Luchtbellenscherm scheidt zout- van zoetwater

Zoetwater is schaars en daarom moet verontreiniging van zoet water door binnendringend zout water zoveel mogelijk worden voorkomen. Deltares, Royal Haskoning en Rijkswaterstaat ontwikkelden een innovatief systeem dat het indringen van zout water via sluizen vrijwel volledig tegengaat, schepen sneller laat passeren en ook nog eens een stuk goedkoper is in onderhoud en exploitatie.

Afgelopen zomer heeft de Nederlandse pleziervaart voor het eerst kennis kunnen maken met de innovatieve zoet-zoutscheiding, in de jachtensluis van de Krammersluizen in Zeeland. Dat was soms even wennen. De verticale stroming als gevolg van het bellenscherm veroorzaakte wat turbulentie, waardoor het in- en uitvaren enige stuurmanskunst vergde. Het individuele ongemak woog echter niet op tegen het collectieve voordeel dat er vrijwel geen zout water via de jachtensluis het Volkerak binnenkwam.

Otto Weiler van Deltares legt uit: ‘Als je niks doet en je zet de sluisdeur open aan de zoute kant, dan stroomt onderin een golf zout water de sluis in, terwijl bovenin het zoete water eruit stroomt. Binnen twintig tot dertig minuten is vrijwel al het zoete water in de sluiskolk vervangen door zout water. Zet je dan de deur aan de andere kant open, dan stroomt er een bel zout water naar binnen. Als dat maar vaak genoeg gebeurt, wordt het zoete water langzaam zouter.’

LUCHTBELLENPLUIM STOPT ZOUT WATER

Om dat te voorkomen ontwikkelde Deltares, samen met Royal HaskoningDHV en Rijkswaterstaat een verbeterd bellenscherm. Een bellenscherm bestaat uit een gordijn van luchtbellen die een verticale stroming op gang brengen. Zulke schermen tegen zoutindringing zijn niet nieuw, ze werden al gebruikt tijdens de Deltawerken en zitten bijvoorbeeld nog in de sluis bij Terneuzen. De verbetering zit hem onder andere in de beluchtingskoppen, die dichter op elkaar en over de hele breedte zijn geplaatst. Bovendien produceren ze precies het juiste formaat belletjes (3 tot 5 mm doornsnede) om een muur van verticaal stromen water te creëren. Zoet water, want aan de buitenkant van de rij beluchtingskoppen wordt met behulp van leidingen en pompen zoet water aangevoerd dat in een brede onderwaterfontein omhoog wordt gespoten.

Naast het bellen- en waterscherm wordt er tijdens het schutten van de schepen zoet water in de kolk gebracht door sleuven (rinketten) in de sluisdeur, waardoor zout water wordt teruggedrongen. Een vierde onderdeel van de innovatieve zoet-zoutscheiding is een beweegbare drempel aan de zoete kant om het zwaardere zoute water tegen te houden. In combinatie met een geïntegreerd besturingssysteem dat de optimale schutoplossing berekent, wordt het binnendringen van zout water vrijwel volledig tegengegaan.

Minder kosten

Na een proef bij de Stevinsluizen in de Afsluitdijk wilde men de innovatieve zoet-zoutscheiding gebruiken voor de Krammersluizen, die de zoute Oosterschelde scheiden van het zoete Volkerak annex Zoommeer. ‘Die sluizen waren ondertussen dringend toe aan groot onderhoud’, vertelt Weiler. De kosten daarvan zouden aanmerkelijk teruggebracht kunnen worden door de nieuwe techniek voor zoet-zoutscheiding in te zetten.’

Bij wijze van proef werd in 2012 begonnen met een pilot in en van de twee kleinere jachtensluizen van de Krammen. Vanaf 25 april 2014 werd het nieuwe systeem toegepast. ‘Inmiddels zijn we zover dat we Rijkswaterstaat hebben kunnen melden dat het systeem voldoet als het gaat om zoet-zoutscheiding en dat het ook is toe te passen in de grotere sluizen voor de beroepsvaart. Bovendien is het een alternatief voor groot onderhoud van die sluizen.’

Wereldwijd toe te passen

Ook elders kan het systeem worden toegepast. Nederland beschikt over 23 sluizen die zoet en zout water scheiden. Ook op andere plekken  in de wereld speelt het probleem van het binnendringende zoute water en zou het systeem goede diensten kunnen bewijzen.