Post on 19-Mar-2016
description
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
PAO 2004 Hydraulische aspecten van stroomsluizen en hoogwaterkeringen
2
Inhoud
• Inleiding• Soorten
stroomconstructies• Stroomsluizen• Hoogwaterkeringen• Schuiven
PAO 2004 Hydraulische aspecten van stroomsluizen en hoogwaterkeringen
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
PAO 2004 Hydraulische aspecten van stroomsluizen en hoogwaterkeringen
4
2 Stroomsluizen
• Algemeen• Enige sluistypen• Hydraulische vormgeving• Afvoerrelaties• Stortebedden en erosiekuil• Diverse aspecten• Voorbeelden
PAO 2004 Hydraulische aspecten van stroomsluizen en hoogwaterkeringen
5
Sluistypen (2b)
PAO 2004 Hydraulische aspecten van stroomsluizen en hoogwaterkeringen
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
PAO 2004 Hydraulische aspecten van stroomsluizen en hoogwaterkeringen
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
PAO 2004 Hydraulische aspecten van stroomsluizen en hoogwaterkeringen
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
PAO 2004 Hydraulische aspecten van stroomsluizen en hoogwaterkeringen
9
Diverse aspecten (2f)
• Golfbelastingen in kerende situatie• Modelonderzoek voor optimalisatie• Debietmeting• Luchtinsluiting• IJsbelasting• Zout/zoet-effecten op verval en stroombeeld
PAO 2004 Hydraulische aspecten van stroomsluizen en hoogwaterkeringen
10
Voorbeelden (2g)
Spuiwerk Zuidwillemsvaart sluis 11
PAO 2004 Hydraulische aspecten van stroomsluizen en hoogwaterkeringen
11
Voorbeelden (2f)
Spuisluis Oosterhout
PAO 2004 Hydraulische aspecten van stroomsluizen en hoogwaterkeringen
12
Voorbeelden (2g)
Spuisluis Oosterhout
PAO 2004 Hydraulische aspecten van stroomsluizen en hoogwaterkeringen
13
Voorbeelden (2h)
Doorlaatmiddel Zandkreekdam
PAO 2004 Hydraulische aspecten van stroomsluizen en hoogwaterkeringen
14
Voorbeelden (2i)Doorlaatmiddel Zandkreekdam
Zig-zagoverlaat Veerse Meer-zijde Palenscherm Oosterschelde-zijde
PAO 2004 Hydraulische aspecten van stroomsluizen en hoogwaterkeringen
15
Voorbeelden (2j)
Nieuwe Spuisluizen Afsluitdijk
PAO 2004 Hydraulische aspecten van stroomsluizen en hoogwaterkeringen
16
Voorbeelden (2k)
Nieuwe spuisluizen Afsluitdijk
PAO 2004 Hydraulische aspecten van stroomsluizen en hoogwaterkeringen
17
3 Afsluitbare hoogwaterkeringen
• Algemeen• Geopende stand• Sluiting• Keren• (Openen)• Voorbeelden
PAO 2004 Hydraulische aspecten van stroomsluizen en hoogwaterkeringen
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
PAO 2004 Hydraulische aspecten van stroomsluizen en hoogwaterkeringen
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
PAO 2004 Hydraulische aspecten van stroomsluizen en hoogwaterkeringen
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
PAO 2004 Hydraulische aspecten van stroomsluizen en hoogwaterkeringen
21
Voorbeelden (3e)
Hoogwaterkering Afgedamde Maas
PAO 2004 Hydraulische aspecten van stroomsluizen en hoogwaterkeringen
22
Voorbeelden (3f)
Maeslant-kering Nieuwe Waterweg
PAO 2004 Hydraulische aspecten van stroomsluizen en hoogwaterkeringen
23
Voorbeelden (3g)
Thames-barrier
Ems-sperrwerk
Venetië-kering