Hydraulisch ontwerp nivelleersysteem en slibvang Deurganckdoksluis

In opdracht van afdeling Maritieme Toegang, en in nauwe samenwerking met het Gemeentelijk Havenbedrijf Antwerpen, heeft het Waterbouwkundig Laboratorium (WL) het hydraulisch ontwerp uitgevoerd van het nivelleersysteem en de slibvang voor de Deurganckdoksluis. Deze sluis zal in planzicht dezelfde afmetingen hebben als de bestaande Berendrechtsluis, zij het met een lager gelegen drempel.omloopriolen-sluiskolk.jpg

Voor het ontwerp van het nivelleersysteem, bestaande uit korte omloopriolen, werden eerst terreinmetingen uitgevoerd in de Zandvlietsluis en de Berendrechtsluis, beiden met gelijkaardige nivelleersystemen. Tijdens deze metingen werd door middel van druksensoren verspreid in de kolk de vul- en ledigingskromme, de stijgsnelheid van het kolkpeil en de langse waterspiegelhellingen in de kolk tijdens vullen en ledigen geregistreerd. De langse waterspiegelhelling komt overeen met de hydrostatische kracht op een schip dewelke de voornaamste component is van de totale hydrodynamische kracht.

Vervolgens werd een 1D hydraulisch netwerk model opgebouwd van de omloopriolen en de sluiskolk van de Zandvlietsluis, Berendrechtsluis en Deurganckdoksluis. Door middel van dit hydraulisch netwerkmodel kunnen de nivelleerkromme, het debiet doorheen de omloopriolen en de langse waterspiegelhellingen in de kolk gesimuleerd worden. De numerieke modellen van het nivelleersysteem van de Zandvlietsluis en de Berendrechtsluis werden afgeregeld op de gegevens van de uitgevoerd terreinmetingen. Op basis van deze resultaten werd ook het numeriek model voor het nivelleersysteem van de Deurganckdoksluis afgeregeld.

Door middel van deze 1D hydraulisch netwerk simulaties werd een optimale openingswet opgesteld voor de hefschuiven van de korte omloopriolen van de Deurganckdoksluis. Hierbij werd gestreefd naar een zo kort mogelijk nivelleertijd waarbij de criteria voor de langskracht op de schepen in de kolk nog gerespecteerd blijven. Bijkomend werd ook de grootte van de stroomsnelheid in de riolen gecontroleerd, werd het risico op luchtaanzuiging ter hoogte van de inlaten en de hefschuiven en het risico op cavitatie nagegaan.schaalmodel slibvang Deurganckdoksluis.jpg

Bij gebruik van de sluis, namelijk wanneer de sluisdeuren geopend zijn, wordt sedimentrijk water vanuit het Deurganckdok gemigreerd naar de Waaslandhaven. Om dit sediment terug af te voeren naar het Deurganckdok wordt de Deurganckdoksluis uitgerust met een zogenaamde slibvang. Deze slibvang bestaat aan de zijde van de Waaslandhaven uit een aanzuigopening. Door middel van riolen wordt gravitair (sediment rijk) water aangezogen en afgevoerd naar het Deurganckdok.

Naast een analyse van de bestaande afvoerduiker van de Kallosluis en de zoutvang in de Zandvlietsluis werd in opdracht van de afdeling Maritieme toegang, en in nauwe samenwerking met het Gemeentelijk Havenbedrijf Antwerpen, een hydraulische ontwerpstudie uitgevoerd met het oog op het dimensioneren van de aanzuigopeningen en de afvoerriolen. Voor het bepalen van de doorstroomsectie en de geometrie van de riolen wordt beroep gedaan op de hydraulische literatuur en werd een 1D hydraulisch netwerk model opgebouwd. Om een uniforme stroming in de aanzuigopeningen te bekomen in de Waaslandhaven werd een 2D CFD studie en vervolgens een schaalmodelstudie (schaal 1:25) uitgevoerd.