INF14 Maatregelen ter reductie wateroverlast langs kanalen (Amsterdam-Rijnkanaal) : DP 3.1 Inventarisatie van kansrijke maatregelen

In Deelproject 3.1 Inventarisatie van kansrijke maatregelen binnen het SITO-PS onderzoek Maatregelen ter reductie wateroverlast langs kanalen (ARK) waarbij het Amsterdam Rijn Kanaal tussen Breukelen en Nigtevegt als case wordt gebruikt, is gekeken naar mogelijke kanaalgebonden maatregelen om erosie van de kanaalbodem te reduceren en de weerstand te vergroten. Het mogelijkerwijs toepassen van een maatregel is afhankelijk van de grootte van de belasting in verhouding met de sterkte van de maatregel. Er is daarom onderzocht hoe de bodemschuifspanning kan worden bepaald op basis van de berekende stroomsnelheden en hoe dit zich dan verhoudt bij bijvoorbeeld een bestorting op een bentonietmat. Mogelijke kanaalgebonden maatregelen: 1. Zand-Bentoniet mengsel: a. Onderzoek naar mengselsamenstelling, zie ook Chen et al (2021). b. Of alternatieven zoals zand inregenen na opbrengen klei, of stortsteen toevoegen als harnas. c. Of alternatief zoals LAPAM (flocculatie). 2. Bentonietmatten a. Ook drijvend (in den natte) aan te brengen met zinkstukken en bestorting. 3. Vaste Klei. 4. Passief Herstel met Scheepvaart beperkingen. 5. Slib vasthoudende zinkstukken. 6. SIBELONMAT. 7. Gel Barrier. 8. Bodemverbeteringen. a. Bentonietklei injetten/inwoelen/intrekken. Ontwerpgrafieken zijn bepaald voor de bodemschuifspanning als gevolg van retourstroming langs de boeg (1), midden van het schip (2) en hek van het schip (3) voor twee scheepstypen, namelijk M8 en M12. Voor 2 scenario’s: scenario 1: 0,85 VLSchijf en scenario 2: Vs,med,AIS met excentriciteit wordt de bodemschuifspanning en de daarvan afgeleide steenbestortingsmaat D50 voor de 3 delen van het schip bekeken. De berekeningen ten aanzien van de bodemschuifspanning als gevolg van varende schepen laten zien dat deze schuifspanningen aan de bodem aanzienlijk zijn en dat, wanneer er als maatregel een bentonietmat met een bestorting zou worden gekozen, een lichte gradering als 10-60 kg of 5-40 kg niet voldoet. In de berekeningen zitten een aantal aannames die onder andere afkomstig zijn uit metingen met een duwbak konvooi, waarbij een dubbele schroefpropeller is gebruikt. Hoewel er in dit onderzoek een inschatting is gedaan om hiervoor te corrigeren, is er rond deze inschatting vrij veel onzekerheid. Er is ook nog uitsluitsel of bij het ontwerp moet worden uitgegaan vande gemeten piek of dat er wellicht bij varende schepen er een zekere traagheid in het systeem zit, waardoor je met een lagere waarde zou mogen werken. Zowel de spreiding in tijd als in ruimte kan een significante reductie opleveren, waardoor je een meer representatieve schuifspanning zou kunnen krijgen, waardoor lichtere graderingen dan stabiel zouden kunnen zijn. Verder is er nog onduidelijkheid over hoe om te gaan met de combinatie van retourstroming en propellerstroming en eventueel het kielzog. In de literatuur zijn methoden beschikbaar om propeller stroming met algemene omgevingsstroming te combineren, maar deze gaan nog niet in over de het omgaan met retourstroming. In de nu beschreven berekeningsmethodiek is hiervoor een vertaling gemaakt die aansluit op de gemeten resultaten van het onderzoek van de duwbak konvooi. Vervolgonderzoek Met betrekking tot ZandBentonietMengsel is onderzoek nodig naar de effectiviteit van de variaties die hierin mogelijk zijn, het gaat dan om mengselsamenstelling, materiaal alternatieven, alternatieve aanbrengmethode. Kennisvragen rondom erosiebestendigheid en benodigde samenstelling kunnen als eerste opgepakt worden. Voor de overige methoden met matten en bestorting liggen de kennisvragen rondom het vaststellen van bodemschuifspanning als gevolg van een propeller met omgevingsstroming. De eerste stap is op basis van de bestaande literatuur een rekenmodel te ontwikkelen.worden. Hier zal naar alle waarschijnlijkheid een kalibratiefactor in komen welke als eerste geschat zal worden maar alleen via fysieke modeltesten binnen een bepaalde marge bepaald kan worden. Een vervolgstap is het opzetten van een fysiek model, waarbij een M8 en M12 schip met verschillende beladinggraad gebruikt wordt en waar dan het stromingsprofiel langs het schip, de bodemschuifspanning en turbulentiefactoren voor bepaald kunnen worden waarmee het rekenmodel mee aangescherpt kan worden. Door deze modelproeven breed op te zetten kan veel data genereerd worden, waarmee inzicht in het gehele fysische proces wordt verkregen, waardoor ook een doorvertaling naar andere locaties in Nederland makkelijker wordt.