11 november 2004, FOS10a A. Vrijburcht Afdeling Constructieve Waterbouw, Natte Infrastructuur

PAO 2004 Hydraulische aspecten van stroomsluizen en hoogwaterkeringen

1

PAO-cursus: Functioneel ontwerpen van waterbouwkundige constructies

Hydraulische aspecten van stroomsluizen en hoogwaterkeringen

11 november 2004, FOS10a

A. VrijburchtAfdeling Constructieve Waterbouw, Natte Infrastructuur

Bouwdienst Rijkswaterstaat


2

Inhoud

• Inleiding• Soorten

stroomconstructies• Stroomsluizen• Hoogwaterkeringen• Schuiven


3

1 Soorten stroomconstructies

• Stroomsluizen (spui-, inlaat- en doorlaatsluizen) voor afvoer van water

• Afsluitbare hoogwaterkeringen voor keren van stormvloeden en hoogwatergolven

• Stuwen voor peilbeheersing in rivieren• Gemalen voor afvoer van water tegen verval in• Verdere stroomconstructies


4

2 Stroomsluizen

• Algemeen• Enige sluistypen• Hydraulische vormgeving• Afvoerrelaties• Stortebedden en erosiekuil• Diverse aspecten• Voorbeelden


5

Sluistypen (2b)


6

Hydraulische vormgeving (2c)

• Instroming soepel• Open goten of kokers met vrije waterspiegel of verdronken,

diepgelegen kokers• Schuiven als open/dicht of als regelaar• Spreiding stroming benedenstrooms met diffusor,

overlaat/palenscherm, bodemstap of woelbak


7

Afvoerrelaties (2d)

• Verdronken koker met Q = m A (2 g ΔH) en ΔH als energieverval

• Onvolkomen afvoer evenzo, maar A via beneden- of bovenwaterstand

• Volkomen afvoer met Q = m 1,7 b H 3/2 en H als energieniveau boven drempel


8

Stortebed en erosiekuil (2e)

• Toplaag als functie van stroomsnelheid en turbulentie• Lengte stortebed bepaald door verwachte

erosiekuildiepte• Opbouw stortebed als fundatie toplaag en

waterdrukuitwisseling • Erosiekuil met aanzethelling en kuildiepte


9

Diverse aspecten (2f)

• Golfbelastingen in kerende situatie• Modelonderzoek voor optimalisatie• Debietmeting• Luchtinsluiting• IJsbelasting• Zout/zoet-effecten op verval en stroombeeld


10

Voorbeelden (2g)

Spuiwerk Zuidwillemsvaart sluis 11


11

Voorbeelden (2f)

Spuisluis Oosterhout


12

Voorbeelden (2g)

Spuisluis Oosterhout


13

Voorbeelden (2h)

Doorlaatmiddel Zandkreekdam


14

Voorbeelden (2i)Doorlaatmiddel Zandkreekdam

Zig-zagoverlaat Veerse Meer-zijde Palenscherm Oosterschelde-zijde


15

Voorbeelden (2j)

Nieuwe Spuisluizen Afsluitdijk


16

Voorbeelden (2k)

Nieuwe spuisluizen Afsluitdijk


17

3 Afsluitbare hoogwaterkeringen

• Algemeen• Geopende stand• Sluiting• Keren• (Openen)• Voorbeelden


18

Geopende stand (3b)

• Natuurlijk stroomprofiel handhaven met brede constructies en diepe bodem

• Scheepvaartverkeer vindt veelal doorgang met schuiven buiten scheepsprofiel

• Stroomsnelheden in openingen met bodembescherming aan weerszijden


19

Sluiten (3c)

• Late sluiting met sterke stroming• Sector- of hefschuiven voor sluiting in stroming (of met

balgkering); bewegingswerk hierop dimensioneren• Golfbelasting op schuiven tijdens sluiten; let op

golfklappen tijdens passage waterspiegel • Bodembescherming dimensioneren op schuifweigering


20

Keren (3d)

• Groot verval over kering met wisselende duur• Mogelijke afwaaiing of juist opstuwing van

binnenwaterstand• Hoge quasi-statische golfbelasting op schuiven met

vermoeiingsaspecten• Lekkage door spleten met mogelijke trillingen


21

Voorbeelden (3e)

Hoogwaterkering Afgedamde Maas


22

Voorbeelden (3f)

Maeslant-kering Nieuwe Waterweg


23

Voorbeelden (3g)

Thames-barrier

Ems-sperrwerk

Venetië-kering

Documents

11 november 2004, FOS10a A. Vrijburcht Afdeling Constructieve Waterbouw, Natte Infrastructuur