Hydraulisch onderzoek nivelleersysteem Nieuwe Zeesluis IJmuiden. Arne van der Hout

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "Hydraulisch onderzoek nivelleersysteem Nieuwe Zeesluis IJmuiden. Arne van der Hout"

Joke Brander
7 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 Hydraulisch onderzoek nivelleersysteem Nieuwe Zeesluis IJmuiden Arne van der Hout 24 maart 2016

2 Schaalmodel Noordersluis Berlijn in ca. 1920

3 Achtergrond 4

4 Achtergrond Weinig ruimte asymmetrische voorhaven, nautisch haalbaar Weinig ruimte geotechnische uitdagingen Grote sluis zoutindringing in het Noordzeekanaal Grotere schepen vlot en veilig nivelleren 5

5 Achtergrond Weinig ruimte asymmetrische voorhaven, nautisch haalbaar Weinig ruimte geotechnische uitdagingen Grote sluis zoutindringing in het Noordzeekanaal Grotere schepen vlot en veilig nivelleren 6

6 Tijdslijn en betrokkenheid Deltares Planfase Voorkeursbesluit Planfase 2 april 2014 aug Start aanleg Proof of concept: nivelleersysteem, nautische aspecten, stromingsberekeningen Nautisch onderzoek (schaalmodel & real time simulaties), voorlopige dimensionering nivelleersysteem, hydraulische randvoorwaarden Aanbesteding bouwcontract (DBFM) Hydraulisch onderzoek nivelleersysteem referentieontwerp Gunning bouwcontract aan OpenIJ Toetsing definitief ontwerp en vaststellen hefprogramma s 2019 Oplevering en ingebruikname zeesluis

7 Tijdslijn en betrokkenheid Deltares Planfase Voorkeursbesluit Planfase 2 april 2014 aug Proof of concept: nivelleerstysteem, nautische aspecten, stromingsberekingen Nautisch onderzoek (schaalmodel & real time simulations), voorlopige dimensionering nivelleersysteem, hydraulische randvoorwaarden Aanbesteding bouwcontract (DBFM) Hydraulisch onderzoek nivelleersysteem referentieontwerp Gunning bouwcontract 2016 Start aanleg Toetsing definitief ontwerp en vaststellen hefprogramma s 2019 Oplevering en ingebruikname zeesluis

8 Hydraulisch onderzoek (schaalmodel) Het gebouwde schaalmodel voor De Nieuwe Zeesluis IJmuiden is een overzichtsmodel: een complete schutcyclus wordt gesimuleerd Doel schaalmodel: Voor het referentieontwerp informatie leveren voor het bepalen van de contracteisen wat betreft nivelleertijden, waarbij voldaan wordt aan de krachtencriteria voor schepen in de kolk. 9

9 Troskrachtcriteria Maximale totale krachten op het schip waarbij de krachten in de trossen acceptabel zijn Krachtcriterium in langsrichting: 0,20 Krachtcriterium in dwarsrichting op loodlijnen: 0,12

10 Werking van een sluis

11 Werking van een ZEEsluis zout zoet

12 Noordersluis IJmuiden

13 Noordersluis IJmuiden

14 Eind nivelleren Nivelleren stopt als dp = 0 over de nivelleeropeningen ρ zout > ρ zoet Waterstandsverschil over de deur van orde 20 cm! zout zoet

15 Krachten op schip als gevolg van dρ Waterstandsverschil over lengte van de schip (300 m): orde 10 cm Kracht dh: 0,10/300*scheepsgewicht 0,33 van scheepsgewicht Max. toelaatbare kracht 0,2 van scheepsgewicht dh

16 Berekening uitwisseling zout/zoet water

17 Berekening uitwisseling zout/zoet water

18 Berekening dichtheidskrachten

19 Nieuwe Zeesluis IJmuiden Waarom een schaalmodel? Het complete schutproces kan gesimuleerd worden en alle fysische processen zijn automatisch aanwezig. Het schutproces is een combinatie van veel complexe processen samen, welke nog niet volledig met rekenmodellen weergegeven kunnen worden. 20

20 Achtergrond 21

21 Achtergrond 22

22 Waarin zijn we geinteresseerd? - Twee nivelleersystemen: Omloopriolen en openingen in de deur - Krachten op schepen tijdens nivelleren en kolkuitwisseling - Twee ontwerpschepen - Bulk carrier: 320 m x 52 m (Lpp x B) - Container vessel: 349 m x 52 m (Lpp x B) 23

23 20 m Plattegrond Zout water Zoet water meetcabine 60 m

24 Februari

25 Sluiskolk 27

26 Nivelleersystemen 28

27 Rioolsysteem 29

28 Rioolsysteem 30

29 Sluisdeur met breekbalken 31

30 Nivelleeropeningen in de deur

31 Nivelleeropeningen in de deur

32 Facts & figures schaalmodel Schaal 1:40 Afmetingen model: 60 m x 20 m Meer dan 200(!) meetkanalen 11 motoren, die individueel worden aangestuurd met variabel in te stellen snelheid 700 m 3 water in de reservoirs Waterdiepte in het model ca. 50 cm 34

33 Wat meten we? Waterstanden In kolk In de voorhavens In de deurkassen Krachten op het schip Posities van Deuren Schuiven Drukken in riolen en over de sluisdeur Dichtheid in voorhavens, kolk en reservoirs Snelheden water 35

34 Meetframe krachten op schip Fx Fy Fy 36

35 Krachten op schip voor troskrachtcriterium Fx COG Fy voorloodlijn Fy achterloodlijn 38

36 Dichtheidsstroming

37 Nivelleren door de riolen met dichtheidsverschil

38 Nivelleren door de deuropeningen

39 Kolkuitwisseling

40 Voorbeeld resultaten: waterstanden ρ = 0 kg/m 3 ρ = 20 kg/m 3

41 Voorbeeld resultaten: krachten ρ = 0 kg/m 3 ρ = 20 kg/m 3

42 Video

44 Resultaten onderzoek Aanbevelingen voor nivelleertijden meegenomen in contracteisen voor tender Afleiding van troskrachtcriteria Inzicht in de belangrijkste hydraulische processen en hoe deze te beïnvloeden Eerste studie waarbij zowel het nivelleren en kolkuitwisseling integraal bestudeerd is, wat geleid heeft tot nieuwe inzichten voor het nivelleersysteemontwerp en de operatie van de sluis

45 49 Dank U!

Vergelijkbare documenten

Eventuele voettekst 1

Eventuele voettekst 1 De nieuwe zeesluis IJmuiden Waarom? Nieuwe Zeesluis IJmuiden SIKB 7 juni 2018 Marylène Reijntjes, Omgevingsmanager OPENIJ Wat is gevraagd? Wat zijn de uitgangspunten? Wat merken we ervan? Met wie? 2 Waarom