstroomconstructie en van de debietbegrenzer, de lengte en de
stabi-liteit van het stortebed punten van studie.
Het doel van het stroombeeld* en ontgrondingsonderzoek M 1346 wasi
1. het vaststellen van de vormgeving van de uitstroomconstructie met behulp
van het stroombeeldonderzoek. Bij dit gedeelte van het onderzoek is gebruik
gemaakt van de resultaten van het vooronderzoek M 1331.
2. een defintieve keuze te maken tussen twee variantontwerpen van het
hevel-complex, namelijk een complex van 3 groepen van 3 kokers (variant I, figuur 3)
of een complex bestaande uit 9 regelmatig gespreide kokers (variant II,
figuur 5 ) .
3. het bepalen van de stabiliteit van het stortebed.
4. het bepalen van de lengte van het stortebed, zodanig dat excessieve
ont-grondingen worden voorkomen.
5. het controleren van de definitieve vormgeving van de uitstroomconstructie
(inclusief woelbak, debietbegrenzer en geleidingsmuren) door het bepalen van
de ontgrondingen aan beide zijden van het hevelcomplex.
De functie van de debietbegrenzer (drempel aan het benedenstroomse einde van
de woelbak) is om bij extreem lage waterstanden op het Zijpe het verval over
het hevelcomplex en daardoor het spuidebiet te begrenzen. De debietbegrenzer is
uitgevoerd als een zig-zag overlaat (zie figuur 7 en 8 ) . De resultaten van
dit modelonderzoek en van het vooronderzoek M 1331 hebben aangetoond dat deze
overstortrand eerder gezien moet worden als een enigszins verhoogde einddrempel
van de woelbak met sterk stroomverdelende en stroomstabiliserende eigenschappen.
Hoewel dus eerder over een stroomverdeIer gesproken kan worden, is hier in
verband met de in eerder verschenen rapporten gebruikte benaming, de naam
de-bietbegrenzer gehandhaafd.
3. Samenvatting van de resultaten van het modelonderzoek - Het modelonderzoek M 1346 heeft omvat:
1. een stroombeeldonderzoek aan de Zijpe-zijde van: a. hevelvariant I (3 groepen van 3 kokers)
b, hevelvariant II (9 regelmatig gespreide kokers)
2. een dimensionering van het stortebed van hevelvariant I voor: a, de Zijpe-zijde van het hevelcomplex
b. de Grevelingen-zijde van het hevelcomplex 3. een ontgrondingsonderzoek aan:
a, de Zijpe-zijde van hevelvariant I
b, de Grevelingen-zijde van hevelvariant I c, de Zijpe-zijde van hevelvariant II. ad 1 Stroombeeldonderzoek
- Uit het stroombeeldonderzoek volgt dat voor de situaties zonder debietbegren-zer de stroombeelden worden gekarakteriseerd door een scheef gerichte, dui-delijk geconcentreerde hoofdstroom en door meerdere neren. Het afschakelen van enige hevelkokers versterkt dit beeld.
Indien geen debietbegrenzer aangebracht is blijkt het stroombeeld bij een waterstand van NAP -1,50 ra en NAP -2,00 m instabiel te zijn, de hoofdstroom kan blijvend naar links of naar rechts worden gebogen.
- Een debietbegrenzer heeft een gunstig effect op het stroombeeld, ook indien enige kokers worden afgeschakeld. De debietbegrenzer spreidt de hoofdstroom regelmatig over de breedte van de geul, de optredende neren zijn kleiner en de oppervlaktesnelheden zijn lager dan in geval geen debietbegrenzer aangebracht is. Indien een debietbegrenzer aangebracht is heeft een wijzi-ging van de uitstroomconstructie (woelbak, geleidemuren) vrijwel geen invloed op het stroombeeld.
- Voor hevelvariant II zijn geen instabiliteiten in het stroombeeld waargenomen, ook als geen debietbegrenzer aangebracht is.
Bij hevelvariant II wordt de hoofdstroom meer gespreid dan in overeenkomstige situaties met hevelvariant I, tevens zijn de optredende neren kleiner en de oppervlaktesnelheden lager. Dit geldt zowel voor de situaties met en zonder een debietbegrenzer.
Ook in geval enige kokers uitgeschakeld zijn, zijn de stroombeelden voor hevelvariant II gunstiger dan voor hevelvariant I.
ad 2 Dimensionering stortebed
- Voor het stortebed van hevelvariant I aan de Zijpe-zijde blijft atortsteen 300/1000 kg op het talud benedenstrooms van de woelbak met een debietbe-grenzer liggen tot een waterstand van NAP -3,00 m en een spuidebiet van
q
505 m / s . Voor het horizontale gedeelte van het stortebed ia voor stortsteen 3 60/300 kg tot een waterstand van NAP -4,00 m en een spuidebiet van 531 m h geen begin van beweging waargenomen. Als aan de Zijpe-zijde van het hevel-complex geen begrenzer aangebracht is blijft stortsteen 300/1000 kg op het talud achter de woelbak liggen tot een waterstand van NAP -3,25 m en een
'S
debiet van 525 m / s . Stortsteen 300/1000 kg blijft op het horizontale gedeelte van het stortebed liggen tot een waterstand van NAP -4,00 m en
3
een debiet van 584 m /s, voor het geval geen begrenzer aangebracht ia, - Wanneer de eerste 10 m van het stortebed aan de Grevelingenzijde uit
stort-steen 300/1000 kg en het overige gedeelte uit stortstort-steen 60/300 kg wordt opgebouwd, dan is geen begin van beweging waargenomen bij een waterstand van NAP -0,20 m en een debiet van 660 m /s.
- Het afschakelen van enige hevelkokers heeft geen ongunstige invloed op de stabiliteit van deze stortsteen.
ad 3 Ontgrondingsonderzoek
- De ontgrondingen aan de Zijpe-zijde van hevelvariant I verlopen aanmerkelijk langzamer, de aanzetheHingen zijn flauwer en de beëindiging van het stortebed wordt niet ondergraven, voor het geval een debietbegrenzer aan het einde
van de woelbak geplaatst wordt.
- Bij verlenging van het stortebed verloopt het ontgrondingsproces langzamer. De turbulentie-intensiteit op 0,4 van de waterdiepte aan het einde van het
stortebed neemt af. Dit geldt zowel vóór de situaties met en zonder een debietbegrenzer,
- Het verloop van het ontgrondingsproces is voor debietbegrenzer type A te vergelijken met het verloop voor type B. Debietbegrenzer, type C heeft
een gunstig effect op het verloop van de ontgrondingen. Figuren 7 en 8 geven de typen A t/m C.
- Indien de bovenkant van debietbegrenzer type C met 0,35 m verlaagd wordt, verloopt het ontgrondingsproces iets sneller.
Het afschakelen van enige hevelkokers heeft vrijwel geen invloed op het verloop van de ontgrondingsproces. Bij a-symmetrisch afschakelen van de hevelkokers wordt het ontgrondingspatroon echter a-symraetrisch. De aanzet-hellingen van de ontgrondingskuil worden ten gevolge van het afschakelen van enige kokers iets steiler dan in de situaties waarbij geen kokers zijn afgeschakeld.
De ontgrondingsparameter a, blijkt bij deze configuratie afhankelijk te zijn van de waterdiepte aan het einde van het stortebed.
Indien het stortebed op NAP -7,50 m ligt, neemt deze parameter toe met de waterdiepte voor waterstanden hoger dan NAP -2,00 m. Voor waterstanden lager dan NAP -2,00 m blijft de ontgrondingsparameter constant. Dit geldt zowel voor de situaties met als zonder een debietbegrenzer.
Het verloop van de ontgrondingen aan de Zijpe-zijde voor hevelvariant II is te vergelijken met het verloop van de ontgrondingen voor hevelvariant I voor vergelijkbare situaties (hydraulische randvoorwaarden en configuratie zijn hetzelfde op genoemde variabele, hier hevelvariant, na).
Voor vergelijkbare situaties is de ontgrondingsparameter ai indien het stortebed op NAP -7,50 m ligt groter dan voor een stortebed op NAP -6,70 m.
- Een debietbegrenzer heeft ook aan de Grevelingen-zijde van hevelvariant I een gunstig effect op de ontgrondingen. Het ontgrondingsproces verloopt lang-zamer, de aanzethellingen zijn flauwer en het stortebed wordt niet onder-graven wanneer een begrenzer aangebracht is,
- Ook aan deze zijde van het hevelcomplex nemen de ontgrondingen af bij verlen-ging van het stortebed, zowel voor de situaties met als zonder een debietbe-grenzer.
- Voor vergelijkbare situaties zijn de ontgrondingsparameters ot, voor een storte-bed, dat op NAP -7,50 m ligt, groter dan voor een stortebed op NAP -6,70 m, Algemeen_
- In het geval het Grevelingenmeer zout blijft en de spuirichting van het Greve-lingenmeer naar het Zijpe maatgevend wordt, dan is voor het ontwerp van het hevelcomplex de overgangsfase van een open Oosterschelde naar een Ooster-schelde met een stormvloedkering maatgevend.
en hevelvariant II hydraulisch gezien minimaal zijn, wordt op grond van econo-mische en constructieve overwegingen de voorkeur gegeven aan hevalvariant I
(3 groepen van 3 hevelkokers).
Uitgaande van de resultaten van het modelonderzoek wordt voor de vormgeving van het hevelcoraplex aan de Zijpe-zijde voorgesteld (figuur 5 en 9):
• een woelbakbreedte van 87,50 m . een woelbaklengte van 15,00 m
• een debietbegrenzer» type C aan het einde van de woelbak • de kruin van de begrenzer op NAP -3,50 in
• benedenstrooms van de woelbak een talud 1:5 • een stortebedbreedte van 87,50 m
• een stortebedlengte van 75,00 m
• stortsteen 300/1000 kg op het talud en stortsteen 60/300 kg op het • horizontale gedeelte van het stortebed
• de bodem van de hevelkokera en van de woelbak op NAP -5,75 m • de kruin van de hevelkokers op NAP +3,00 m
• stortebed op NAP -7,50 m
• geleidemuren evenwijdig aan de as van het hevelcomplex en alleen langs • de woelbak
Het ontwerp van de uitstroomconstructie aan de Grevenlingen-zijde wijkt slechts op enkele onderdelen af van het ontwerp voor de Zijpe-zijde: • aan het einde van de woelbak komt geen debietbegrenzer
• benedenstrooms van de woelbak komt geen talud • een stortebedlengte van 50 m voldoet
• indien met name tijdens de overgangsfase niet van het Zijpe naar het Grevelingenmeer wordt gespuid, is stortsteen 300/1000 kg voor de eerste
10 m voldoende en stortsteen 60/300 kg voor het overige gedeelte van het stortebed
• de bodem van de hevelkokers en van de woelbak komen op NAP -6,70 m • het stortebed komt eveneens op NAP -6,70 ra
In verband met de stabiliteit van het stortebed en de optredende ontgrondingen bij de kleine waterdiepten en grote spuidebieten, die optreden bij extreem lage waterstanden op het Zijpe met name tijdens de overgangsfase, wordt het afschakelen van de hevelkokers bij deze lage waterstanden aanbevolen.
Op het talud, benedenstrooms van de woelbak blijft stortsteen 300/1000 kg liggen tot een, waterstand van NAP -3,00 m (waarvan de onderschrijdingsfrequentie
4. Randvoorwaarden
4.J- Voorontwerp hevelcomplex
Zoals in de inleiding is gesteld, vormt het model M 1346 een onderdeel van het modelonderzoek betreffende hevels in de Grevelingendam. De plaats van dit onderzoek in het totale onderzoek is in lit. 2 en 3 besproken.
Na een globaal ontwerp en begroting van de drie alternatieven voor een doorlaat-middel in de Grevelingendam, namelijk een grondduiker, een overlaat en een. hevel-complex, is de voorkeur gegeven aan een hevelcomplex.
De keuze berust ondermeer op de volgende overwegingen:
- de constructiekosten van een hevelcomplex liggen circa 15% lager dan die van de goedkoopste overlaatvariant. Een grondduiker is aanzienlijk duurder dan een overlaat of een hevelcomplex
- de hevels vormen in afgeslagen toestand een absolute waterkering tot aan het kruinpeil
- de hevels zijn constructief bezien gemakkelijker te spreiden dan de andere twee alternatieven. Hierdoor wordt een kleiner debiet per strekkende meter dijklengte verkregen.
- in de hevels komen geen schuiven of andere bewegende delen onder water voor, zodat in het onderhoud beperkt wordt
- de hevels zijn symmetrisch en daardoor in principe geschikt om water in beide richtingen door te laten
Een nadeel van een hevelcomplex ten opzichte van een overlaat is dat het de-biet bij lager wordend benedenwater op een gegeven moment niet begrensd wordt. Dit kan ondervangen worden door achter de hevel een overstortrand (zogenaamde debietgrenzer) aan te brengen. Zodra de stroming over deze rand volkomen wordt, neemt het heveldebiet niet meer toe bij verder zakkend benedenwater.
Het model M 1346 is afgeleid uit de volgende gegevens:
1, tekening GB 305 van de Directie Sluizen en Stuwen van de Rijkswaterstaat, waarop staat aangegeven één van de 2 variantontwerpen van het hevelcomplex, namelijk het complex bestaande uit drie groepen van drie hevels.
2, tekeningen nr, 75.081 S en 75,082 S van de Afdeling Afsluitingswerken van de Deltadienst van de Rijkswaterstaat, waarop staan aangegeven de situering
van het hevelcomplex in de Grevelingendam en het tracëe van de toeleidings-geulen naar het kunstwerk,
3. de nota W-75.076 van de Waterloopkundige Afdeling van de Rijkswaterstaat (lit. 6), waarin de hydraulische randvoorwaarden en de voorlopige dimensies van het hevelcomplex zijn opgenomen,
4. de 5 nota's van het modelonderzoek M 1331 (lit. 1), waarin de resultaten staan vermeld van het vooronderzoek naar de vormgeving van de uitstroom-constructie van het hevelcomplex en van de debietbegrenzer aan het einde van de woelbak aan de Zijpe-zijde.
Reeds in het eerste stadium van het vooronderzoek van het hevelcomplex zijn
als mogelijke oplossing 2 verschillende ontwerpen van het hevelcomplex beschouwd, die in overeenstemming met het verslag M 1331 ook in het onderhavige verslag zullen worden aangeduid met:
variant I - het hevelcomplex bestaande uit drie groepen van drie kokers, waarbij de groepen 26,60 m hart op hart liggen (figuur 3) variant II - het hevelcomplex met negen gespreide kokers, waarbij de kokers
op regelmatige afstand (9,05 m hart op hart) van elkaar liggen (figuur 5 ) .
Op grond van constructieve en financiële overwegingen verdient een compactere ligging van de hevels, zoals bij variant I de voorkeur. Omdat de verschillen tussen variant I en variant II met name aan de uitstroomzijde naar voren zullen komen, is tijdens het vooronderzoek M 1331 de invloed bepaald van deze verschillen op de vormgeving van de uitstroomconstructie en zijn de conse-quenties hiervan voor de kostenvergelijking nagegaan.
Aan de hand van de resultaten van dit stroombeeld- en ontgrondingsonderzoek (M 1346) is allereerst een definitieve keuze tussen beide variantontwerpen gemaakt, waarna het onderzoek voortgezet is met het gekozen hevelontwerp. De ligging van de hevelkokers ten opzichte van elkaar vormt het grootste verschil tussen de 2 variantontwerpen van het hevelcomplex. De volgende peilen en afmetingen zijn volgens het voorontwerp voor beide ontwerpen het-zelfde.
Het hevelcomplex bestaat uit 9 rechthoekige hevelkokers met een dwarsdoor-snede van 3,20 m x 3,20 m. De totale lengte van elke hevelkoker is ongeveer
100 m. Omdat de hevels in beide richtingen water moeten kunnen doorlaten, zijn de kokers zoveel mogelijk symmetrisch ontworpen.
De hevelkruin ligt op NAP +3,00 m, Aan de Zijpe-zijde van het complex ligt de bodem van de kokers op NAP -5,75 m en het plafond op NAP -2,55 ra.
Aan de Grevelingen-zijde ligt de bodem van de kokers op NAP -6,70 m en het plafond op NAP -3,50 m.
De kokers zijn dus aan deze zijde van de dam lager ontworpen. Dit is namelijk noodzakelijk voor die situaties, waarbij de Grevelingendam als primaire water-kering functioneert. Door in de hevelknie met behulp van luchtpompen een
overdruk aan te brengen, kan door deze oplossing een waterstand tot NAP +6,00 m op het Zijpe worden gekeerd. Bij hogere waterstanden gaat de hevel echter als overlaat functioneren. Indien het hevelcomplex gereed komt op een moment, waar-bij de Grevelingendam geen primaire waterkering meer ia, dan zouden de kokers
aan de Grevelingen-zijde in verband met de waterkerende functie even hoog kunnen komen als aan de Zijpe-zijde. Om luchtaanzuigen te voorkomen moet aan deze
lagere ligging waarschijnlijk toch de voorkeur worden gegeven.
Om aan beide zijden van het hevelcomplex de uitstrooracondities te verbeteren is een woelbak met een breedte van 81,50 m ontworpen. Omdat uit het voor-onderzoek M 1331 (lit, 1) gebleken is dat een woelbaklengte van 14 tot 23 m nauwelijks van invloed is op de snelheidsverdeling en de afvoercoëfficiënten,
is uit het oogpunt van kosten besloten om de woelbak 15 m lang te maken. De bodem van de woelbak ligt aan beide zijden van het complex even hoog als
de bodem van de aansluitende hevelkokers. Om bij lage waterstanden op het Zijpe de spuicapaciteit van het hevelcomplex te beperken en de stroomver-deling te verbeteren is aan het benedenstroomse einde van de woelbak voor beide hevelvarianten een debietbegrenzer (zig-zag overlaat) ontworpen. De kruin van deze begrenzer ligt op NAP -3,50 m. Zie ook paragraaf 4.2.2, waar het doel van de begrenzer en enige variantoplossingen besproken worden.
Benedenstrooms van de woelbak zijn stortebedden ontworpen met een breedte van 87,50 m. Aan de Zijpe-zijde ligt het stortebed op NAP -7,50 m en aan de Grevelingenzijde op NAP -6,70 m.
Tussen woelbak en stortebed komt aan de Zijpe-zijde een talud met een hel-ling van 1:5. Aan de Grevehel-lingen-zijde ligt de bovenkant van het stortebed evenhoog als de bodem van de woelbak en van de hevelkokers, zodat hier geen talud voorkomt.
De lengte van het stortebed is in het voorontwerp op 50 m aangenomen. Aan beide zijden van de dam zijn toeleidingsgeulen ontworpen. De bodem van
deze geulen ligt even hoog als de bodem van de aangrenzende stortebedden. De geulen en stortebedden krijgen zijdelings taluds met een helling van 1:5. Het bodemmateriaal ter plaatse van het hevelcomplex is zand met een
d,-Q = 0,15 mm. De kritieke snelheid voor begin van beweging ia voor dit ma-teriaal u, =0,40 m/a.
De situering van het hevelcomplex in de Grevelingendam en de ligging van de toeleidingsgeulen zijn gegeven op figuur 1. Tevens is op deze figuur een langsdoorsnede over êën hevelkoker gegeven.
De figuren 4 en 6 geven de uitstroomconstructie voor beide zijden van de hevel voor respectievelijk variant I en variant II.
Deze uitstroomconstructies wijken enigszins af van de in het verslag M 1331 (nota V, figuur 5) aanbevolen vormgeving.
Uit de eerste proeven in het detailmodel M 1347 bleek namelijk dat bij de in- en uitstroomconstructies volgens het oorspronkelijk ontwerp lucht aan-zuigen plaatsvond, wanneer water werd ingelaten.
Omdat dit luchtaanzuigen minder gewenst is, is gedurende de periode december 1975/januari 1976 enig aanvullend onderzoek gedaan naar een zodanige vormge-ving van de instroomconstructie waarbij geen luchtaanzuigen plaatsvindt. Dit luchtaanzuigen ia bij normaal bedrijf van de hevels minder wenselijk, omdat het spuidebiet af zal nemen in geval het aangezogen luchtdebiet in de buurt van het luchttransporterend vermogen van de hevel komt. Slechts bij extreme vervallen zou deze capaciteit-remmende invloed gunstig kunnen zijn. Omdat de voorgestelde modificaties vrijwel geen invloed zullen hebben op het stroom-beeld benedenstrooms van het hevelcomplex, is besloten de vormgeving van het toen reeds in gebruik zijnde model M 1346 niet te wijzigen.
4.2 Hydraulische randvoorwaarden 4.2.1 Waterstanden
De gegevens voor de maatgevende waterstanden en de capaciteit van de hevels zijn overgenomen uit de nota W-75.076 van de Deltadienst van de Rijkswater-staat: "De randvoorwaarden en voorlopige dimensies van het doorlaatmiddel in de Grevelingendam" (lit. 5 ) . Een complicatie bij het opstellen van de hydraulische randvoorwaarden vormt de onbekendheid met de getijcondities, die na beëindiging van de Deltawerken op de Oosterschelde zullen optreden. Zo zullen na een eventuele uitvoering van het oorspronkelijke Deltaplan met de spuisluis Noordland in de Oosterschelde-dain, het Oosterschelde-bekken en het Grevelingenmeer twee stagnante bekkens worden met een gemiddelde water-stand van respectievelijk NAP en NAP -0,20 m. De maatgevende spuirichting van de hevels zal dan van de Oosterschelde naar het Grevelingenmeer zijn. Deze variant zal in dit verslag met D-4 worden aangeduid, waarbij is aange-nomen dat het Oosterschelde-bekken door middel van de Wetneldingedam en Philipsdam in compartimenten zal worden verdeeld.
Indien in de mond van de Oosterschelde een stormvloedkering met een effec-2 effec-2
tief doorstroomprofiel van 10.000 m of 20.000 m wordt gebouwd, dan zal op het Oosterscheldebekken met een compartimentering volgens model C3, een
gedempt getij optreden, dat ongeveer 60% of 90% van het huidige getij zal bedragen. De hevels zullen in deze situatie hoofdzakelijk water van het
Grevelingen-meer naar de Oosterschelde doorvoeren. Deze variant zal worden aangeduid met C-3. Bij deze oplossing is het echter ook mogelijk om water van de
Oosterschelde naar het Grevelingenmeer te leiden. Bij de variant-oplossingen is ook de mogelijkheid bestudeerd om in plaats van met de Oesterdam, de Oosterschelde met de Wemelingedam in compartimenten te verdelen. (Variant C-4.) De optredende getijcondities op het Oosterscheldebekken zullen dan anders zijn dan bij variant C-3.
Indien in de mond van de Oosterschelde geen dam of stormvloedkering komt, maar het bekken door middel van de Philips- en Oesterdam in compartimenten verdeeld wordt, dan zal te Bruinisse het getij versterkt worden. In deze situatie zal de spuirichting van Oosterschelde naar Grevelingenmeer vaker voorkomen om het Grevelingenmeer door te spoelen, dan de tegengestelde
Deze variant oplossing zal verder worden aangeduid met Open Oosterschelde en compartimentering volgens model C-3, De bij deze oplossing verwachte getijcondities te Bruinisse zijn als maatgevend aangenomen voor het model-onderzoek M 1346, Bij alle randvoorwaarden is er dus vanuit gegaan dat het Grevelingenmeer zout blijft endat in verband daarmee het hevelcomplex in de Grevelingendam ten zuidwesten van de aansluiting met de Philipsdam wordt gesitueerd.
Daar voor dit onderzoek aangenomen is dat het hevelcomplex tegelijk met de spuisluis in de Brouwersdam (1978) in gebruik wordt genomen, zal tot de vol-tooiing van de werkzaamheden in de Oosterschelde en van de compartimentering rekening moeten worden gehouden met een overgangsfase. De duur van deze overgangsfase is afhankelijk van de beslissing ten aanzien van de Ooster-schelde. Bij sommige oplossingen zullen de optredende randvoorwaarden tijdens de overgangsfase maatgevend voor het ontwerp en/of het beheer van het hevel-complex zijn.
Op figuur 11 zijn enige mogelijke oplossingen voor de Oosterschelde aangegeven, in zoverre zij van belang zijn voor het ontwerp van het hevelcomplex. Tabel I geeft een overzicht van de verschillende randvoorwaarden, die bij deze oplos-singen horen.
Voor de bepaling van de spuicapaciteit van het hevelcomplex in de Grevelingen-dam is als maatgevende situatie aangenomen een zout Grevelingenmeer, een storm-vloedkering in de mond van de Oosterschelde met een minimum effectief
door-stroomprofiel van 10.000 m en een compartimentering volgens model C3 (Philips-dam en Oester(Philips-dam).
Voor het ontwerp van het hevelcomplex (ondermeer lengte en zwaarte van het stortebed, vormgeving uitstroomconstructie) is rekening gehouden met de op-lossing dat de Oosterschelde open blijft en in compartimenten verdeeld wordt volgena model C-3. De gewenste gemiddelde waterstand op een zout Grevelingen-meer zal bij alle oplossingen NAP -0,20 m bedragen. Ten gevolge van op- en
afwaaiingen kan een waterstandsvariatie van 0,25 m optreden.
In uitzonderlijk optredende omstandigheden kan een minimum peil van NAP -0,50 m optreden.
2 De gemiddelde getijden op het Zijpe in de huidige situatie (yA •» 80.000 m ) zijn als volgt:
Gemiddeld doodtij Gemiddeld tij Gemiddeld springtij H.W. in m t.o.v. NAP + 1,34 + 1,72 + 1,96 L.W. in m t.o.v, NAP - 1,48 - 1,63 - 1,77
Met behulp van het mathematische getijmodel "Implic" zijn door de Rijkswater-staat getijkrotnmen voor de huidige toestand en voor de compartimentering C3 bij verschillende effectieve doorstroomprofielen (pA) in de mond van de Oos-terschelde bepaald. De figuren 12 t/m 14 geven enige geschematiseerde,
be-2 rekende getijkrommen te Bruinisse voor een open Oosterschelde (yA * 80.000 m ) met een compartimentering volgens model C3.
Figuur 12 geeft het geschematiseerde getij van 10/11 september 1968, dat als representatief werd geacht voor het gemiddelde getij. Figuur 13 geeft het in een later stadium van het onderzoek berekende gemiddelde getij te Bruinisse, gebaseerd op 10 jaar waarnemingen op de Noordzee.
Figuur 14 geeft het gemiddelde springtij te Bruinisse, eveneens gebaseerd op 10 jaar waarnemingen op de Noordzee.
Bij de berekening van het gemiddeld getij en gemiddeld springtij te Bruinisse is aangenomen dat deze gekoppeld zijn aan gemiddeld getij en gemiddeld spring-tij op de Noordzee (het zogenaamde slotgemiddelde).
Ter vergelijking met de getijcondities te Bruinisse voor een open Oosterschelde zijn op figuur 15 de getijkrommen voor gemiddeld getij, gemiddeld springtij en voor 10/11 september 1968 gegeven voor variant C-3 met een minimum effectief
2 doorstroomprofiel van 10.000 m .
4.2.2 Spuicapaciteit en debietbegrenzer
De spuicapaciteit van het hevelcomplex moet aan twee eisen voldoen:
1. in verband met de beheersing van de waterkwaliteit van het Grevelingen-meer moet gemiddeld over een gemiddeld getij 100 m /s naar het Zijpe wor-den gespuid in de maatgevende situatie (zie 4.2.1),
2. in verband met de ontgrondingen is het wenselijk dat het debiet bij lage Zijpe-standen kan worden begrensd.
De eerste eis bepaalt het benodigde effectieve doorstroomprofiel van het hevelcomplex. De dimensies van het complex zijn gebaseerd op schattingen van de verliescoëfficiënten en van het gemiddelde van de wortel uit het
be-schikbare verval over de constructie (/AH).
Maatgevend voor de spuicapaciteit van de hevels is, zoals eerder vermeld, de stroomrichting van het Grevelingenmeer naar het Zijpe voor variant C-3. De hevels kunnen alleen spuien als de waterstand op het Zijpe lager is dan het niveau van het Grevelingenmeer (NAP -0,20 m ) .
De gemiddelde lozingscapaciteit van het hevelcomplex per getij is:
Q - A. M. /SÏT,
waarin M » y
en A • n. a. . b,
hierin is A = doorsnede van de kokers in m n » aantal kokers
ak » \ a hoogte respectievelijk breedte van de kokers in m
Voor het voorlopig ontwerp en voor dit modelonderzoek is aangenomen:
mm *i
-benodigde lozingscapaciteit Q - 100 m /s per getij -gemiddelde wortel uit het verval v^AH = 0,330
-totale verliescoëf f iciënten ZB,. - 1,85
Uit bovenstaande volgt voor de benodigde doorsnede van het hevelcomplex 2
A » 93 m , Voor 9 kokers zijn voor de hoogte en de breedte de volgende afme-tingen aangehouden: a, » b, = 3,20 m.
De spuidebieten als functie van de benedenwaterstand kunnen berekend worden uit: Q =• A. M. /AÏÏ, waarin AH het verval is tussen het Grevelingenmeer en het Zijpe
op een bepaald tijdstip. Figuur 11 geeft de afvoerkarakteristiek van het hevel-complex voor de maatgevende stroomrichting. Hierbij is aangenomen
Eg. • 1,85, Deze schatting van de verliescoëfficiënten is later met behulp van de modelonderzoeken M 1347 en M 1348 gecontroleerd.
Indien geen maatregelen worden genomen zal bij een dalende waterstand op het Zijpe het spuidebiet van de hevels toenemen. Door de toename van de snelheid en door de afnemende waterdiepte in de toeleidingsgeul zal het verloop van het ontgrondingsproces benedenstrooms van het stortebed worden versneld. Boor de benedenstroomse rand van de woelbak achter de hevels te verhogen ont-staat een overstortrand, waardoor bij zakkend benedenwater de stroming over de rand op een bepaald moment volkomen wordt en het heveldebiet niet meer toe kan nemen.
Het verslag M 1331 (lit. 1) geeft de resultaten van het vooronderzoek naar het effect van een overstortrand op de afvoercondities van het hevelcomplex
en naar de optimale vorm van deze rand. Dit onderzoek is zowel uitgevoerd voor hevelvariant I als II.
Uit het vooronderzoek blijkt dat de afvoercapaciteit afneemt naarmate de kruinhoogte van de overstortrand (« debietbegrenzer) toeneemt. Het extra verlies door de begrenzer is bij kruinpeilen van NAP -3,00 m en lager gering. Op grond van gunstige ervaringen van koelwateruitlaten is in het vooronder-zoek een zig-zag-vormige overlaat met horizontale kruin onderzocht. De golflengte en de dubbele amplitude van de zig-zag overlaat zijn ongeveer gelijk aan de kokerbreedte voor hevelvariant I en de helft van de. h.o.h.-afstand van de kokers voor hevelvariant II. De begrenzer is zodanig uitge-voerd dat de as van elke hevelopening door een punt van de begrenzer, die
stroomopwaarts wijst, gaat. De ontwikkelde lengte van de zig-zag begrenzer voor hevelvariant I is ongeveer 2,2 maal de breedte van de woelbak tussen de landhoofden.
Op grond van de gevonden relatie tussen het kruinpeil van een begrenzer en de benodigde heveldiameter (zie M 133i, nota I en II) werd de voorkeur uitgesproken voor een kruinpeil van NAP -3,50 m of iets hoger. Door de grote ontwikkelde lengte van de zig-zag begrenzer is het verval over de begrenzer klein. De begrenzer beïnvloedt nauwelijks de afvoercapaciteit, (behalve bij
extreem lage waterstanden),maar heeft wel een goede stroomverdelende functie. Het gevolg van een relatief lage kruinpeil is dat de volkomen afvoersituatie optreedt bij lage waterstanden. Bij een kruinpeil van NAP -3,50 m treedt deze situatie op voor waterstanden op het Zijpe lager dan NAP -2,70 m
(onder-schrijdingsfrequentie 1 maal per jaar in de huidige situatie).
De functie van de zig-zag overlaat als debietbegrenzer is daarmee beduidend kleiner geworden dan aanvankelijk werd gedacht. Het M 1346-onderzoek heeft ook de vermoedens uit het vooronderzoek M 1331 bevestigd dat de zig-zag overstortrand eerder gezien moet worden als een enigszins verhoogde woelbak-rand met sterke stroomverdelen.de en stabiliserende eigenschappen. Mede
in verband met de benaming van deze rand in eerder verschenen rapporten is de naam "debietbegrenzer" ook in dit rapport gehandhaafd.
Variatie van de afstand tussen de begrenzer en de heveluitlaat van 14 tot 23 m blijkt nauwelijks van invloed op de snelheidsverdeling te zijn.
Uit het oogpunt van kosten is voor deze afstand 15 m aangehouden. De wand-dikte van de begrenzer is in het oorspronkelijke ontwerp 0,25 m. Uit construc-tieve overwegingen is deze dikte later vergroot tot 0,50 m (figuur 8, type B) en is de dubbele amplitude verminderd tot 2/3 van het oorspronkelijke ont-werp (figuur 8» type C).
Figuur 7 toont het oorspronkelijke ontwerp van de debietbegrenzer, type A voor zowel hevelvariant I als voor variant II.
Op figuur 9 is de overgang van de woelbak naar het stortebed, benedenstrooms van de debietbegrenzer gegeven voor hevelvariant I. In het oorspronkelijke ontwerp is een talud met een helling van 1:5 aangenomen, tijdens het model-onderzoek is ook de oplossing met een verticaal overgangsstuk achter de be-grenzer onderzocht.
5. Model
Binnen de speelruimte die er is bij de schaalkeuze van ontgrondingsmodellen is op grond van meettechnische overwegingen en rekening houdend met de beschik-bare modelruimte voor dit onderzoek een lengteschaal n. = 25 aangehouden. Het model werd volgens deze schaal geometrisch gelijkvormig van het vooront-werp (zie paragraaf 4.1) afgeleid.
Tijdens het stroombeeldonderzoek en het onderzoek naar de stabiliteit van het stortebed werd er volgens de schaalregeIs van Froude gestroomd. Volgens deze regels geldt:
n. - nn - 25
n 1
J - n ^ x n , -3.125
Om tijdens het ontgrondingsonderzoek tot practisch aanvaardbare ontgrondings-tijden t. te komen, werd enigszins afgeweken van de snelheid, die uit de schaalregels van Froude zou volgen. De ontgrondinstijd t. is de tijdsduur, die sinds het begin van de ontgrondingsproef verlopen is en waarin de maxi-male ontgrondingsdiepte h gelijk is geworden aan de waterdiepte h aan het einde van het stortebed.
Op figuur 1, die de situering van het hevelcomplex in de Grevelingendam geeft, is de modelgrens aan de Zijpe-zijde aangegeven. Tevens is hierop de ligging van de polystyreenbak ten opzichte van het kunstwerk aangegeven. Een over-zicht van het model is gegeven op figuur 2.
Daar de stroomrichting van het Grevelingenmeer naar het Zijpe maatgevend is voor de spuicapaciteit van het hevelcomplex, is in het model met name de vormgeving van de uitstroomconstructie aan de Zijpe-zijde onderzocht. In verband hiermee zijn zowel de uitstroomconstructie als de toeleidingsgeul en het onderwaterbeloop aan de Zijpe-zijde in het model aangebracht. Van de hevelkokers is alleen 32,50 m van het horizontale gedeelte aan de uit-stroomzijde ingebouwd. Bovenstrooms van dit gedeelte is in het model de in-strootnbak gesitueerd. De waterstand in deze bak is afhankelijk van het in te stellen debiet door de hevels. Dit debiet wordt alleen bepaald door de wa-terstand op het Zijpe, omdat tijdens het onderzoek aangenomen is dat de water-stand op het Grevelingenmeer constant NAP -0t20 m is. Het debiet is
inge-steld met behulp van de formule Q = A.M. /AÏf, waarbij AH het verval over het hevelcomplex is (zie 4.2.2). Het totale debiet kon aan de instroomzijde van het model gemeten worden, de debietverdeling over de kokera kon met totale snelheidsmetingen worden gecontroleerd.
Voor de bouw van het model is gebruik gemaakt van de gegevens, zoals vermeld in paragraaf 4.1.
Benedenstrooms van de kokers is een woelbak gebouwd met een lengte van 15 m en een breedte van 81,50 m. Aan de benedenstroomse zijde kon een debietbegren-zer worden geplaatst. De lengte en de breedte van de woelbak konden in het model eenvoudig worden gevarieerd. De woelbak kon maximaal tot 100 m worden verbreed. Benedenstrooms van de woelbak is in het model een stortebed met een
lengte van 50 m aangebracht, met de mogelijkheid om het stortebed te ver-lengen tot 125 m. De niet beschermde toeleidingsgeul, die benedenstrooms van het stortebed ligt, was in het model 165 m lang in geval het stortebed 50 m lang was.
De bodembreedte van de geul en van het stortebed is 87,50 m, de taluds lopen onder een helling van 1:5 vanaf de bodem naar het aangrenzende onderwater-beloop aan de rechterzijde van het model en tot een niveau van NAP aan de linkerzijde. In het prototype ligt dit laatste gedeelte namelijk hoger dan NAP, terwijl in het model de hoogste in te stellen waterstand NAP -0,20 m was. Om de vormgeving van de uitstroomconstructie ook aan de Grevelingenzijde
te controleren, is het model verbouwd om aan deze zijde van het hevelcomplex de ontgrondingen te bepalen. Hiervoor zijn het stortebed en de onbeschermde toeleidingsgeul op dezelfde hoogte als de woelbak gebracht. Het modelgedeelte aan weerszijden van de geul is niet aangepast.
Voor de afmetingen en peilen van het hevelcomplex en de uitstroomconstructie wordt verwezen naar hoofdstuk 4, waarin het voorontwerp beschreven is.
Tevens worden daar de hydraulische randvoorwaarden gegeven, die tijdens het modelonderzoek en het verwerken van de meetresultaten gebruikt zijn.
Het model is uitgevoerd in afgesmeerd metselwerk, behalve het gedeelte van de toeleidingsgeul, dat in de poiystyreenbak ligt (zie figuur 2). Het hevel-complex en de begrenzer zijn van hout gemaakt.
Op de bodem en de taluds van het stortebed kon atortsteen worden aangebracht. De diameter van de stortsteen is afhankelijk van de te onderzoeken situatie
(waterstand, debiet en begrenzer).
Het voor het ontgrondingsonderzoek gebruikte materiaal is polystyreen (han-delsnaam hostyren). Voor het begin van het onderzoek zijn enige eigenschap-pen van dit materiaal bepaald. De korreldiameter d— is 2600 vrai. Het soorte-lijke gewicht p » 1035 kg/m en de valsnelheid w5 Q = 3,2 cm/s.
In goot 5 van het Gotenlaboratorium is het begin van beweging bepaald op de wijze zoals beschreven in het rapport M 648/M 863, deel I (lit. 8 ) . De
kri-tieke schuif-spanningssnelheid u , • = 0,60 cm/s bij een kinematische viscositeit —6 2 "Kr
v ° 1,2 x 10 m /s. De kritieke snelheid u. (= grenswaarde waarbij bodem-materiaal juist begint te bewegen) is bepaald volgens u. a / ~ . u . ,
waar-Lcr A Hier
in A met behulp van het diagram van Moody bepaald is.
Figuur 16 geeft de korrel- en de valsnelheidsverdeling van het hostyren,
figuur 17 toont de afhankelijkheid van het begin van beweging van de stromings-toestand en de materiaaleigenschappen.
6. Meetopstelling
Het model was voorzien van een gesloten circulatiesysteem, waarvoor een pomp met een capaciteit van ca. 200 l/s gebruikt is. Het water werd via een lei-dingsysteem naar de instroombak geleid, terwijl het debiet geregeld werd met behulp van een afsluiter voor de instroombak. De debieten werden gemeten met een meetflens in het leidingsysteera bovenstrooms van de afsluiter. Deze meetflens is voor het begin van het onderzoek geijkt met behulp van een
elec-tromagnetische debietmeter.
De waterstanden zijn in het model gemeten met peilnaalden. De plaats van deze peilnaalden is op figuur 2 gegeven. De waterstand is geregeld met behulp van 5 verticale overstortschuiven aan de uitstroomzijde van het model. Aan het begin van het onderzoek zijn van deze schuiven de afvoerkarakteristieken bepaald, zodat tijdens het onderzoek de positie van de schuiven zodanig kon worden ingesteld dat bij een bepaalde waterstand en debiet de schuiven onge-veer evenveel afvoerden.
De uit het model meegevoerde polystyreenkorrels werden opgevangen en van het water gescheiden door een aantal, schuin aflopende zeefbakken, die
beneden-strooms van de overstortschuiven geplaatst waren.
De ontgrondingen werden op regelmatige tijdstippen vanaf het begin van een proef met een profielvolger (provo) in 15 langsraaien gemeten. De langsraaien
liepen vanaf het einde van het stortebed tot aan het einde van de ontgrondings-bak. De onderlinge afstand tussen de langsraaien was 0,25 m (model).
De genieten langsraaien werden uitgeschreven door middel van een Sanborn-recor-der. In deze langsraaien waren markeringspunten opgenomen, die een onder-linge afstand van 0,25 m hadden. Met behulp van deze punten konden enige interessante dwarsprofielen van de ontgrondingskuil uit de gemeten langs-profielen worden bepaald.
Aan het einde van iedere ontgrondingsproef is op 0,4 van de waterdiepte boven het einde van het stortebed de snelheid en de turbulentie-intensiteit
in een aantal punten met behulp van een micromolen bepaald.
Voor het stroombeeldonderzoek was aan éên van de fotobruggen bovenin de raodellenhal een fotocamera opgesteld, waarmee de uitstroomconstructie van het hevelcomplex en Ce ontgrondingsbak kon worden gefotografeerd, Voor de bepaling van de stroombeelden zijn oppervlaktedrijvers gebruikt. De
belichtingstijd van 4 seconde werd geregeld met een tijdklok. Door de
belichting na 1 seconde gedurende 1 seconde te onderbreken kon op de stroom-beeldfoto's de richting van de drijverbanen worden bepaald.
Tijdens het stroombeeldonderzoek is voor een aantal situaties aan het einde van de woelbak en/of van het stortebed snelheidsverticalen met behulp van een micromolen gemeten.
belichtingstijd van 4 seconde werd geregeld met een tijdklok. Door de
belichting na 1 seconde gedurende 1 seconde te onderbreken kon op de stroom-beeldfoto's de richting van de drijverbanen worden bepaald.
Tijdens het stroombeeldonderzoek is voor een aantal situaties aan het einde van de woelbak en/of van het stortebed snelheidsverticalen met behulp van een micromolen gemeten.
7. Modelonderzoek
7.1 Verloop van het modelonderzoek
Het modelonderzoek kan als volgt worden onderverdeeld: 1. stroombeeldonderzoek
2. onderzoek naar de stabiliteit van het stortebed 3. ontgrondingsonderzoek
De opzet van het stroombeeldonderzoek is om aan de hand van stroombeeldfoto's een eerste indruk te verkrijgen van de uitstroomcondities, die bij een be-paalde vormgeving van de uitstroomconstructie optreden. Door de aard van dit onderzoek kan de invloed van de vormgeving van de heveluitlaat, woelbak, de™ bietbegrenzer en stortebed op het stroombeeld in relatief korte tijd worden bepaald. Tijdens dit gedeelte van het onderzoek is de vormgeving van het hevel-complex aan de Zijpe-zijde, zowel voor hevelvariant I als voor hevelvariant II bepaald.
Vervolgens is met behulp van het ontgrondingsonderzoek het ontwerp van de uit-stroomconstructie geoptimaliseerd, waarbij een zo'n gunstig mogelijk ontgrondings-patroon als criterium gehanteerd is. Naast de ligging van de diepste
kuil-gedeelten ten opzichte van het kunstwerk zijn ook de aanzethellingen van de ontgrondingskuil in combinatie met de diepte van de kuil beschouwd.
Otn de ontgrondingskuil en het verloop van het ontgrondingsproces te karakte-riseren zijn parameters gebruikt» zoals deze door het Laboratorium uit fun-damenteel onderzoek M 648/M 863 (lit. 8) zijn geformuleerd. Met de uit dit fundamenteel onderzoek vastgelegde relaties kunnen de ontgrondingen naar het prototype worden vertaald.
De configuratie achter het kunstwerk, zoals de vormgeving van de woelbak en van de debietbegrenzer, en de lengte van het stortebed is gevarieerd om een voor het hevelcomplex optimaal ontwerp te kunnen bepalen.
De ontgrondingsproeven zijn uitgevoerd onder de volgende condities: - als verdedigingsvorm is een horizontaal stortebed toegepast, - de ontgrondingen zijn bij permanente stroom beschouwd,
Het verloop van. het ontgrondingsproces is zowel voor hevelvariant I als voor hevelvariant II bepaald; voor variant I zowel aan de Zijpe-zijde als aan de Grevelingen-zijde van het kunstwerk. De hydraulische randvoorwaarden zijn zodanig gekozen dat de ontgrondingen bepaald kunnen worden voor de verschil-lende, tijdens het modelonderzoek nog mogelijke oplossingen voor de Ooster-schelde.
Het onderzoek naar de stabiliteit, van de stortsteen is uitgevoerd om met name het stortebed aan de Zijpe-zijde van het hevelcomplex te kunnen ont-werpen. Het ontwerp van het stortebed aan de Zijpe-zijde werd vervolgens voor extreme omstandigheden aan de Grevelingen-zijde gecontroleerd. De
stortebedden voor hevelvariant II zijn niet onderzocht, omdat toen reeds besloten was om het hevelcomplex volgens variant I te bouwen.
7.2 Stroombeeldonderzoek
Voorafgaand aan het stroombeeldonderzoek is de uitstroming van de hevel™ kokers afgeregeld. Hierbij is gesteld, dat bij een bepaalde benedenwater-stand en een daarbij behorend debiet de hevelkokers alle dezelfde spui-capaciteit hebben. De debietverdeling is gecontroleerd door bij de ver-schillende waterstanden en debieten de snelheid in het hart van de hevel-kokers op 1,60 m boven de kokerbodem te meten. Bij het afregelen is gesteld dat de gemeten snelheden niet meer dan 2,5% van de gemiddelde snelheid mogen afwijken. De debietverdeling is zowel gecontroleerd voor de situatie dat alle 9 kokers spuien, als voor de situaties waarbij meerdere kokers symmetrisch of a-symmetrisch zijn afgeschakeld. Om de verschillende af-schakelsituaties duidelijk aan te geven zijn de kokers genummerd van
1 tot en met 9 (van links naar rechts in stroomafwaartse richting kijkend). De stroombeeldfoto1s zijn gemaakt met een vlakke, horizontale geulbodem,
die op NAP -7,50 m ligt. Om te voorkomen dat zich tijdens het stroombeeld-onderzoek een ontgrondingskuil zou ontwikkelen is het polystyreen in de ontgrondingsbak afgedekt met verzwaarde nylonmatten.
De stroombeelden zijn alleen bepaald voor de situaties, waarbij de doorspoel-richting van het hevelcomplex van het Grevelingenmeer naar het Zijpe is.
Hevelvariant I (3 groepen van 3 hevelkokers)
Het uitgevoerde meetprogramma voor hevelvariant I is ten behoeve van de over-zichtelijkheid in tabel II samengevat.
Tijdens deze proevenserie zijn de lengte en de breedte van het stortebed (res-pectievelijk 15 ra en 87,50 m) niet gewijzigd. De stortsteen op het stortebed heeft een d,n - 0,10 m. De lengte en de breedte van de woelbak zijn tijdens
de meeste proeven respectievelijk 15 m en 81,50 m geweest.
Voor hevelvariant I zijn allereerst de stroombeelden bepaald voor de situatie waarbij aan het benedenstroomse einde van de woelbak geen debietbegrenzer geplaatst ia (proeven T0-1 tot en met T14). De invloed van de waterstand en van het debiet op het stroombeeld, indien alle 9 kokers spuien, is onderzocht
tijdens de proeven T0-1 tot en met 4. Vervolgens is de invloed van het symmetrisch en a-symmetrisch afschakelen van 3 respectievelijk 6 kokers op het stroombeeld nagegaan (proeven T0-5 tot en met 14). In tabel II zijn
naast de ingestelde waterstand en het debiet, ook de verschillende afschakel-situaties aangegeven.
De hierboven beschreven proeven zijn herhaald voor de situaties waarbij aan het benedenstroomse einde van woelbak debietbegrenzer, type A aangebracht is
(proeven T0-15 tot en met TO-25). De vormgeving van deze debietbegrenzer, waarvan de kruin op NAP -3,50 m, is gegeven op figuur 7.
Tijdens de proeven TQ-13 tot en met T0-16 zijn de stroombeelden bepaald voor een debiet van 312 m /s en een waterstand van NAP -1,50 m. Voor de bepaling van de stroombeelden zijn tijdens de proeven TO-13 en TO-15 oppervlaktedrij-vers en tijdens de proeven TO-14 en TO-16 1 m lange stokdrijoppervlaktedrij-vers gebruikt. Omdat het afregelen van gelijke debieten door de hevelkokers bij de
verschil-lende situaties veel tijd vergde, is de instroombak van het model na proef TO-25 gewijzigd. Vervolgens is nagegaan of deze modeltechnische wijziging invloed heeft gehad op de stroombeelden. De proeven TO-26 en TQ-36 tot en met T0-43 zijn daarom herhalingsproeven van de proeven T0-2 en TO-18 tot en met TO-25, Op grond van de resultaten van het vooronderzoek M 1331 (nota IV) en de
re-sultaten van enige proeven van het onderhavige onderzoek, zijn de proeven T0-26 tot en met TO-32 uitgevoerd om mogelijke ïnstabiliteiten in dit model
(M 1346) nader te onderzoeken. Tijdens deze proeven is het debiet constant op
o
312 m /s gehouden en is de benedenwaterstand van NAP tot NAP -2,00 m gevarieerd. Tijdens deze proeven is aan het einde van de woelbak geen debietbegrenzer
aangebracht, ook zijn er geen afschakel-situaties onderzocht.
Voorgaande proeven zijn uitgevoerd met een talud met een helling van 1:5 benedenstrooms van de woelbak. Tijdens de proeven TO-44 tot en met T0-48 is de debietbegrenzer in stroomafwaartse richting over 8,50 m verschoven, waardoor de totale lengte van de woelbak 23,50 m geworden is. Tevens is het
talud achter de begrenzer vervangen door een verticaal overgangsstuk, zie figuur 9. Ook de beide geleidingsmuren zijn verlengd tot het einde van de woelbak. Ter aanvulling van de proeven met een debietbegrenzer (TO-15 tot en met TO-25) zijn nog twee proeven gestroomd met een gewijzigde woelbak. Tijdens proef T0-49 is de woelbak verbreed tot 100 m en de begrenzer met
17,50 m verlengd. Tijdens proef T0-50 zijn de twee geleidingsmuren zodanig gedraaid, dat zij vanaf de zijkant van de 2 buitenste hevelkokers naar de uiteinden van de verlengde begrenzer lopen.
Zoals in hoofdstuk 4.2.2 vermeld is, wordt de debietbegrenzer zodanig ge-plaatst dat de waterstraal, die uit een hevelkoker komt, een top van de begrenzer treft. Door de zig-zag over een halve golflengte te verschuiven zal de straal tussen de 2 toppen terecht komen. Tijdens proef TO-51 is nagegaan of een dergelijke verschuiving van de begrenzer van invloed op het stroombeeld is.
Alle voorgaande proeven zijn gedaan bij een vlakke, horizontale geulbodem. Alleen tijdens proef TO-52 is nagegaan of een ontgrondingskuil invloed heeft op het stroombeeld.
Heyelyariant II
Hat uitgevoerde meetprogramma voor hevelvariant II is in tabel III samenge-vat,
Tijdens deze proevenserie zijn de lengte en de breedte van het stortebed ook constant gehouden, namelijk 100 m en 87,50 m. Voor de stortsteen op het talud achter de woelbak is 300/10Q0 kg en op het horizontale gedeelte
60/300 kg gebruikt. De lengte en de breedte van de woelbak zijn respectieve-lijk 15 m en 81,50 m geweest.
situatie waarbij geen begrenzer aan het benedenstroomse einde van de woel-bak geplaatst is (proeven Tl — 1 tot en met TI-11). De invloed van de beneden-waterstand op het debiet op het stroombeeld, indien alle 9 kokers spuien,
is onderzocht tijdens de proeven T]-l tot en met Tl—4. Vervolgens is de in-vloed van het symmetrisch en a-symmetrisch afschakelen van 3 respectievelijk 6 kokers op het stroombeeld nagegaan (proeven Tl-5 tot en met Tl-11). In tabel III zijn de verschillende afschakelsituaties aangegeven.
De hierboven beschreven proeven zijn eveneens herhaald voor de situaties, waarbij aan het benedenstroomse einde van de woelbak debietbegrenzer, type A geplaatst is (proeven Tl—12 tot en met Tl-22). De vormgeving van de debiet-begrenzer, waarvan de kruin op NAP -3,50 m ligt, is gegeven op figuur 7. Tijdens dit gedeelte van het onderzoek zijn alleen oppervlakte-drijvers ge-bruikt.
Gedurende verschillende proeven is direct een onderzoek gedaan naar mogelijke instabiliteiten in het stroorabeeld, zodat voor deze hevelvariant niet een afzonderlijke serie proeven naar mogelijke instabiliteiten is uitgevoerd zoals bij hevelvariant I,
7.3 Onderzoek naar de stabiliteit van het stortebed
In verband met de stabiliteit van het stortebed is in de nota "Randvoorwaarden en voorlopige dimensies van het doorlaatmiddel in de Grevelingendam" de
benodigde steengrootte geschat op 0,10 m. Hierbij is uitgegaan van een maat-gevende waterstand op het Zijpe van NAP -3,00 m (onderschrijdingsfrequentie
-2
ongeveer 10 per jaar) en van de situatie waarbij een debietbegrenzer aan het einde van de woelbak geplaatst is. Tijdens de eerste proeven van het stroom-beeldonderzoek is echter gebleken dat stortsteen met een d_0 - 0,10 m niet
stabiel is bij waterstanden, die hoger zijn dan NAP -3,00 m.
Om het geplande stroombeeldonderzoek met een stabiel stortebed uit te kunnen voeren is nagegaan onder welke extreme omstandigheden stortsteen met een d-Q van 0,25 m; 0,40 m; 0,50 ra en 0,75 m stabiel blijft. Tijdens dit
gedeel-te van het onderzoek is niet sysgedeel-tematisch nagegaan onder welke omstandigheden begin van beweging voor de verschillende steensoorten optreedt. Wel is nage-gaan bij welke waterstand de stortsteen stabiel blijft op het horizontale gedeelte van het stortebed voor de situaties met en zonder een debietbegren-zer, tevens is stabiliteit van de stortsteen bepaald direct benedenstrooms
van de debietbegrenzer, indien geen talud achter de begrenzer is aangebracht. Naar aanleiding van de resultaten van bovenstaand onderzoek is een systema-tisch onderzoek naar de stabiliteit van het stortebed uitgevoerd. Omdat in de praktijk gewerkt wordt met gewichtklassen in plaats van diameterklassen van stortsteen, is de stabiliteit van stortsteen in de gewichtsklassen 60/300 kg en 300/1000 kg bepaald.
Figuur 18 geeft de gewichtkrommen van deze laatste 2 steensoorten, zoals die tijdens het modelonderzoek gebruikt zijn. Tevens staan op deze figuur de gewichtsverdelingen van de steensoorten 0,35/0,45 tn; 0,45/0,65 m en 0,65/ 0,85 m. Figuur 19 geeft de diameterverdeling van de verschillende steensoorten. Om de stabiliteit van de steensoorten 60/300 kg en 300/1000 kg te bepalen
is een systematisch onderzoek uitgevoerd voor het stortebed aan de Zijpe*-zijde van hevelvariant I.
Hierbij zijn de volgende variabelen constant gehouden! lengte woelbak breedte woelbak : lengte stortebed breedte stortebed bodem stortebed 15 m 81,5 m 50 m 87,50 m NAP -7,50 m soortelijk gewicht stortsteen 2600 kg/ni
Tijdens het onderzoek is de onbeschermde bodem van de toeleidingsgeul bedekt geweest met nylonmatten om te voorkomen dat zich benedenstrooms van het
stortebed een ontgrondingskuil ontwikkelt. De geulbodem is op dezelfde hoogte gehouden als het stortebed (KAP -7,50 m ) . Voor wat betreft de beëindiging van de woelbak zijn de situaties met en zonder begrenzer onderzocht. De toe-gepaste begrenzer is type A geweest. In dit geval is de stabiliteit zowel bepaald voor de situatie dat een talud met een helling van 1:5 als voor de situatie dat een verticaal overgangsstuk achter de begrenzer is aangebracht (zie figuur 9), Om de stabiliteit van het stortebed te kunnen definiëren
is gebruik gemaakt van het criterium voor begin van beweging. Dit criterium om-schrijft het begin van beweging als het heen en weer bewegen van de stenen op enkele plaatsen en maar af en toe. Hierbij wordt dus duidelijk onder-scheidt gemaakt tussen bewegen en verplaatsen van de stenen. Het bewegen van de stenen wordt in tegenstelling tot verplaatsen gezien als de toestand waarbij nog geen schade optreedt.
De stabiliteit van de stortsteen is zowel bepaald op het horizontale gedeel-te van het storgedeel-tebed als op het overgangstalud benedenstrooms van de woel-bak. Voor de situatie dat achter de debietbegrenzer een verticaal overgangs-stuk is aangebracht, is voor de bepaling van het begin van beweging onder-scheid gemaakt tussen de eerste 10 ra onmiddellijk benedenstrooms van de begrenzer en het overige gedeelte van het atortebed.
Voor een bepaalde situatie is de stabiliteit van de stortsteen bepaald door de waterstand benedenstrooms van het hevelcomplex in stapjes van 0,25 m te verlagen, namelijk van NAP -1,50 ia tot NAP -4,25 m. Het voor elke water-stand in te stellen debiet volgt dan uit Q •= 9 x 3,2 x 3,2 x 3,26 /AH. Hierbij is aangenomen dat de bovenwaterstand NAP -0,20 m is en dat alle 9 kokers spuien. In het model is bij een bepaalde waterstand gedurende 30 minuten met het bij die waterstand horende debiet gestroomd. Na een proef is eerst het debiet verhoogd en pas daarna de waterstand met 0,25 m verlaagd, Tabel IV geeft een overzicht van de waterstand en het debiet, waarbij begin van beweging van de 2 steensoorten in de verschillende
situaties is waargenomen.
Vervolgens is nagegaan of het afschakelen van 1 of meerdere hevelkokers nog invloed heeft op de waterstand, waarbij begin van beweging geconsta-teerd is indien alle 9 kokers spuien.
De volgende afschakelsituaties zijn onderzocht: a. kokers l tot en met 3 dicht
b. 4 tot en met 6 dicht c. 1 tot en met 6 dicht
d. 1 tot en met 3 en 7 tot en met 9 dicht e. 2 tot en met 9 dicht
f. 1 tot en met 4 en 6 tot en met 9 dicht
De tijdens bovenstaande proeven toegepaste begrenzer is type A geweest. Tevens is nagegaan of voor debietbegrenzer, type C begin van beweging van de twee steensoorten bij dezelfde waterstand optreedt als voor debietbegrenzer, type A. De stabiliteit van het stortebed aan de Grevelingen-zijde van het hevelcomplex
is niet zo systematisch onderzocht als aan de Zijpe-zijde. Aan de Grevelingen-zijde is nagegaan of het stortebed, zoals dat voor de Zijpe-Grevelingen-zijde bepaald is, ook aan deze zijde onder extreme omstandigheden stabiel blijft. Voor deze extreme omstandigheden zijn aangehouden een waterstand van NAP -0,20 m en een spuidebiet van 660 m /s voor de 9 hevelkokers.
