Sluisfaciliteit

Vlot en veilig door een sluis varen is een prioriteit voor de scheepvaart wereldwijd. Door de groeiende economie neemt het transport over water met steeds grotere schepen toe. Sluizen die in de vorige eeuw zijn aangelegd voldoen niet meer aan de huidige eisen en worden vervangen of gerenoveerd.  Enerzijds  door veroudering van de constructie, en anderzijds door veranderingen in het klimaat, de gebruiksfuncties en de regelgeving. In de Sluisfaciliteit van Deltares kan het ontwerp van de nieuwe sluizen worden getest.

Vlot en veilig door een sluis varen is een prioriteit voor de scheepvaart wereldwijd. Door de groeiende economie neemt het transport over water met steeds grotere schepen toe. Sluizen die in de vorige eeuw zijn aangelegd voldoen niet meer aan de huidige eisen en worden vervangen of gerenoveerd.  Enerzijds  door veroudering van de constructie, en anderzijds door veranderingen in het klimaat, de gebruiksfuncties en de regelgeving. In de Sluisfaciliteit van Deltares kan het ontwerp van de nieuwe sluizen worden getest.

Een veilige en snelle doorgang creëren vraagt om een efficiënt en effectief nivelleersysteem en -proces. De sluisfaciliteit van Deltares maakt het mogelijk om verschillende ontwerpen van nivelleersystemen te testen, inclusief de samenhangende krachten op de schepen in de sluiskolk .  Ook de effecten van dichtheidsstroming in zeesluizen kunnen hierin worden beschouwd. De resultaten van deze schaalmodeltesten combineert Deltares met de resultaten van berekeningen met numerieke modellen.  Dat biedt de mogelijkheid om een goede afweging te maken tussen verschillende nivelleersystemen en een optimalisatie van het ontwerp en inrichting.

Toepassingsgebieden

Grote schepen moeten vlot en veilig de sluis kunnen passeren. Dit betekent dat het vullen en legen van de sluiskolk zo snel mogelijk moet gebeuren met zo min mogelijk oponthoud voor de scheepvaart, terwijl de krachten op de afgemeerde schepen binnen de perken blijven. In de Sluisfaciliteit kunnen verschillende nivelleersystemen en nivelleerscenario’s worden getest waarbij de resulterende hydrodynamische krachten op het schip worden gemeten. Bovendien kunnen de stroomsnelheden nabij de bedding worden gemeten, die input leveren voor het ontwerp van maatregelen ter bescherming van de bedding om mogelijke erosie te voorkomen. Met deze resultaten kunnen het nivelleersysteem en het nivelleerproces worden geoptimaliseerd.

Veilige en snelle doorvaart door schaalmodel in combinatie met numerieke modellen

Parallel aan het onderzoek naar fysische schaalmodellen in de Sluisfaciliteit ontwikkelt Deltares numerieke modellen om specifieke processen in schutsluizen te simuleren. Zo kunnen de krachten op de schepen als gevolg van het nivelleringsproces worden gesimuleerd met LOCKFILL  en kan sluisuitwisseling als gevolg van dichtheidsstromingen worden gesimuleerd met Wanda-Locks (beide 1D wiskundige modellen). Daarnaast worden gedetailleerde driedimensionale stromingsberekeningen (CFD) gebruikt om de stromingen in het fysische schaalmodel en de situatie in het veld te simuleren. De in het fysische schaalmodel verkregen resultaten worden gebruikt voor de validatie van de numerieke modellen, om te komen tot een goed gekalibreerde modelleertoolbox, die kan worden gebruikt bij de evaluatie van verschillende hydraulische omstandigheden.

Het conceptuele ontwerp voor het nivelleringssysteem van de nieuwe zeesluis in IJmuiden  heeft in 2014 de basis gelegd voor de Deltares Sluisfaciliteit.

Technische specificaties

De faciliteit heeft een sluissectie en twee aangrenzende aanloophavens met een totale oppervlakte van ongeveer 60 m x 20 m. Naast standaard instrumentatie om lozingen, waterniveaus, krachten en dichtheden te meten, kunnen ook geavanceerde meettechnieken zoals PIV (Particle Image Velocimetry) en PTV (Particle Tracking Velocimetry) worden toegepast om gedetailleerde stromingsvelden te verkrijgen.

Grootte van de faciliteit: 60 m x 20 m
Max waterdiepte: 0.70 m
Schaalgrootte: tussen  1:40 en 1:30
Meten van waterhoogte, -dichtheid , -druk, -afvoer, -stroomsnelheid, -temperatuur
Meten van krachten op schepen in drie richtingen
Camera’s om stroming te visualiseren (vanaf boven en zijkant)
Geavanceerde meettechnieken PIV, PTV  voor detailstroming
Zouttanks en -opslag
Ondergrondse reservoirs voor zoutwater en zoetwateropslag
Max. pompcapaciteit: 400 l/s
Mogelijkheid om met verschillende scheeptypes (bulk carrier, containerschepen) te testen
Data acquisition systeem en software voor aansturing schaalmodel