- PDF Gratis download

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download ""

Diana Brabander
5 jaren geleden
Aantal bezoeken:

Samenvatting In deze simulatie-studie is onderzocht in welke mate het schutwaterverlies beperkt kan worden door een aanpassing in de bediening van de sluis.

3 Samenvatting In deze simulatie-studie is onderzocht in welke mate het schutwaterverlies beperkt kan worden door een aanpassing in de bediening van de sluis. Op kanalen en gekanaliseerde rivieren spelen steeds meer belangen een rol, met elk hun eigen waterbehoefte. Peilhandhaving, behoud van natte natuurwaarden, drinkwatervoorziening, water ten behoeve van de agrarische sector (bv. irrigatie) en industrie (bv. proces- en koelwater), water ten behoeve van het schutproces, aan al deze waterbelangen is in het landelijk beleid een prioriteit toegekend. Hierbij is o.a. de scheepvaart (i.c. het schutproces) een lage prioriteit toegekend. In droge perioden is het dus gewenst dat het schutverlies wordt gereduceerd. Het onderzoek heeft zich gericht op het toepassen van zogenaamde schutregimes met behulp van het simulatie-pakket SIVAK van de Rijkswaterstaat. Het doel van het instellen van een schutregime is de gemiddelde kolkbenutting te verhogen, zodat het zelfde aantal schepen in minder schuttingen wordt geschut. Als altematief zou een teveel aan schutverlies teruggepompt kunnen worden. Globaal wordt bekeken welk van de twee qua kosten de voorkeur heeft in verschillende situaties. Een schutregime is een pakket van voorwaarden waaraan voldaan moet worden, voordat een schutting uitgevoerd mag worden. De twee belangrijkste schutcriteria zijn het kolkbenuttings-criterium en het wachtcriterium. Het eerste stelt eisen aan het in te nemen kolkoppervlak door de wachtende schepen (indien dit te laag wordt bevonden, wordt een schutting vooralsnog uitgesteld), en het tweede verbind een maximum aan de wachttijd voor de schepen. Tijdens het beoordelen van de kolkbenutting wordt gebruik gemaakt van zogenaamde vergelijkings-types, die het aanbod van schepen aan beide zijden van de sluis wegen en samenstellen tot een kolkbenuttingsgraad. De drie typen zijn lineair, blok en ellips, en in deze studie werd eveneens bekeken of een van deze drie lijntypes als 'beste' systeem-parameter gekozen kon worden. Het spreekt voor zich dat het toepassen van een schutregime dus tot langere wachttijden leidt. De scheepskosten zullen dan ook stijgen. Het opgeven van een maximale wachttijd zorgt ervoor dat deze kostenstijging niet buiten proporties zal zijn. Verder kan 'voorkennis' een beperkende invloed op de kostenstijging hebben. In een schutregime moet opgegeven worden of een sluismeester wel of geen voorkennis omtrent de in aankomst zijnde schepen heeft. Indien dit het geval is, zal een schutting die aan beide criteria (kolkbenutting- en wacht-) niet voldoet toch plaatsvinden als er binnen de resterende wachttijd geen schepen meer zullen arriveren. In deze studie wordt onderzocht wat het effect van schutten met voorkennis is op het schutverlies en de scheepskosten. Voor de selectie van vaarwegklassen en type sluizen is eerst gekeken naar de Nederlandse situatie: welke delen in het land en welk type vaarwegen hebben te maken met droge periodes, waarin het toepassen van een schutregime zinvol of wenselijk kan zijn. Hieruit kwam naar voren dat met name bij de Midden Limburgse en Noord-Brabantse kanalen de problematiek van 'waterschaarste' en te reduceren schutverliezen actueel is. Het betrof klasse II en klasse V vaarwegen, zodat de keuze gemaakt is om voor deze vaarwegklassen simulaties uit te voeren. Hiertoe zijn twee model-sluizen gedefinieerd, respectievelijk klasse II en klasse V, die karakteristiek zijn voor de hierboven genoemde kanalen. Tevens zijn van deze kanalen twee netwerken gemodelleerd, die eveneens gesimuleerd werden. Enkelvoudige sluis in klasse n vaarweg De model-sluis is een afspiegeling van een oud type sluis, dat veelvuldig op de Zuid-Willemsvaart voorkomt, met een kolkoppervlak van 52,5 x 20 meter, en een verval van 2,6 meter (gemiddeld verval van de voorkomende sluizen op de Zuid-Willemsvaart). Op deze model-sluis is vervolgens een hele serie schutregimes toegepast, met varierende vereiste kolkbenuttings-percentages en maximale wachttijden. Het blijkt dat het schutverlies voor deze model-sluis met zo'n 45 % te reduceren is. Verder blijkt dat 'voorkennis' een geringe invloed op het schutverlies heeft (6 % verschil), maar een grote invloed op de scheepskosten. Als gevolg van het toepassen van een schutregime stijgen de scheepskosten namelijk met 165% voor 'geen voorkennis' en voor het geval 'met voorkennis' is deze stijging,slechts' 74%. De verschillende vergelijkingstypes en de diverse toegepaste kolkbenuttingspercentages leiden hier niet tot significante verschillen, doordat de verkeersbelasting relatief laag is. Omdat een watertekort slechts incidenteel zal optreden, kan geconcludeerd worden dat schutregimes voor dit type sluis een goed(koper)altematief is voor (dan) het terugpompen van het schutverlies.

4 Enkelvoudige sluis in klasse V vaarweg De gedefmieerde model-sluis is een 'gemiddelde' van de sluizen die voorkomen op de Maas-route. Het is een complex met twee kolken van elk 142 x 16 meter, en een verval van 4 meter. Ook hier zijn weer diverse series schutregimes toegepast. Doordat deze sluis een (relatief) veel hogere scheepsbelasting kent dan de klasse II sluis, zijn de mogelijke schutwaterbesparingen hier geringer, en zijn deze in de orde-grootte van 20% a 30%, afhankelijk van het toegepaste schutregime. De kostenstijging voor de scheepvaart is echter ook (veel) geringer, namelijk maximaal ca. 45 %. Ook hier leidt,voorkennis, tot lagere scheepskosten zonder noemenswaardige invloed op het schutverlies. Langere maximale wachttijden vergroten de schutwaterbesparing aanzienlijk, echter de scheepskosten nemen ook navenant toe. De invloed van de vereiste kolkbenuttingspercentages is geringer dan de invloed van een andere maximale wachttijd. De verschillende vergelijkingstypes hadden hier wel invloed. Een globale kostenberekening wees uit dat het lijntype lineair over het algemeen tot de laagste kosten leidt. Tevens bleek dat het schutverlies terugpompen niet altijd de 'goedkoopste' oplossing zal zijn. Schutregimes kunnen een goed alternatief zijn, en kunnen bij een zeer gering wateraanbod een besparing op pompkosten geven als ze in combinatie met pompen worden gebruikt. Klasse 11 netwerk Het klasse II netwerk omvat de Zuid-Willernsvaart, het Wilhelminakanaal en het kanaal Wessem-Nederweert en dit model bevat maar liefst 15 sluiscomplexen. Met de netwerk-simulaties werd getracht te onderzoeken of de keuze voor een bepaald schutregime beinvloed zou moeten worden indien een heel netwerk bestudeerd wordt. Uit simulaties blijkt dat het toepassen van een schutregime op een sluis slechts geringe invloed heeft op navolgende sluizen. Wanneer sluizen ver uit elkaar liggen zal door de verschillende vaarsnelheden van de schepen het aankornst-patroon van deze schepen bij een volgende sluis weer zeer gevarieerd in de tijd zijn. Simulaties lieten zien dat voor de toegepaste schutregimes de mogelijke schutwaterbesparing bij de sluizen op dit netwerk ca. 40% bedraagt. Koppeling van praktijk-waarden en 'worst case scenario's' voor het wateraanbod op dit netwerk wees uit dat met behulp van schutregimes op de juiste sluizen een beperkt wateraanbod opgevangen kan worden zonder dat de waterbalans verstoord wordt, terwijl het gehele scheepsaanbod wel geschut wordt. Vanwege het incidentele karakter van een watertekort is het toepassen van schutregimes waarschijnlijk ook goedkoper dan het pomp-alternatief. Klasse V vaarweg Het Julianakanaal van sluis Born tot en met sluis Maasbracht vormde het klasse V netwerk. In deze studie werd te Born met twee kolken geschut en te Maasbracht met drie. De scheepsbelasting was overeenkomstig de praktijk. Door de grote afstand tussen de twee sluiscomplexen is het effect van een schutregime op ren van de twee sluizen op de andere sluis nihil. Op beide sluizen zijn diverse schutregimes toegepast. De mogelijke schutwaterbesparing lag tussen de 13 % en 35 %. De scheepskosten namen maximaal met ca. 35 % toe. Omdat genoemde sluizen een belangrijke schakel zijn in een systeem van waterbesparende maatregelen ten tijde van zeer beperkt wateraanbod, zijn de te realiseren beperkingen op het schutverlies dusdanig groot, dat deze nooit gehaald kunnen worden door het instellen van een schutregime. Uit een globale kostenafweging kwam naar voren dat het toepassen van een schutregime wel tot een besparing op de pompkosten kan resulteren. Conclusies Het toepassen van een schutregime kan grote schutwaterbesparingen opleveren. De kostentoename voor de scheepvaart als gevolg van zo'n regime is echter vrij groot bij sluizen met een laag scheepvaartaanbod. Voor sluizen met een hoog aanbod is deze kostentoename gering. Schutten 'met voorkennis' heeft in vrijwel alle gevallen een beperkende invloed op deze kostentoename. Het 'meest ideale' schutregime (van alle toegepaste regimes) heeft het vergelijkingstype lineair en vereiste kolkbenuttingspercentages van 40% en 60% voor respectievelijk de 'open' en 'gesloten' zijde van de sluis, waarbij de 'ideale' lengte van de maximale wachttijd van geval tot geval vastgesteld dient te worden in overeenstemming met de gewenste schutwaterbesparing en/of aan de hand van een globale kostenberekening. Wanneer een watertekort slechts incidenteel optreedt en/of het een laag belaste sluis betreft, zal het toepassen van een schutregime de beste oplossing zijn. Wanneer een watertekort frequent optreedt en/of de betreffende sluis hoog belast is, zal een teveel aan schutverlies terugpompen veelal de juiste oplossing zijn.

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

Vergelijkbare documenten

MEMO: AANVULLENDE WATERKWANTITEITSSIMULATIES KGT

MEMO: AANVULLENDE WATERKWANTITEITSSIMULATIES KGT Van : Lynyrd de Wit, Bram Bliek (Svašek Hydraulics) Aan : M. Pfaff, M. Mul, T. van Cuyck, F. Westebring (LievenseCSO) Datum : 8 januari 2014 Referentie