tot: Onderzoek betreffende afvoerberekeningen gebaseerd op stuwgegevens van de stuwen Belfe d en Sambeek met 4 bijlagen A. van Mazijk, Maastricht September 1977 Ministerie van Verkeer en Waterstaat Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat Directie Oost-Nederland Bibliotheek SV WW25 ON 7/^/4 Bijlage 1: Brief-advies van Laboratorium v o o r de b e d i e n i n g v a n Belfeld het Waterloopkundig en Sambeek; b r i e f n r . 9589/R580, d.d. Ok.12.72. de stuwen LABORATORIUM DilL.-T ') STUD1ED1E Ri jkcv/atcrstaat D i r e k t i c Limburrc Arrondiccement Maas Byleve^dsingel 2 Nr. 1 PARAAF GEZ! t.a.v. i r . P.J, de Lan<-< ^Wel>fg: ondcrwerp: in bchandcling bij: Stuwen on S l u i z e n Kaasadviezen j _ . H.J. r de Jong OrJ • st<fii? 9589/R 580 tan*. a „ 4 dooembor 1972 u m ; uw brief: — H i e r b i j senden w i i 0 hat advies voor de bodiening van do stuwen B e l f e i d on l ^ v e r e e n ^ e n op do besp e,ing van 5 gegeven i n do v o r . van binatie wordt i n een tabel J J W heidsverhoudmg tussen he. ™ " ^^Z^l^ 1 ^^S',^: ^ r s afvoer, onelhoid on s n e l n on do Poireekleppe. /(stttwstand). s o t a i v 0 t d 4 rii bp — - de i n l e i d i n g e n aangegeven. • • J J 1-5 rnvprraer 1972 -toegezonden. De tabellenboeken z i j n U d d. 13 novcmDe *f ^ . d 2 1T^^~W3!5=- Z^ltf^X^^ Poir6e gcdcolte ^ — m + ra 2 + w U 4 f 2 Q NAP + 13,93 m " + 12,37 it + 10,81 m " + 8,05 m .1 7,45 m ffl + bijlafjcn: — e Eelfeld + + keurigneden rodoH* < * « NAP + 10,63 m ,,, c^o? m „ ^ tji ^ 0 m „ Kruin bovenklop Kruin middenklep Kruin ondorklop Bodem bovenstrooms Bodom benedenstrooms sr. e , , Sambeek Gegevens nauv behandeU. Hot Stonev gedeei.e van do stuw on h , Peir.0 ffi e r oi 1 bladzijde 2 van brief nr. 9 5 0 9 / R 580 B i j elke stuw z i j n 13 klepkonstrakties naast elkaar aanwezig waarvan de openingbreedte tussen de jukken 4,406 m bedraagt. De kleppen rusten onder een h e l l i n g van 1:7 tegen jukken en de kleppen hebben een dikte van ca 30 cm. B i j het er u i t h a l e n van de kleppen worden de middenkleppen pas verwijderd indien a l l e bovenkleppen reeds weggehaald z i j n . De onderkleppen worden pas b i j het s t r i j k e n van de stuw verwijderd en deze manipulatie i s niet i n de berekening opgenomen. Op de bespreking van 5 november 1969 i s afgesproken de toen ca 3 m hoge bovenkleppen i n twee g e l i j k e delen te verdelen met a l s doel b i j kleine afvoeren het debiet beter over het Poirde gedeelte te kunnen verdelen. • p B i j de berekening van de afvoer i s gebruik gemaakt van de l i t e r a t u u r 1, 2, 3 en 4. ( Literatuur 1 levert gegevens over de volkomen afvoer over een scherpe k r u i n en de invloed van waterdiepte, kruinhoogte en een z i j d e l i n g s e kontraktie op de afvoerkoefficienten. Literatuur 2 geeft de invloed van het scheef staan van de scherpe overlaat. Literatuur 3 l e v e r t een aanwijzing over/de invloed van de dikte van de overlaatrand. ** Literatuur 4 geeft een handzame formule voor het berekenen van de onvolkomen afvoer, indien de volkomen afvoer reeds berekend is-dus: de verander i n g i n de afvoer indien, b i j g e l i j k blijvende bovenwaterstand, de benedenwaterstand wordt gevarieerd. De toepassing van de gegevens u i t l i t e r a t u u r 1 i s nog met enkele veronders t e l l i n g e n gedaan: 12 1. a l l e e n het fo van afvoerverhinderende obstakels over de gehele Stoney breedte i s van belang; niet hoe de verdeling hiervan over de breedte i s 2. indien a l l e bovenkleppen verwijderd z i j n z a l de kontraktie i n dat type opening door manipuleren met de middenkleppen niet veranderen 3. De stroming over de middenkleppen heeft m.b.t. de kontraktie geen invloed op de stroming over de onderkleppen. . De i n de berekeningen gebruikte formule voor.het Poirde debiet i s : H — h £q i 2 =£ /3 . 1 , 1 . \ / 2 . g . (H 1 Poirde klep H„ • bovenwaterstand t.o.v. N.A.P.. h = kruinhoogte t.o.v. N.A.P. Hp • benedenwaterstand t.o.v. N.A.P. - f by.j>. ' f ' M—) H 1 - h - waarin de faktor 1,1 veroorzaakt wordt door de konstruktie dikte en het scheofstaan van de klop - waarin f ( ) een faktor i s dio i n de onvolkomon afvoor s i t u a t i e eon r o l speolt. f, ^ - waarin * » C = 2,65 - 0,129(H - h) + (0,13 + 0,1 (H - h ) ) . y y i s gekoppeld aan het aantal geopende schuiven van overeenkomend type via y = / 1 3 , waaruit b l i j k t dat de laatste term i n C betrekking heeft op de horizontale kontraktie. < \ 1 1 n . ut ,.. ,. o ,j o ,j i r 3 bladzijde van brief nr. 9589/R 580 Stone.y g e d e e l t e Gegevens Sambeek Belfeld K r u i n hoogte i n s t e l b a a r NAP+8,05 rn t o t NAP+10,75 m, NAP+11,30 m t o t NAP+14.00 m Bodem bovenstrooms NAP+5,10 m NAP+8,35 m Bodem benedenstrooms HAP+3,90 m, NAP+7,15 m E l k e stuw h e e f t twee Stoney s c h u i v e n v a n 17 m b r e e d t e elk. De Stoney s c h u i v e n b e s t a a n u i t een onder-en b o v e n s c h u i f u i t g e v o e r d a l s v a k w e r k k o n s t r u k t i e s . De b o v e n s c h u i f h e e f t een d i c h t e v e r t i k a a l on boven b e p l a t i n g ; de o n d e r s c h u i f h e e f t a l l e e n een d i c h t e v e r t i k a a l b e p l a t i n g . Doordat de v a k k o n s t r u k t i e s i n h e t v o o r h e t stroombeeld b e l a n g r i j k e g e b i e d s t e k e n w a a r b i j v o o r e l k e s t a n d de c o n f i g u r a t i e w i j z i g t en b o v e n d i e n de vormgeving i n l a n g s r i c h t i n g v a n de s c h u i f nog w i j z i g t ( v o o r a l b i j de B e l f e l d stuw) i s b e s l o t e n naar de a f v o e r k o e f f i c i e n t een onderzoek i n een h y d r a u l i s c h model t e v e r r i c h t e n . H i e r t o e werd v a n b e i d e stuwen een h a l v e Stoney k o n s t r u k t i e op schematische w i j z e i n model g e b r a c h t . Gezorgd werd d a t h e t p e r f o r a t i e percentage v a n de i n de a a n s t r o m i n g s t e | kende k o n s t r u k t i e d e l e n goed werd weergegeven, en d a t de hoofd vormgeving ook d r i e d i m e n s i o n a a l met h e t p r o t o t y p e overeenkwam. Het onderzoek beperkte z i c h t o t de a f v o e r b i j de volkomen o v e r l a a t s i t u a t i e . F i g u u r 2 g e e f t de r e s u l t a t e n v a n h e t Stoney g e d e e l t e , e n i g s z i n s g e k o r r i g e e r d door een g e r i n g l e k d e b i e t (6 m^/sec) a f t e t r e k k e n . B i j h e t meten v a n de bovenwaterstand v o o r de stuw i s v e r o n d e r s t e l d d a t de s n e l h e i d v66r h e t P o i r e e g e d e e l t e d e z e l f d e i s a l s b i j h e t Stoney g e d e e l t e . Het b l i j k t d a t h e t v e r s c h i l t u s s e n de B e l f e l d en Sambeek vormgeving n a u w e l i j k s t e r u g t e v i n d e n i s en ook i s gebleken d a t de s t a n d v a n de stuw w e i n i g i n v l o e d h e e f t - a l l e e n de o v e r s t o r t h o o g t e boven de k r u i n i s b e l a n g r i j k ( d i t i s ook e n i g s z i n s a f t e l e i d e n u i t de g e r i n g e s p r e i d i n g op f i g u u r 2 , hoewel de stuwstand s t e r k g e v a r i e e r d i s ) . Nog geen r e k e n i n g i s gehouden met z i j d e l i n g s e k o n t r a k t i e . Tussen de b e i d e S t o n e y s c h u i v e n b e v i n d t z i c h een 4 m brede p i j l e r en t u s s e n h e t Stoney g e d e e l t e en h e t P o i r d e g e d e e l t e v a n de stuwen i s een p i j l e r van 6 m b r e e d t e aanwezig. I n l i t e r a t u u r 5 werden e n i g e gegevens gevonden v o o r een e n i g s z i n s v e r g e l i j k b a r e s i t u a t i e v a n een s t u w k r u i n met p i j l e r s , w a a r b i j de f r o n t e n e c h t e r g e l i j k lopen. B i j de stuwen Sambeek en B e l f e l d l i g t de s t u w k r u i n c a 8 m meer benedenstrooms. Het i s goed m o g e l i j k d a t de k o n t r a k t i e h i e r d o o r bei"nvloed wordt. Desondanks i s met l i t e r a t u u r 5 een k o n t r a k t i e b e p a a l d v o o r h e t gehele Stoney g e d e e l t e v a n 20/& v a n de o v e r s t o r t h o o g t e . Do gevonden r e s u l t a t e n konden nu worden woergegeven door do volgonde vergolijking: hfr Q 7 = (34 - 0,2 (H1 - h ) ) Stoney f J 5" " \l . V 3 C V2g H - \ 2 (H - h ) . f ( ) 1 H 1 - h waarin H. - bovenwaterstand t . o . v . N.A.P H_ • benedenwaterstand t . o . v . N.A.P h t» k r u i n h o o g t e t . o . v . N.A.P 0 - (HTTTTT-T) f 2 *t ^ - h (0.6 • 0.05 (H, - h)J ( ) = oen f a k t o r d i e i n de onvolkomen o v e r l a a t s i t u a t i e een r o l Gpeelt. bladzijde Gehele 4 van brief nr. 9589/R 580 stuwberekening Gegevens Sambeek Belfeld B o d e m l i g g i n g "bovenstrooms B o d e m l i g g i n g benedenstrooms R i v i e r breedte NAP+4,25 m NAP+8,00 m NAP+7,40 m Stoneydeel Poireb deel Stuw - v o o r h . b o v e n s t r . Stuw - v o o r h . b e n e d e n s t r . Bovenwaterstanden Benedenwaterstanden NAP+3,75 m 120 m 47 73 700 600 NAP+10,50 m NAP+ 7,10 m m m m m • -+ 11,20 -+ 10,20 120 m 47 m 73 m 65O m 550 m m m NAP+13,85 m -+ 14,30 m NAP+10,70 m -+ 13,70 ra De b e r e k e n i n g e n z i j n u i t g e v o e r d met gegeven w a t e r s t a n d e n b i j de v o o r haven ingangen van de s c h u t s l u i z e n . De d e b i e t b e r e k e n i n g h e e f t e c h t e r b e t r e k k i n g op de s i t u a t i e b i j de stuw. E e r s t d i e n e n daarom de waterstanden b i j de stuw berekend te worden. H i e r t o e wordt g e b r u i k gemaakt van de formule v C ll RI, w a a r i n v = gemiddelde s n e l h e i d R = hydraulische straal I = verhang Chezy K o e f f i c i e n t V o o r C i s 45 m / s e c a l s gemiddelde waarde genomen. 2 Nauwk eu r i ghe i d De nauwkeurigheid van de b e r e k e n i n g i s het g r o o t s t i n d i e n het d e b i e t goed o v e r b e i d e stuwdelen v e r d e e l d wordt. De nauwkeurigheid i s v o o r het Stoney d e e l dan c a jf» en v o o r het P o i r e e d e e l c a 10$. I n d i e n e c h t e r een s t e r k scheve v e r d e l i n g aanwezig i s kan de f o u t g r o t e r worden. In de b e r e k e n i n g i s geen r e k e n i n g gehouden met het l e k d e b i e t omdat de g r o o t t e daarvan onbekend i s en ook n o g a l kan v a r i e r e n a f h a n k e l i j k van de a f d i c h t i n g v a n de P o i r e e k l e p p e n . Hoewel i n de b e r e k e n i n g e n h e t d e b i e t zo goed m o g e l i j k i s berekend b l i j f t b i j een s y s t e m a t i s c h a f w i j k i n g van het berekende d e b i e t t o t het w e r k e l i j k e d e b i e t het handboek z i j n waarde behouden. Het berekende d e b i e t d i e n t b i j het zoeken naar b e t e r e stuwstanden s l e c h t s a l s t u s s e n s c h a k e l t u s s e n i n p r i n c i p e i d e n t i e k e b e r e k e n i n g e n , zodat de waarde van het d e b i e t t e n s l o t t e weg v a l t . I n d i e n de berekende waarden i n het p r o t o t y p e voldoende g e i j k t kunnen worden kan de b e r e k e n i n g evenwel opnieuw worden \ i i t g o v o e r d . Do borekondo nnolheden z i j n gcmiddoldon; do w o k o l i j k optrodondo l o k a l o snolhodon kunnon hogor z i j n door n i o t uniforrno nnolhoidr; v o r d o l i n g o n . V e r d e l i n g van de a f v o e r In de i n l e i d i n g e n b i j t a b e l l e n b o e k e n wordt een programma aangegeven v o o r het v e r w i j d e r e n van de Poire"e k l e p p e n . D i t programma i s een v o o r s t e l - z o d a n i g dat k l e p p e n a c h t e r e e n v o l g e n s moeten worden weggenomen b f moet worde g e p l a a t s t en z o d a n i g dat het d e b i e t zo goed m o g e l i j k over het P o i r d e d e a l v e r d e e l d wordt. B i j behoud van het weggenomen a a n t a l k l e p p e n mag evenwel een i e t s andere v e r d e l i n g worden gekozen. bladzijde cj van b'icf n r . C j c j Q a . 5 S O T e n s l o t t e "biedt de w i j z e van p r e s e n t a t i e de "beheerder van de stuw de m o g e l i j k h e i d aan t e geven op welke w i j z e men de stuw h e t l i e f s t b e d i e n d w i l z i e n - door op een t a b e l aan t e geven welk g e b i e d van v e r d e l i n g e n (maximale s c h e e f h e i d ) a c c e p t a b e l i s . D i t g e b i e d k a n v o o r g e r i n g e d e b i e t e n b.v. ook wat r u i m e r gekozen worden dan v o o r g r o t e r e d e b i e t e n ( g r i j - z e baan i n f i g u u r 3). WA'i: '•.•OHOJNDIG LABORATORIUM (fr-v-'A. Paape) Hoofd L a b o r a t o r i u m D e l f t Ne.rel.5292. bijl.: B T e r k e n n i s n e m i n g g e z o n d e n aan h o o f d v a n d e afdeling s t u d i e d i e n s t Maas t e M a a s t r i c h t , o n d e r v e r w i j z i n g n a a r z i j n b r i e f n r . 669 dd. 29-12-71 en met verzoek e.v. o p m e r k i n g e n k e n b a a r t e maken. (Boek B e l f e l d i s a n a l o o g aan Sambeek). N i j m e g e n , l b d e c e m b e r 197 2, , De arrondissementsingeniear, \ voor deze, \de bureau-chef, _U.- Drie ssen. lit. 1. K.G. Ranga R a j u . D i s c h a r g e E q u a t i o n f o r R e c t a n g u l a r crested Weirs. I r r i g a t i o n and power, 2 j j , 1968, no. 4, O c t . lit. 2. B. B o o r , M. Ondrusvkova. C o n t r i b u t i o n t o t h e c a l c u l a t i o n p r o blemacy o f submerged w e i r s . I n t e r n . C o n f . H y d r a u l . R e s , 1967, Svazek B-1 en B u l l . Technical Univ. Brno, C z e c h o s l o v a k i a (CSSR) 1967/1-2. lit. 3. S c h o t b a l k k e r i n g O v e r l e k e r S l u i s . Rapport W a t e r l o o k u n d i g L a b o r a t o r i u m M lit. 4. K i n g H.W. Handbook o f H y d r a u l i c s M c - G r a w - H i l l Book Company, INC. New Y o r k 1954. lit. 5« H y d r a u l i c D e s i g n C r i t e r i a . U.S. Army E n g i n e e r Watorwayc Exporimont Vicksburg, Mississippi. 255. Station, Sharp- STAND POIREE-KLEPPEN (zie"figuur f en 2 3 ^KENGETAL (ruw berekende afvoer in m /sec.) *• * — GEMIDDEL DE SNELHEID ACHTER HET STONEY-GEDEELTE VAN DE STUW IN m/sec. ^SCHEEFHEID (verhouding van de snelheid achter het POIREE gedeelte tot de snelheid achter het STONEY-gedeelte van de stuw). RANFN VAN GFt UKF AFVOER FN SCHFFFHFIO R580-1005 FIG 1 v./ 3 m /s A 400 . SAMBEEK x BELFELD 350- 300 250- 200 150 100 50 V 1 0 I 1 50 ! " 1 1 \ — WO 1 1 150 200 ~ 250 • cm HOOGTE BOVENWATERSTAND BOVEN STONEY KRUIN AFVOER OVER HET SAMBEEK EN STONEY GEDEELTE BELFELD, GEMETEN WATERLOOPKUNDIG VAN DE IN STUWEN MODEL LABORATORIUM A4 R. 580 -1004 \FIG.2 STAND STONEY-SCHU/VEN I», n » M «— STAND POIREE-KLEPPEN (zie figuur 1 en 2 V l'. >.'" »i1 •>".?' >?1 W >9l1 % i j . '.i V I 1 i. n% a i •o 1 /' ' I ' />,•"> ', • •! I•Ti t ft'.* 7 ;o • O ' O 11 <. ' O r " 1> O/ ?"' / M « '<•! C&j iy >?" >?" \tr.l W l 1*/. \*' N ' , 0 J ..-o > \ .• -M »" f ' .U I 1 > \ " * r • ' \ •• r /,U CM .1 >.•» « '. « • 1 * » 1 • 1 |4 "1 1 ° I! \* ftftA 3/ '• V 1 -ff ' O l . r ? * .1 >;•• *> » I.' .1 / is i »* «* J . ' .i II • "1 U4 . 1 • ft 1 ol ol 1 N * ** \ M-< 4. » -,•.•> '. I ft ft V > •n \ J O l 1' / . «* - 1 *(. T AS V/' *. * *. ft • l« , 4. • * ( •ill 1 , * * /• * t 1 "F . * /* • * ^4, * * 1 s* / ' / •* Ml ( ». 0 P I ««, • ' / f.»> ». ^ •11 i*. • 7^ 1 . • *" « «, 1 1 . 1 ».4,«. *•»! , 4, >. ^ ?. 1 >. < V • T 1/ 1 . • n X *• M 1 . 1 '* * i * *• y 6«* * i i , r * t« y? \. i. i rx* * 4'»S > *>*/ •,4 • 1.0 I * ™ •/ p., IKS' \ 11/ <.»i X 1 •*>*• 4 * • / 1 ^ 1 • * / '« * ) r l . •» 1 . * 1 ' * * 1 T4, T 1 1.4 . #. • * 1 . 1 1.1 1. l / 1>5 *r V.H / T \• 1 V »** \v>, 1.1 .40 <>J6 1.1 .40 1.4. 1." 1.1 ' TO 1 \.l 1 ^' \ 1. 1 .''^ nlO X \* rt 1.1" * 1 1 *. J \ , I," . ^ *> TV 1 > ' >J • TV V " * Tift 1 ll » 1 . » 'KENGETAL (ruw berekende afvoer in mVsec.) -GEMIDDELDE SNELHEID ACHTER HET STONEY-GEDEELTE VAN DE STUW IN m/sec. -SCHEEFHEID (verhouding van de snelheid achter het POIREE gedeelte tot de snelheid achter het STONEY-gedeelte van de stuw). BAN EN VAN GEL'JKE AFVOER EN SCHEEFHEID . R.580-1003 n MET AANQU/DING GE /BNST£ V StANDFM ' 0 FIG. 3 Bijlage 2; Toelichting brief nr. b i j het verstrekte 9589/R58O. advies in 1. INLEIDING In v e r b a n d n e t b e s c h a d i s i n g e * aan h e t s t o r t e b e d a c h t e r de stuw en ontgrondingen benedenstrooms v a n h e t s t o r t e b e d i s door R i j k s w a t e r s t a a t , D i r e k t i e L i m b u r g , aan h e t W a t e r l o o p k u n d i g Laboratorium gevraagd b e r e k e n i n g e n aangaande de b e s t e stuwstanden u i t t e voeren de r e s u l t a t e n daarvan z o d a n i g t e p r e s e n t e r e n dat z i j i n de geaakkelijk hanteerbaar en praktijk z i j n , zodat voornoemde v e r s c h i j n s e l e n voortaan kunnen worden b e p e r k t . Omdat van de bestaande s i t u a t i e u i t g e g a a n moet worden (behoudens de P o i r e e k l o p p c n waarvan do bovenste zijn door manipuleren met kleppen de stuw, de i n d e c i n twoeSl. v e r d e e l d s i t u a t i e nog omstandigheden t o v e r k r i j g e n , en g c t r a c h t moot worden d i e zijn) beste omstandig- heden zo v e e l m o g e l i j k t e l a t e n p l a a t s v i n d e n . De schade aan h e t s t o r t e b e d i s a f h a n k e l i j k van: a. d.e maximale s t r o o m s n e l h e i d , b. de w e r v e l s t r a a t a c h t e r de m i d d e n p i j l e r t u s s e n h e t P o i r e e - en Stonev gedeelte. De g e v o l g e n b r e e d t e van Bij z u l l e n minimaal zijn i n d i e n benedenstrooms o v e r de r i v i e r o v e r a l ongeveer d e z e l f d e snelheden de heersen. de b e d i e n i n g van de stuw d i e n t daarmee r e k e n i n g gehouden t e worden, en de t a b e l l e n e n e r z i j d s naar z i j n een h u l p m i d d e l een eenvoudig om v a n u i t een bestaande verwa-htte g e b r u i k en a n d e r z i j d s naar situatie k i e z e n , o f b i j veranderende veranderingen daartoe. Gestreefd i s volledigheid een b e t e r e s t u v s t a n d t e kunnen bovenwaterstand r e k e n i n g t e houden met i n het debiet. Gokozen i s voor een p r e s e n t a t i e van s t u w k a r a k t e r i s t i e k e n i n t a b e l v o r m , met de mogeli j k h e i d h i e r a a n i n een l a t e r stadium nog een i n s t r u k t i e t e kunnen Bij toevoegen. h e t g e b r u i k van h e t t a b e l l e n b o e k d i e n t e r r e k e n i n g gehouden t e worden dat de waarden v o o r n a m e l i j k door m i d d e l berekeningen hebben. De • z i j n b e p a a l d en m o g e l i j k een zekere mee van onnauwkeurigheid e r v a r i n g i n de p r a k t i j k z a l de w i j z e waarop d i t boek g e b r u i k t moet worden nog wel kunnen b e i n v l o e d e n , b i j v o o r b e e l d door w i j z i g i n g van de i n s t r u k t i e . Ook i s h e t m o g e l i j k , bv. aan de hand riP b e r e k e n i n g e n t e h e r h a l e n met aangepaste van p r o t o t y p e m e t m g e n » de bereKenint, 'coefficienten. :, , , j MP D e berekeningen s i j n uitgevoerd voor bovenvaterstanden tussen • .0,50 » en • 11.20 > en oenedenvaterstanden tussen W ^ 7 , > C l * 2. 2 TOELICHTING OP DE TABELLEN TEN . 2.1. BEHOEVE VAN HET Alpemeen GEBRUIK , Van p r i n c i p i e e l b e l a n g i s dat bekend moet worden hoe b i j de t o e v a l l i g aanwezige t o e s t a n d de v e r d e l i n g van de a f v o e r o v e r de stuw p l a a t s v i n d t , en wat de m o g e l i j k h e d e n voor v e r b e t e r i n g van toestand deze zijn. U i t g a n g s p u n t e n z i j n de w a t e r s t a n d e n ( b i j de.monding van voorhavens van de s l u i z e n ) en s t u w k l e p s t a n d e n ( P o i r S e en Door e e r s t de a f v o e r u i t t e rekenen kan met de Stoney) d i t gegeven naar een b e t e r e v e r d e l i n g gerekend worden, a l o f n i e t met behoud van de bovenwaterstand. Met de t a b e l l e n i n d i t b o e k j e worden de b e r e k e n i n g e n vervangen. ' Doordat v o o r t a b e l l e n werd gekozen, konden de w a t e r s t a n d e n en stuwk l e p s t a n d e n s l e e h t s s t a p s g e w i j s worden gegeven. Voor t u s s e n l i g g e n d e waarden kan worden g e i n t e r p O l e e r d o f kunnen e v e n t u e e l de dichtst- b i j z i j n d e waarden worden genomen. H i e r o n d e r wordt de methode van werken u i t g e l e g d , g e v o l g d door een e n k e l v o o r b e e l d . T e n s l o t t e wordt nog eens een k o r t e v e r k l a r i n g gegeven van de tabellen. 2.2. Indeling tabellen D i t b o e k j e b e s t a a t v o o r n a m e l i j k u i t een v e r z a m e l i n g b l a d z i j d e n waarop g e t a l l e n voorkomen. E l k e b l a d z i j d e draagt Sen c o m b i n a t i e van boven- en benedenwaterstanden, en de b l a d z i j d e n zijn zodanig gegroepeerd dat b i j een b o v e n w a t e r s t a n d de benedenwaterstand v a r i e e r t ; de verschil- l e n d e groepen z i j n voor h e t gemak door g e k l e u r d e s c h u t b l a d e n van elkaar gescheiden. . Voor de b e r e k e n i n g van h e t d e b i e t bij ( s l e c h t s rekenkundige waarde) de t o e v a l l i g bestaande s i t u a t i e , moet de b l a d z i j d e met b e t r e k k i n g hebbende w a t e r s t a n d e n worden opgezocht de daarop ( v o o r een t u s s e n - l i g g e n d e waarde de b l a d z i j d e met w a t e r s t a n d e n d i e h e t d i c h t s t » de b u u r t komen). Op elke b l a a x i j d . staan de standen van de Stoney sehuif, net tnssenstapjes van ,0 m. aangegeven (aangenomen vordt dat beide Stoney 3. schuiven steeds even hoog staan). Bovendien staan combinatxes van Poireeklepstanden i n code aangegeven. Voor de v e r k l a r i n g van de code wordt verwezen naar de figuren 1 en 2 , waarop dezelfde code voorkomt. B i j opeenvolgende nummering z i j n steeds meer kleppen weggenomen, t e r w i j l de verdeling van de afvoer zoveel mogelx.k over de breedte verdeeld wordt (de middenkleppen worden ook pas weggenomen indien a l l e bovenkleppen er u i t z i j n ) . De figuren 1 en 2 gelden a l s voorbeeld, doch b i j een gelxjk aantal weggenomen boven- en middenkleppen mag deze verdelxng wel i n geringe mate afwijken van die op de figuren 1 en 2. B i j bestuderxng van een tabellenblad b l i j k e n kolommen en regels en groepjes getallen te kunnen worden onderscheiden; b i j elke regel staat een Stoneyschuxfstand aangegeven en b i j elke kolom een Poireekleppencombxnatxe. Een groepje getallen bestaat u i t d r i e getallen die onderaan op elk b l a d verklaard worden. ^ • .6 1.6 Het bovenste getal i s een Rental dat samenhangt aet de afvoer ( i n f e i t e i s d i t de rekenkundige afvoer). Het tveede getal geeft de gemiddelde snelheid die aohter het Stoney gedeelte van de 4 t« voorkomt. Het derde getal geeft de verhouding van de snelheid aehter h e t Poiree gedeelte t o t de snelheid achter het Stoney gedeelte van oe stuw en i s dus een soheefneidfaktor. Vermenigvuldigt -en het tweede en derde getal met elkaar dan geeft dat de gemiddelde snelheid aohter u.„ TV; i pen scheefheidsfaktor = 1 z i j n het Poiree gedeelte van ae stuw. Bxj een s c n e e i u ir beide snelheden aan elkaar g e l i j k . 2.3. Gebruik van de t ab e l l e n B i o bestudering van een v i l l e k e u r i g e t a b e l b l i j k t dat er een r i o h t i n g over de b l a d z i j d e te vinden i s waarbij do afvoeren M i j v e n en een andere r i o h t i n g waarbij de scheeinead g e l i . k ^ W f t . Beide r i c h t i n g e n kruisen elkaar, en voor het gebruik betekent dat AM* (eveneens u i t de t a b e l l e n of van elders) dat b i j een gegeven debiet (eveneens u i d a t en waterstanden een andere scheefheid gekoxen kan worden t e r w i j l dat debiet en dese waterstanden n i e t z u l l e n wij.igen (op figuur 3 i s een en ander aangegeven). h. v 4 . , f l - s i t u a t i e op verschillende raanieren naar Nu kan vanuit een bestaande s i t u a t i e op n n T een andere s i t u a t i e toe gerekend vorden: a. een andere v e r d e l i n , b i o hetzeLfde debiet en dezelfde water- b standen; _ . „ andere verdeling b i j hetzelfde debiet en andere bovenwater- U r o e v e n s t e verdeling b i j een ander debiet en andere beneden- c waterstand en (ofleventueel andere bovenwaterstand. ' o b e t r e f t veranderingen die samenhangen met een andere debiet- vervachting, on i s daardoor ook minder nauwkeurig to berekenen. a. De b l a d z i j d e beborende b i j de waterstanden (gemeten b i j de monding v a b n de vocrhavens) moet j de Poiree i n s t e l l i n g en de regel die behoort b i j de Stoney- i opgezocht worden; de kolom die behoort stand seven op het snijpunt informatie over de afvoer snelheden benedenstrooms de on de soheefneid. Op de tabel moot nu l a r een s i t u a t i e met dezelfde afvoer en andere soheefbeid war on gezocht; de daarbij beborende stuwstanden kunnen nu weer worden teruggevonden. b . D b l a d z i j d e die behoort b i j de waterstanden (gemeten b i j de e monding van de voorhavons) moet opgozoobt worden. Pe kolom d l behoort b i j de Poiree i n s t e l l i n g en de regel die behoort b 0 de Stoney-stand geven op het snijpunt informatie over de afvoer, de I n l l l e d e n benedenstrooms en do soheefbeid. Oe afvoer en deaden „ er3t»nd moeten genoteord worden. Vervolgens wor t de tab ttt opgozoobt, die behoort b i j de gewenste bovenwaterstand o u d e benedenwatorotond nbi 0 ( a l s de bcnedonwaterstand door stuw- manipulaties benedenstrooms ook zou wijzigen moet ook een nadere benedenwaterstand gezocht worden). op do t a b e l wordt naar dezelfde afvoer en gewenste gezocht; de daarbij beborende stuwstanden kunnen nu weer worden teruggevonden. c v,-; A* ^ v e n s t e en verwachtte waterstanden De t a b e l d i e behoort b i j de gewenste en Het verwachtte debiet en de verlangde moet worden oogezocht. Het v e w u i . M ~r-^ het/zeen de b i j b e h o r e n d e Bcheefheid moet worden opgezocht, hetgeen ae stuv- 5. bestaande s i t u a t i e , zodat bekend wordt welke abandon v e r r i c h t ^ m u r e e d .erriebten. s Eventueel kan man een deel r — U a n a r t o e vooral gedacht wordt « M - b B * . boBloton wordt kan mm „ con voor de ochccfheid. i a i ™ debiet ( l i e a en worden wat het h u i a i o Eerst dient opgezocht t . word ^ ^ h u h , en de huidige scheefbeld zion. Op d e « ^ dezelfde waterstanden warden B e t P o i r v de andere waterstanden) onder de e r a „ d e r i n e i n e d epland^ ^ | e - s t a n d e n hetzelfde debiet opzoeken b e i d en de i n te s t e l l e n Stoney-standen. „ rt.3J.en dat bovengenoemde werkwijze ft hot algemeen kan men »keurigheid giobaal de beste s t w s t a n d l e v e r t . Echte . ^ o-fvi ikinren aanwezig z i j n , en .an berakenen egolen. d e b nau i j t e r aan te bevelen om met de Stone, B u s ^ i n s t e l l e n volgens v o o r g e s t e l d , ^ « i b i j r e g e l e n met de Stonoy stuwen. Is o dan i s het raadzaam om de s i t u a t i e nog een, » p n a g a e t r e t v a )eeld Stoney stuwen M P + 9 ^ 5 enkleppen Poiree stuwen 10 ( z i e f i e * * . t en 3 middenkleppen e r u i t ) DOV P C \ r 1 6 Benedenwaterstand NAP e u i 10,70 Bovenwaterstand NAP • D 1 1 e , 8 + 9,20 betreffende t a b e l l e v e r t : afvoer: 36 snelheid: 0,3 scheefheid: 2,U A f V o e r en benedenwaterstanden c l o v e n hetzelfde. Bovenwaterstand wordt: NAP Gewenste scheefheid: ca. 1 n ^ bet wijzigen von de r i v i e r a f v o o r . U e t Xangdurig een ongowenste scheefheld aanwezig Stei d n 6 + 9,20 w a t e r s t a n d van NAP wordt opgezocht afvoer Verklaring met en een (361 de g e w e n s t e s c h e e f h e i d - (alle bovenkleppen stuw v e r a n d e r e n , b o v e n w a t e r s t a n d stuw v o o r c o n t r o l e c a . NAP i n de de S t o n e y - s t u w e n . opnieuw d o o r r e k e n e n eruit, Na m^/sec) - d i t levert alle + 8,95 midden- m. g a t e n houden verloop beneden- van en tijd de enz. tabellen Tabellenverdeling varierende voorhavens i n groepen met gelijke bovenwaterstand en benedenwaterstand. Rechts boven - o p g e z o c h t . De en een S t o n e y - s t a n d van enigszins bijregelen - + 10,75 i n c o m b i n a t i e met kleppen aanwezig) De wordt c o m b i n a t i e 7 op een P o i r e e 2.5. van NAP t a b e l b i j een b o v e n w a t e r s t a n d De i n een van de tabel de w a t e r s t a n d e n b i j de monding v a n sluizen. Nummering kolommen hebben b e t r e k k i n g - zie figuren de op 1 en 2 - ( H e t g e v a l van de P o i r e e - s t a n d e n . g e t r o k k e n stuw i s n i e t berekend). - R e g e l s worden a a n g e d u i d met van de g e t r o k k e n stuw i s n i e t Elk getalgroepje uit 3 bestaat 1+30 Scheefheden groter A f v o e r e n > 1000 Op de tabel blijven, en dan 20 (m^/sec) (m/sec) worden met > 20 richting een r i c h t i n g Deze r i c h t i n g e n geval scheefheid m^/sec worden n i e t i s een (Het getallen. snelheid 1.6 i n m t o t NAP. berekend). afvoer .6 - Stoney-standen kruisen aangeduid. berekend. te vinden waarin de a f v o e r e n d e z e l f d e w a a r i n de s c h e e f h e d e n d e z e l f d e elkaar (figuur 3)» blijven. OMSCHRWING CODE MET VOORBEELD VAN POIREE STAN DEN B'J DAARNAAST OMSCHREVEN EN AANGEGEVEN SITUATIE OVEREENKOMEND NUMMER ING OP REKENRESULTATEN VAN DE SITUATIE VV SCHAAL MOGELUKE STANDEN VAN POIREEKLEPPEN BELFELD/SAMBEEK \R.580- r > n ^ < ' ' N O i r : 1 A B O R A T C R I U M 1:500 1001 7 FIG. 1 63 3 4 5 7 6 10 8 9 11 12 fl 13 fl 4 ALLE BOVENKLEPPEN, A MIDDENKLEPPEN ERUIT T, 11 777 7777 -7-7-777 7 v y / / ) / / / / / / 7 ) / / / 7-7-7-. -7-7-7/ t n fl V ALLE BOVENKLEPPEN, 5 MIDDENKL EPPEN | ERUIT 7 ALLE BOVENKLEPPEN, 6 MIDDENKLEPPEN] ERUIT 12 n 77/777/7?' 7 /y y / / / 7 / 7 ' y / / / > 7 7 7 1 7-7-r 7 7777 777/7777 / / > -777 1 13 -77-7 7/7 7 / > 7 7 7 7 7777 7 7 7777777 7777 /> 777 7777777 ALLE BOVFNKL EPPEN. 7 MIDDENKLEPPEN ERUT 77-, 4 A 14 ' / // 7777 '77/7 777/7 J 7r/7 7-77-77-777)77-7) , ' / , » \ 7 / 7777 16 77777-7-77 7 7 7 7; 77-77 7-7-7777-77-77 7777. 777/ r-r 7 7) 7 7 7 7 >7777 \ / T 7 7 / 7 / 7 7 '7/77 7-7777777 7-777777777 7 7 77 7777 7 77 ALLE BOVENKLEPPEN, 8 MIDDENKLEPPEN ERUiT / / JJ ~' V •/ ; 7/7 r 7 7 )/ 7 7 7 7 ALLE BOVENKLEPPEN, 3 MIDDENKLEPPEN ERUIT ALLE BOVENKLEPPEN, 10 MIDDENKLEPPEN! 17 777 77 7/7 7/7 77777 7/77 7/7/7 T777 7 7 7 77 7/ 77/77 ' ERUIT / 7 ALLE BOVEN — KLEPPEN 11 MIDDENKLEPPEN ERUIT ' ALLE BOVENKLEPPEN, 12 MIDDENKLEPPEN ERUIT 7 ) 7 7 7 ) 7777, 777 18 7 / / ) 77/ 7 / / / ' 777 77-77^777^7-^//777 ^77-77^777 -777 -7777-7-r JU4 19 { 7 / / / 7 > 7 7/7 7/7 7-77- 7777 77//7~ / 77777-7-7 7 / / / ) 7 7 / 7 / 7 7 / 7 7 7 / ' 77~A 20 / 7/-T7 CODE MET 777 OVEREENKOMEND NUMMERING 777777 7> / / / ) / / / ) / 7 ' / OP REKENRESULTATEN / / / / / / - ) 7-777 ALLE BOVENKLEPPEN, EN MIDDENKLEPPEN ERUIT / / / / / / j)/- 777. OMSCHR'JVING VAN VOORBEELD VAN POIREE STANDEN BU DAARNAAST OMSCHREVEN EN AANGEGEVEN SITUATIE DE SITUATIE SCHAAL 1:500 MOGELUKE STANDEN VAN POIREEKLEPPEN BELFELD/SAMBEEK \R.580- , , . , « — r — ' r > f*. o » < 1 ' • • r 1 1002 . W K A4 \PG 2 STAND STONEY-SCHUIVEN STAND'POIREE-[KLEPPEN (zie figuur 1 \ 1' 1 ^.' 1 J . 1.4 o * •»? *t" NJ- >'•• n •f -1 •" 1» •G %yt v*» > .( %'*o »11 » . • > 7 1", \ . 5 v.* 1 '* ,f >: i \9 '• Ml **(.') .j >r i \. \ 1 11. (1 10.23 10. It \ — •A \ x its I " \ V \ " > \\\ \ V \ •\ \ •" "* 0 > l V \ l \ «. •> \ '1 • \ V\ \ kit\ \ i \ '\/ \.i T\\V v \ x v \\ \\ V\ \A \ \ . \ i \ A 7 v n .r »!0 1J1 K j ? i ?« i»« . i . X 1 10. C5 ?M 1.' • 1 l l i r •} 1. t , . c i / n c p CTA/ SMFEFHEID R580 rlb.J Bijlage 3; Nadere t o e l i c h t i n g op het b r i e f a d v i e s van 0 ^ . 1 2 . 7 2 b i j b r i e f n r . 1135/R1053, d.d. 02.0^.76. WATERLOOPKUNDIG LABORATORIUM L A B O R A T O R I U M DELFT Ink 'i . . i9 Vl> o d e > ^ o . ^ c v > l NR.: slw*A>evi feiU^l'd - • D i r e c t i e W a t e r h u i s h o u d i n g en Waterbeweging | 6 APR 1976 dd.: ^cd\evM^j District Zuid-Oost P A R A A F GEZIEN A f d e l i n g Maas P o s t b u s 25 Maastricht. VORIG NR. t . a . v . i r . A. v a n M a z i j k . VOLG NR. Stuwen en S l u i z e n afdeling: onderwerp: behandeling bij: A d v i e z e n Maas ir. R.J. de Jong ons kennierk: uw brief: H35/R1053 datum:2 a p r i l 1976. Naar a a n l e i d i n g v a n h e t t e l e f o o n g e s p r e k d.d. 23 maart 1976 zenden w i j U de v o l g e n d e nadere u i t e e n z e t t i n g i n a a n v u l l i n g op onze b r i e f 9589B/R580 d.d. 4 december 1972. WATERLOOPKUNDIG LABORATORIUM / {tOZ A. Paape) Hoofd L a b o r a t o r i u m " D e l f t " . bijlagen: Po.tadre, T.lefoon Telegrammen Po.tgiro Bank T.l.x Rotterdamseweg 185 Postbus 177 (015, Hydrolab 23 09 81 Amro Ban, 3 2770 D e l f t Delft 56 9315 Delft Delft Delft Hydel - nl A d r e , bladzijde 2 van brief nr. ] 1 3 5 / R I 0 5 3 Het d e b i e t over P o i r e e k l e p p e n i s v o o r de v o l g e n d e g e v a l l e n berekend. G e v a l no. Debiet over bovenklep Debiet over middenklep Debiet over onderklep 1 13 0 0 2 12 1 0 3 10 3 0 4 8 5 0 5 6 7 0 6 3 10 0 7 0 13< 0 8 0 12 1 9 0 11 2 10 0 10 3 11 0 9 4 0 8 n 12 5 Ii 6 13 0 7 14 0 6 7 15 0 5 8 16 0 4 9 17 0 3 10 18 0 2 1 1 19 0 1 12 0 13 20 't t c a a n t a l k l e p p e n waarover h e t d e b i e t optreedt. B.v. g e v a l 15 Bovenwaterstand " bovenklep middenklep onderklep x /// - v / - •// 7 - /-''•• /' / -"' 7</- f ' ' • / / / . - / / / - - / / / / • --" /> _ ( P o i r e e ) stuw k r u i n Voor de c o n t r a c t i e b e r e k e n i n g i s nu n i e t r e e e l d a t v o o r h e t d e b i e t o v e r de middenkleppen deze c o n t r a c t i e gekoppeld wordt aan de 5 nog aanwezige kleppen - r e e e l e r i s d i t t e k o p p e l e n aan 13 k l e p p e n ( c o n t r a c t i e i s dan h e t kleinst). I n bovenstaande t a b e l i s aangegeven welke waarde v o o r n ( z i e f o r m u l e s ) 1 IS bladzijde 3 van brief nr. 1 1 35/R1 053 gekozen i s . Voor het d e b i e t v o o r g e v a l 15 g e l d t nu: r f H -h v^.g.CHj-h) ,C,f ( f r _ ) 2 over middenkleppen w a a r i n : C = 2,65 Y = — - 0,129 = 5 x 2/3 1,1 (Hj-h) + (0,13 + 0,1 h (Hj-h)).Y j = 13 Y - Q over o n d e r k l e p p e n = 8 x e t c . i - 13 H -h De f u n c t i e f (-—r-) i s een polynoom: Hj h 2 _ 1 - (2,442 x H waarin: 2 x = —. 3 - 2,212 , * x 2 + 0,767 x -0,012) H L ______—• ( a l s x < 0, dan i n f o r m u l e x x = 0 laten D i t i s nog de b e s t e b e n a d e r i n g v o o r de g r a f i e k van b i z . 4-18 staan) van h e t "Handbook o f H y d r a u l i c s " van Horace W i l l i a m s K i n g ( z i e k o p i e ) v o o r scherpe overlaten. De door K i n g gegeven f o r m u l e k l o p t n i e t met v e r g e l i j k i n g met andere de f i g u u r en l e i d t (ook i n sommetjes) t o t v e e l t e l a g e d e b i e t e n . Deze f o r m u l e i s ook v o o r de Stoney s c h u i v e n g e b r u i k t , omdat h e t e f f e c t t o c h n i e t t e berekenen i s en i n g e v a l d a t b e l a n g r i j k gaat worden de stuw a l g e s t r e k e n had moeten z i j n . juiste 4-18 HANDBOOK OF HYDRAULICS Submerged Weir 0.1 0.2 0.3 Q4 , 0.5 ,0.6 07 Q8 Q9 1.0 \h;/ FTG. SS weirs. He showed that t lie results for all typos could be represented by the single equation l (38) where n is the exponent in the free-discharge equation [Eq. (37)) and the other terms are as previously defined. This eoua- B i j l a g e k: L i s t i n g v a n h e t BASIC-programma " c " . 5 t 4» 3 tj j g o JI o 2 <4 •< 2_5 5 s0 4- .3 V > S *5 -0"O ~ ^ 2 - ^5 * 21L4 i I 5 6' I in c C — c c — 0. + X t o 3 — • c\ <\ • > c CM + * o to - u.^ o o :< O C c t\ _• OL >- <_ » • • Cv —' • 1 *"* «-» i_ I v_ o «•» —» ro ft _E o O * + c •J * X CV' * C z. X _r IT• ** r— to V, UJ 2 li_ cw *•* KI c H ft O C — r; z >v V. w 11 H »— w r— • X C\ CM c1 — I r— • V o JO« _ — ft *• 1 r— 1 1 C cv CV• • LY c ro —1 L>. »—' c _ c X ~' I C.' cr. *•* w • • • It -II*- c II *"* c• CV II ft w CH l c _ t t < v U J c c •** ( J c\ >~ t t _ » X. •< — r— —> K _ CT + c cv CV N r— >— V r— u II ~- x * r- X—< H 11 J— *~ _ II — f H 11 C \ »H N u. u ^-. u. •» C II It U. -t _^ ft <. ft _£ CD _. >_J , O C O l T i O - c c c c CJ o o c _ - , „ . , « c\ ro ^ X j «_t • w • CT CM + z c ft > CM • LL <\ UJ • o — 4 c fO —. X 2C c - C\ 11 _ ft CM C3 + ri H C >*— • u.• <\ o »-« ft >* . • _ ir _. o. IO • OJ c C*. — O P7 >• o CJ C • • X C »— < ^; i CM- CM X • 1_ (— CM V. — I c c I c; _ ICV T. , , O CV w ro CM- CM —1 w| a __, t Ui X •r C" p— ra + 1 IT _J >_ CM fV _ ~ 1 __ CM + •s. « o •• ~ C c (\ •' II ? • « - b C «5 MM _ II H II CM H u B C til. B ( - 3 '1 U M >».(£} C& a. _ CJ — U- >- U> ft t-<j o o o r -coco o c o c o c o — o o i i o . u. r- RWS Dir. Oost-Nederland Bibliotfteeknr. %M Onderzoek, b e t r e f f e n d e VsV^a'b O N afvoer- b e r e k e n i n g e n , g e b a s e e r d op s t u w g e g e v e n s v a n de s t u w e n Belfeld en Sambeek. Notitie 1977-H. M a a s t r i c h t , September ir. A. v a n M a z i j k hr. J.L.H. C l a e s s e n 8 1977* (HTS-praktikant). Inhoud. biz. Lijst van t a b e l l e n Lijst van figuren en en bijlagen. foto's. Literatuur. 1. Inleiding 2. Algemene b e s c h r i j v i n g 1. en k o n k l u s i e van de stuwkomplexen 3« Sambeek en B e l f e l d 3. Rekenmethode t e r b e p a l i n g v a n de a f v o e r o v e r stuwen B e l f e l d Algemeen 3.2 A f v o e r o v e r de S t o n e y - s c h u i v e n 5« 3.3 Afvoer over het P o i r e e - g e d e e l t e 6. 3.4 R e s u l t a t e n van de i j k i n g v a n de stuwen Sambeek en B e l f e l d 10. Het 11. lekdebiet Foutenbronnen. ^.1 Nauwkeurigheid h.Z De b i j afvoermetingen opgegeven stuwgegevens k J> F o u t e n m 5. en Sambeek. 3.1 3.5 k. de i n de b e r e k e n i n g s m e t h o d e Konklusies , 13* 13. 15» 16. Appendix. 1. Aanvullende lekdebietmetingen 17. 2. Verder onderzoek 17» T a b e l l e n 2 en Figuren. Foto's. Bijlagen. 3» Lijst van t a b e l l e n . tabel 1 : O v e r z i c h t v a n de m o g e l i j k e s i t u a t i e s b i j h e t P o i r e e g e d e e l t e , w e e r g e g e v e n i n de g r o o t h e d e n m, n e n p , d i e a f h a n k e l i j k z i j n v a n h e t a a n t a l getrokken schotten. tabel 2 : a. Gemiddelde v a n h e t l e k d e b i e t v o o r een b e p a a l d e a f v o e r - r a n g e u i t g a a n d e v a n de berekende a f v o e r o v e r de s t u w t e B e l f e l d . b. G e m i d d e l d e v a n h e t l e k d e b i e t v o o r een bepaalde berekende tabel 3 5 a f v o e r - r a n g e u i t g a a n d e v a n de a f v o e r o v e r de s t u w t e Sambeek, G e v o e l i g h e i d a f v o e r b e r e k e n i n g v o o r onnauwkeurigheid i n aflezing Lijst bovenwaterstand. van b i j l a g e n . bijlage 1 : B r i e f - a d v i e s van het Waterloopkundig L a b o r a t o r i u m v o o r de b e d i e n i n g v a n de s t u w e n Belfeld en Sambeek; b r i e f n r . 9589/R580, d . d . Ok,12.72. b i j l a g e 2 : Toelichting b i j het verstrekte advies i n b r i e f n r . 9589/R580 bijlage 3 N a d e r e t o e l i c h t i n g op h e t b r i e f a d v i e s v a n 0^.12.72 b i j b r i e f n r . 1135/R1053. d.d. 02.04.76. b i j l a g e 4 : L i s t i n g v a n h e t BASIC-programma " c " . L i j s t van f i g u r e n . fig. 1 Schematische fig. 2 Volkomen/onvolkomen fig. 3 Schematische de fig. k t e k e n i n g v a n de stuw. overlaat. v o o r s t e l l i n g P o i r e e gedeelte van stuw. Afvoerkoefficient c v a n de S t o n e y - s c h u i v e n v a n de s t u w e n B e l f e l d en Sambeek a l s f u n k t i e v a n de o v e r s t o r t h o o g t e ( H ^ - h ) ( m o d e l p r o e f Water- loopkundig Laboratorium). fig. 5 V e r g e l i j k i n g v a n de gemeten met de berekende a f v o e r v o o r de s t u w t e B e l f e l d . fig. 6 V e r g e l i j k i n g v a n de gemeten met de berekende a f v o e r v o o r de s t u w t e Sambeek. fig. 7 S t o n e y - s c h u i v e n Sambeek. S c h u i f s t a n d u i t g e z e t t e g e n h e t gemeten v e r s c h i l t u s s e n Stoney-stand Lijst en o p g e g e v e n werkelijke Stoney-stand. van f o t o ' s . Foto 1 Aanwijsinrichting Foto 2 D e t a i l van f o t o 1. hefhoogte Stoney-schuiven. Literatuur. (1) K.G. Ranga R a j u D i s c h a r g e Sharpcrester Equation Weirs. I r r i g a t i o n and p o w e r , 2 5 , 1968, (2) f o r Rectangular no. 4, O c t . B. B o o r , M. O n d r u s v k o v a . C o n t r i b u t i o n t o t h e c a l c u l a t i o n p r o b l e m a c y o f submerged w e i r s . I n t e r n . Conf. Hydraul. Bull: Technical Swazek B-1 (CSSR) 1967 Schotbalkkering Overleker /1 K i n g H.W. (5) 255. 195^. U.S. Army E n g i n e e r (6) M Book Company, INC H y d r a u l i c Design Vicksburg, 2. Handbook o f H y d r a u l i c s . McGraw-Hill New Y o r k - Sluis. Rapport Waterloopkundig Laboratorium (4) en Univ. Brno, Czechoslovakia (3) R e s . , 1967, Criteria Waterways E x p e r i m e n t S t a t i o n , Mississippi. International Organization for Standardization. I n v e s t i g a t i o n o f t h e t o t a l e r r o r i n measurement o f f l o w by v e l o c i t y - a r e a m e t h o d s . P a r t I I I . IS0/TC113/WG-1(Netherlands-18)179. 1 Inleiding Bij m en k o n k l u s i e . de s t u w e n t e Sambeek en B e l f e l d zijn twee, naar kon- s t r u k t i e , v e r s c h i l l e n d e onderdelen te onderscheiden: a . h e t s t o n e y - g e d e e l t e , d a t u i t e e n t w e e t a l zogenaamde s t o n e y - s c h u i v e n b e s t a a t en b. h e t P o i r e e - g e d e e l t e , d a t u i t e e n r e e k s v a n s c h o t t e n b e s t a a t , d i e e n i g s z i n s s c h u i n op e e n s t a l e n frame- werk r u s t e n . Op een g e g e v e n moment w e r d e n g r o t e o n t g r o n d i n g e n achter h e t s t u w k o m p l e x waargenomen. Deze o n t g r o n d i n g e n w e r d e n o n d e r andere v e r k l a a r d d o o r de s c h e e f h e i d | de v e r h o u d i n g i n w a t e r s n e l h e d e n respektievelijke a c h t e r de g e d e e l t e n v a n de s t u w , w a t e e n g e v o l g i s v a n de w i j z e , waarop de s t u w w o r d t I n o p d r a c h t v a n de d i r e k t i e L i m b u r g Waterloopkundig L a b o r a t o r i u m een bediend. h e e f t daarop h e t bedieningsprogramma v o o r de s t u w o n t w i k k e l d , d a t a a n g e e f t hoe met b e i d e o n d e r d e l e n d i e n t t e worden g e m a n i p u l e e r d respektievelijk optredende opdat a f v o e r e n de s c h e e f h e i d b i j b e n a d e r i n g 1 i s en d i e n t e n g e v o l g e v e r d e r e waarschijnlijk niet b i j de meer z u l l e n ontgrondingen optreden. Voor het op- s t e l l e n v a n h e t bovengenoemde b e d i e n i n g s p r o g r a m m a het Waterloopkundig literatuurstudie L a b o r a t o r i u m met b e h u l p afvoerformules afgeleid heeft van een v o o r de S t o n e y - s c h u i v e n en de d i v e r s e s i t u a t i e s v a n h e t P o i r e e g e d e e l t e . I n b r i e f nummer 9589/R580 v a n h december is een en a n d e r uitvoerig beschreven. I n een a a n v u l l e n d s c h r i j v e n door h e t W a t e r l o o p k u n d i g van 2 a p r i l 1976 i s h i e r o p L a b o r a t o r i u m nog een nadere t o e l i c h t i n g gegeven. Beide b r i e v e n z i j n a l s b i j l a g e in d i t verslag 1972 opgenomen. Bij h e t a f l e i d e n v a n bovengenoemde a f v o e r f o r m u l e s s l e c h t s b e o o g d een b e p a l i n g van de a f v o e r v e r d e l i n g t u s s e n h e t d e e l t e en h e t In rekenmethodiek te ontwikkelen Stoney-ge- r a p p o r t wordt v e r s l a g gedaan van onderzoek, w a a r b i j i s nagegaan i n hoeverre l e i d e afvoerformules, tevens Dit de b e p a l i n g v a n een formules d e b i e t over het behulp gehele de van het onderzoek l u i d t , bruikbaar z i j n afge- stuw. waarbij berekende a f v o e r wordt met voor verge- Ottmolens. d a t de afvoer- het b e r e k e n e n van het stuwkomplex b i j gegeven boven- waterstand, Stoney-schuifstanden (getrokken) s c h o t t e n i n het P o i r e e g e d e e l t e . D i t tekent dat voor streken z i j n en a a n t a l v e r w i j d e r d e a f v o e r e n , w a a r b i j de er naast een k u n n e n worden zogenaamde i j k i n g , gemeten a f v o e r e n k o n k l u s i e van gehanteerd deze t o t a l e a f v o e r over de a f v o e r f o r m u l e s l e k e n met De de i s gedaan m i d d e l s de met ter Poiree-gedeelte. het onderhavige voor werd een stuwen n i e t Q - h - r e l a t i e , ook een bege- zoge- naamde t h e o r e t i s c h b e r e k e n d e a f v o e r b e s c h i k b a a r i s . Een v e r g e l i j k i n g van b e i d e a f v o e r e n het stuwkomplex, hetgeen b e h e e r s t e c h n i s c h i n t e r e s s a n t is ( o p s t e l l e n van de w a t e r b a l a n s e n l e v e r t de van lek van de r e s p e k t i e - v e l i jke stuwpanden). Het v e r g e l i j k e n d onderzoek i s v e r r i c h t door heer J.L.H. C l a e s s e n s , a l s o n d e r d e e l t i j k p e r i o d e b i j de a f d e l i n g Maas van Z u i d o o s t van de van het d i r e k t i e Waterhuishouding de zijn prak- distrikt en Water- b e w e g i n g . T e v e n s h e e f t h i j i n s a m e n w e r k i n g met a f d e l i n g Maas h e t onderhavige rapport de samengesteld. - 2. 3 - Algemene b e s c h r i j v i n g v a n en s t u w k o m p l e x e n Sambeek Belfeld. E l k e s t u w ( z i e f i g u u r 1) Een de b e s t a a t u i t twee gedeelten. deel i s kontinu regelbaar (Stoneygedeelte). b e s t a a t u i t t w e e m a a l twee s c h u i v e n , b o v e n e l k a a r hangend en n i e t v l a k . De Het paarsgewijze i n het z e l f d e v e r t i k a l e bovenste s c h u i f zakt voor de o n d e r s t e (vaste) s c h u i f l a n g s i n d i e n de d o o r s t r o o m o p e n i n g vergroot moet w o r d e n . De meter, breedte Het van m a x i m a l e z a k k i n g i s 2,70 elk s t e i schuiven i s 17 de meter. a n d e r e zogenaamde P o i r e e g e d e e l t e b e s t a a t u i t een g r o o t a a n t a l j u k k e n waar t u s s e n i n s c h o t t e n geschoven k u n n e n w o r d e n . Wanneer a l l e getrokken z i j n klappen de jukken tegen mogelijk stromingsweerstand van een profiel, De schotten eruit de bodem, om t e g e v e n . Het o f meer s c h o t t e n v e r g r o o t dus wordt min trekken doorstroom- maar d i s k o n t i n u . " f i j n r e g e l i n g " g e s c h i e d t dus terwijl het zo met met het Stoney de P o i r e e s c h o t t e n h e t p r o f i e l aangepast. gedeelte, stapsgewijs r - 3. If - Rekenmethode t e r b e p a l i n g v a n Belfeld 3.1. en de a f v o e r o v e r de stuwen Sambeek. Algemeen. B i j de b e p a l i n g v a n de de a f v o e r o v e r v o l g e n d e g e g e v e n s g e b r u i k t : de waterstand, de s t a n d e n v a n het a a n t a l getrokken Van de stuw, worden b o v e n - en beneden- de S t o n e y - s c h u i v e n en Poiree-schotten. stuw, o n d e r v e r d e l e n d g e d e e l t e , kan een i n S t o n e y - en g e s t e l d worden dat Poiree- de b e r e k e n d e a f - v o e r e n o v e r r e s p e k t i e v e l i j k h e t S t o n e y - en Poiree- gedeelte de samen de t h e o r e t i s c h e afvoer over stuw v o o r s t e l l e n dus: Q berekend ~ ^ Stoney + I n d i e n deze berekende a f v o e r e n aan het te z e l f d e r t i j d verschil g e t o e t s t gaan worden gemeten d e b i e t , w o r d t een gevonden. D i t v e r s c h i l i s het * lek lekverlies. gemeten Deze Q „ , w o r d t v e r o o r z a a k t lek behalve ^ Poiree over door het het berekend door het s t u w k o m p l e x e r ook feit nog stuwkomplex p l a a t s v i n d t door Deze Q _ , i s l a n g s t h e o r e t i s c h e weg dat afvoer lekkage. niet te be- XG K p a l e n . D i t z a l dus moeten worden gedaan door berekende afvoeren t e v e r g e l i j k e n met afvoeren. de de gemeten - 5 - Daartoe i s de l a a t s t e j a r e n een g r o o t a a n t a l a f v o e r - m e t i n g e n u i t g e v o e r d o n d e r de s t u w e n t e Sambeek en Belfeld, S a m e n v a t t e n d k a n de t o t a l e a f v o e r a l s v o l g t worden weergegeven: Q = Q Stoney + Q Poiree + Q lek Deze Q moet g e l i j k z i j n a a n de Q - . - ^ * e In het hiernavolgende e en z a l a a n g e g e v e n w o r d e n hoe de a f v o e r o v e r e l k d e e l a f z o n d e r l i j k b e p a a l d m.b.v. de d o o r h e t W a t e r l o o p k u n d i g wordt Laboratorium afgeleide afvoerformules, 3.2 A f v o e r o v e r de S t o n e y - s c h u i v e n , Het Stoney-gedeelte v a n de s t u w b e s t a a t u i t twee s c h u i v e n v a n e l k 17 m e t e r b r e e d tuBsen 3 die geplaatst z i j n pijlers. Deze s c h u i v e n z i j n o v e r 2,70 m i n h o o g t e verstel- b a a r . De a f v o e r o v e r e l k v a n d e z e S t o n e y - s c h u i v e n k a n b e p a a l d w o r d e n m.b.v. de f o r m u l e . 0 „., = l * b * c * f ^ oer schuxf 3 *V 2 g • (H. - h ) 1 s waarin: H^ : bovenwaterstand h : k r u i n h o o g t e S t o n e y - s c h u i f (m b o v e n N.A.P.) b s (m b o v e n N.A.P.) : breedte waarover a f v o e r berekend wordt; b = 17 - 0,1 ( H - h _ ) i 0,1 (H„-h ) s t a a t v o o r de h o r i z o n t a l e I s 1 c o n t r a c t i e v e r o o r z a a k t door c : a f v o e r c o e f f i c i e n t t e bepalen c = jl I 2 ( * j o , 6 + 0,05 (zie figuur H l -h (H k) n s _ + 1) + 2 - h )j g de p i j l e r s . volgens 0,0l6(H.-h 1 ){ B ) 3 - 6- f : r e d u k t i e f a k t o r d i e g e b r u i k t w o r d t a l 8 de o v e r l a a t o n v o l k o m e n i s , d.w.z. a l s de b e n e d e n w a t e r s t a n d h o g e r i s d a n de k r u i n h o o g t e v a n de S t o n e y schuif. (zie f i g u u r 2) H 2" s indien =—r— = x en H~ = n - —n c. 1 s dan w o r d t f b e p a a l d v o l g e n s h f = 1 - ( 2 , 4 4 2 X" - 2,212 x 5 + 0,767 x - 0 , 0 1 2 ) , geldt f = 1 v o o r (H_ - h d. 2 benedenwaterstand. S De a f v o e r o v e r h e t S t o n e y - g e d e e l t e wordt: ^Stoney ^schuif 1 schuif 2 w a a r b i j Q , ., , en Q , . _ _ de a f v o e r e n o v e r de ^schuif 1 ^schuif 2 r e s p e k t i e v e l i j k e schuiven z i j n . = + Q J 3.3 A f v o e r o v e r h e t P o i r e e - g e d e e l t e . Het P o i r e e - g e d e e l t e v a n h e t s t u w k o m p l e x b e s t a a t u i t e e n r e e k s j u k k e n , d i e g e z a m e n l i j k een o n d e r s t e u n i n g s k o n s t r u k t i e v o r m e n , w a a r i n men s c h o t t e n k a n l a t e n zakken, ( d r i e b o v e n e l k a a r t u s s e n e l k e twee j u k k e n ) . De t u s s e n r u i m t e s t u s s e n de j u k k e n , 13 i n t o t a a l , h e b b e n e l k e e n b r e e d t e v a n 4,4o6 m e t e r ( z i e f i g u u r De 3). s c h o t t e n r u s t e n o n d e r e e n h e l l i n g v a n 1:7 t e g e n de j u k k e n e n h e b b e n e e n d i k t e v a n c i r c a 30 cm. B i j h e t ( v e r w i j d e r e n ) t r e k k e n v a n de s c h o t t e n worden e e r s t a l l e bovenste middenschotten De s c h o t t e n g e t r o k k e n , v o o r d a t a a n de begonnen wordt. o n d e r s c h o t t e n w o r d e n p a s b i j h e t s t r i j k e n v a n de s t u w v e r w i j d e r d . Deze l a a t s t e s i t u a t i e i s n i e t i n de berekening opgenomen. terwijl - 7 ~ Belfeld Gegevens Sambeek Kruin bovenschot 10,63 m b o v e n N.A.P. 13,93 Kruin middenschot 9,07 m b o v e n N.A.P. 12,37 m b o v e n N.A.P. Kruin onderschot 7,51 m b o v e n N.A.P. 10,81 m b o v e n N.A.P. m b o v e n N.A.P. D o o r met d e z e s c h o t t e n en met de S t o n e y - s c h u i v e n p u l e r e n kan het stuwpersoneel zodanig In s t u w e n d a t b e n e d e n de s t u w g e e n g r o t e p a r . 1) (zie de Q_ . . 'L> r\ T afvoeren scheefheden ontstaan. p r i n c i p e gaat van b i j verschillende t e mani- men b i j de b e r e k e n i n g u i t van het verdelen i n deelafvoeren, waarbij elke deelafvoer, a a de a f v o e r o v e r een s c h o t (m.a.w. d o o r een t u s s e n r u i m t e t u s s e n de j u k k e n ) i s . Er z i j n 13 d e e l a f v o e r e n dus s t e e d s I n d i e n nu h e t a a n t a l g e t r o k k e n (13 tussenruimtes). s c h o t t e n 0, 13 o f 26 b e - d r a a g t , d a n k a n men d u s de b e r e k e n d e d e e l a f v o e r met e e n f a k t o r n = 13 v e r m e n i g v u l d i g e n de jukken zelfde deelafvoer. z a l men de b e r e k e n i n g daar e r dan voor overstorthoogten s c h o t t e n n i e t 0, de 13 t u s s e n r u i m t e s dan betekent afvoeren twee v e r s c h i l l e n d e optreden. h e t opgegeven a a n t a l g e t r o k k e n schotten b.v. 6 i s d i t dat er 6 bovenschotten figuur 3). 13 o f 26 i s , i n twee d e l e n moeten u i t v o e r e n , Als (zie tussen z i j n met d e z e l f d e o v e r s t o r t h o o g t e en d u s d e - Indien het a a n t a l getrokken dan omdat e r 13 r u i m t e s getrokken zijn I n d i t g e v a l moet d u s met (13-6)= 7 d e e l - met e e n k r u i n h o o g t e v a n de bovenschotten ( k l e i n e o v e r s t o r t h o o g t e ) en met 6 d e e l a f v o e r e n met de kruinhoogte v a n de m i d d e n s c h o t t e n (grote overstort- h o o g t e ) g e r e k e n d worden. Zou h e t a a n t a l g e t r o k k e n t e n 2k z i j n getrokken dus dan b e t e k e n t zijn, en Zk - dat, d a t a l l e 13 bovenschotten 13 = 11 m i d d e n s c h o t t e n . twee o p e n i n g e n w a a r v a n de o v e r s t o r t h o o g t e b o v e n w a t e r s t a n d minus k r u i n h o o g t e onderschot i s . Er zijn bedraagt m i d d e n s c h o t en e l f , w a a r v a n de o v e r s t o r t h o o g t e b o v e n w a t e r s t a n d kruinhoogte schot- minus V - - 8- S t e i m i s h e t a a n t a l oppregeven g e t r o k k e n s c h o t t e n en n i s het a a n t a l d e e l a f v o e r e n over een bepaalde kruin- hoogte. Theoretisch z i j n e r dan 5 m o g e l i j k h e d e n : TABEL 1. aantal ken getrok- schotten aantal deelafvoeren i n betref- faktor p fende h o r i z o n t a l e s t r o o k - m = 0 over bovenschotten n = 13 P m 13 - m <13 over bovenschotten n B 13 - fl P = 13 over middenschotten n - m P = m - m = 13 over m i d d e n s c h o t t e n n = 13 P s 13 - over m i d d e n s c h o t t e n n = (26-m) P = 3 over onderschotten n = 13-(26-m) P = m -ii> over onderschotten n = 13 13 <m ^ 26 - m = 26 1 P = 13 De t o t a l e n (= a a n t a l d e e l a f v o e r e n ) moet d u s p e r g e v a l 13 zijn. Op de b e t e k e n i s v a n de f a k t o r p w o r d t l a t e r n o g t e r u g - gekomen. De a f v o e r o v e r n s c h o t t e n k a n b e r e k e n d w o r d e n m.b.v. de formule: Q n = n * | * 1,1 * V 2 g * (H - \ ) 1 3 ' * c * f waarin: n : aantal deelafvoeren waarbij dezelfde k r u i n h o o g t e (dus o v e r s t o r t h o o g t e ) geb r u i k t k a n worden z o a l s aangegeven b i j de 5 m o g e l i j k h e d e n van tabel 1. steeds - 9 - f a k t o r 1,1 : veroorzaakt door de k o n s t r u k t i e d i k t e en het scheefstaan van de k l e p . : bovenwaterstand i n m boven N.A.P. h^ : kruinhoogte van schot waarover de b e t r e f f e n d e deelafvoeren berekend worden i n m boven N.A.P. c : 2,65 * (H 1 - 0,129 (H - h ) ) Y k - h ) 1 k + 0,1 + (0,13 * B H i e r i n i s Y een f a k t o r d i e de i n v l o e d van de dwarskontraktie getrokken tussen nog schotten i n rekening niet brengt. Voor Y g e l d t : Y = ^ - j waarin p het aant a l getrokken schotten i s op een niveau hoger dan dat van het beschouwde schot, waarover de afvoer wordt berekend. Voor de a f v o e r over de bovenschotten g e l d t p B 13, immers a l l e (fictieve) s c h o t t e n op een niveau hoger z i j n ver- w i j d e r d ( e r z i j n boven de bovenschotten geen s c h o t t e n ) . Voor de a f v o e r b e p a l i n g over de middenschotten g e l d t p s a a n t a l bovenschotten en voor de over de onderschotten getrokken f getrokken afvoerbepaling geldt p = aantal middenschotten. : f a c t o r d i e g e b r u i k t wordt a l s de over- l a a t onvolkomen i s . H A l s x = —jj h r — i - i - n. 1 k 2 - k f = 1 - (2,M»2 x - - 2,212 0 , 0 1 2 ) , t e r w i j l voor (H, - h, ) ^TO (zie 3 dan g e l d t : ook geldt f = 1 figuur 2). x 2 + 0,767 x - 10 - 3.4 R e s u l t a t e n v a n de i j k i n g v a n de s t u w e n Sambeek e n Belfeld. De r e s u l t a t e n v a n de b e r e k e n i n g e n e n v a n de v e r g e l i j k i n g t u s s e n de b e r e k e n d e e n de gemeten a f v o e r e n o n d e r l i n g verzameld Belfeld stuw en stuw S a m b e e k ) . In deze f i g u r e n lijnen 4 en 5 ( r e s p e k t i e v e l i j k i n de f i g u r e n zijn zijn o o k de b i j b e h o r e n d e regressie- ingetekend n l . Belfeld : Q g e m e t e n = 0,9784 * Q b e r e k e n d + ^ »33 (mVs). Sambeek : g e m e t e n - 0,9595 ' Q b e r e k e n d + 29,<*9 C . / » > . Aan Q de hand v a n d e z e f i g u r e n 1 3 kan vastgesteld worden d a t : - e r e e n n i e t k o n s t a n t v e r s c h i l o p t r e e d t t u s s e n de Q, . e n de Q • ^berekend Qgemeten Op d i t v e r s c h i j n s e l wordt i n p a r a g r a a f 3.5 v e r d e r ingegaan. - er b i j afvoeren groter afvoermetingen d a n 500 m^/s n i e t hebben p l a a t s g e v o n d e n voldoende om conclusies te kunnen t r e k k e n voor d i t g e b i e d . Bovendien z i j n enkele punten niet b i j de r e g r e s s i e - b e r e k e n i n g b e t r o k k e n en s t a a n a l s z o d a n i g ook n i e t getekend i n de r e s p e k t i e v e l i j k e Deze p u n t e n figuren 4 en 5 . zijn: ^berekend Sambeek : en B e l f e l d : Qgemeten 629 ,9 m / s 710,4 m /s 593.3 680,1 599 660,8 529,1 672,4 5 De r e d e n h i e r v o o r w o r d t i n p a r . 3 . 5 g e g e v e n . - 11 - 3.5 Het l e k d e b i e t . Het l e k d e b i e t kan beschouwd worden a l s een s l u i t p o s t b i j de i j k i n g In v a n de s t u w e n . d i t lekdebiet z i j n verwerkt: - de l e k o v e r h e t g e h e l e stuwkomplex. - de e v e n t u e l e o n n a u w k e u r i g h e d e n i n de a f v o e r m e t i n g e n . - de s y s t e m a t i s c h e f o u t e n i n de b e r e k e n i n g s m e t h o d e (afvoerformules). - de o n n a u w k e u r i g h e d e n i n de o p g e g e v e n s t u w g e g e v e n s . Als e c h t e r aangenomen mag w o r d e n d a t de w e r k e l i j k e l e k over h e t gehele stuwkomplex bepalend i svoor h e t l e k - d e b i e t , d a n z o u u i t de r e g r e s s i e l i j n e n : 0,9784 * Q, . , + 41,33 (m /s) * ^berekend ' 3 Belfeld : Q . Qgemeten Sambeek : <J . = 0,9595 * Q, . . + 29,49 gemeten berekena n gekonkludeerd Br(> k u n n e n worden, d a t de l e k a f n e e m t n a a r m a t e de t o t a l e a f v o e r g r o t e r w o r d t , lijnen Dit i m m e r s , de t a n g e n s van beide i s k l e i n e r d a n 1. i s met de w e r k e l i j k h e i d i n o v e r e e n s t e m m i n g , d a a r e r s t e e d s meer s c h o t t e n g e t r o k k e n w o r d e n s c h u i v e n s t e e d s l a g e r komen t e s t a a n en de S t o n e y n a a r m a t e de a f v o e r toeneemt, waardoor e r minder mogelijkheden zijn. Bovendien voor lekkage neemt h e t v e r v a l o v e r de s t u w a f n a a r m a t e de benedenwaterstand Dit 3 (m /s) hoger i s . i s o o k de r e d e n , waarom e n k e l e a f v o e r e n waarbij 0, , = Q - Q, , ^lek Qgemeten ^berekend zeer groot i s , z o a l s vermeld ° , in par. 3.4. ( B e l f e l d : Q = 1^3} l e k 85 en 60 r / s e n Sambeek: Q-^_ 3 80 m / s ) b i j de r e g r e s s i e b e r e k e n i n g e n 3 k niet gebruikt z i j n . Deze a b n o r m a a l g r o t e l e k d e b i e t e n , d i e a l l e optreden b i j h o g e r e a f v o e r e n ( c a . 600 m / s ) k u n n e n m i s s c h i e n v e r o o r 3 z a a k t worden door e e n s y s t e m a t i s c h e f o u t i n de b e r e k e n i n g , en w e l d o o r de g e b r u i k t e r e d u k t i e f a k t o r f b i j een o n v o l - komen o v e r l a a t . Deze z o u m o g e l i j k b i j e e n r e l a t i e f hoge b e n e d e n w a t e r s t a n d n i o t meer k u n n e n gelden. zeer - 12 - Om deze reden z i j n waterstanden c.q. de b e r e k e n d e a f v o e r e n afvoeren b e t r o u w b a a r . A l s de 2b, onderverdeeld gaande v a n te g r o t e r dan b i j hoge b e n e d e n - 500 3 m /s niet l e k d e b i e t e n z o a l s i n t a b e l 2a gaan w o r d e n n a a r een de b e r e k e n d e a f v o e r , dan en afvoerrange tabel uit- b l i j k e n deze t o c h s t e r k v a r i e r e n . Daarom i s h e t w e n s e l i j k b i j de b e p a l i n g van a f v o e r , v o o r wat b e t r e f t de v e r d e l i n g om zo b e t r o u w b a a r m o g e l i j k r e s u l t a a t gen. len geheel Om het een l e k , u i t t e gaan v a n metingen te gewenst. Uitgaande van de b e r e k e n d e a f v o e r e n , l i g g e n d e 0 en 4-50 3 kan 3 m /s. tussen g e s t e l d worden d a t h e t l e k d e b i e t b i j B e l f e l d g e m i d d e l d 38 g e m i d d e l d 23 deze onderverkrij- l e k d e b i e t zo n a u w k e u r i g m o g e l i j k t e k u n n e n b e p a - b l i j v e n aanvullende m /s de 3 m /s bedraagt en b i j Sambeek - 13 - 4. Foutenbronneri. B i j h e t b e p a l e n v a n de a f v o e r met b e h u l p v a n de g e g e v e n s , k u n n e n f o u t e n o p t r e d e n . Op nu wat 4.1 dieper stuw- d i t onderwerp wordt ingegaan. Nauwkeurigheid b i j de afvoermetingen. Deze i s m o e i l i j k t e b e p a l e n , omdat de afhankelijk i s van nauwkeurigheid een g r o o t a a n t a l f a k t o r e n : v e r t i k a l e n , a a n t a l meetpunten per v e r t i k a a l , aantal tijdsduur per meting e n z . V o o r meer g e g e v e n s h i e r o v e r w o r d t *) v e r w e z e n n a a r h e t I S O - r a p p o r t . (6) 4.2 De opgegeven stuwgegevens kunnen a f w i j k e n van w e r k e l i j k h e i d door b i j v o o r b e e l d de afleesfouten. Zo k a n d o o r de m o e i l i j k a f l e e s b a r e s c h a a l v e r d e l i n g , waarmee men instelt de S t o n e y - s c h u i v e n op een b e p a a l d e ( z i e f o t o 2 ) , de S t o n e y - s t a n d 2 t o t 3 hoogte cm a f w i j k e n v a n de w e r k e l i j k e . D i t k a n a f w i j k i n g e n i n de a f v o e r v e r o o r z a k e n van maximaal Verder c h a n i s c h e o v e r b r e n g k o n s t r u k t i e d i e de i s de Stoney-stand z i c h t b a a r maakt op de s c h a a l v e r d e l i n g v o o r h e t p e r s o n e e l n i e t zo b e t r o u w b a a r , me- stuw- zoals a l gekonstateerd w e r d b i j de w a t e r p a s s i n g e n v a n de S t o n e y - s c h u i v e n i n 1974 t e Sambeek. Deze w a t e r p a s s i n g w e r d u i t g e v o e r d z o w e l v o o r a l s na h e t v e r n i e u w e n t i n g e n v a n de v a n de Stoney-schuiven. B i j w a t e r p a s s i n g voor het vernieuwen werden e r v e r s c h i l l e n v a n de k e t t i n g e n t u s s e n de w e r k e l i j k e s t a n d de op de s c h a a l v e r d e l i n g a f t e l e z e n g e k o n s t a t e e r d . Deze v e r s c h i l l e n bij ophangket- Stoney-stand l i e p e n t o t 14 cm de o o s t e l i j k e S t o n e y - s c h u i f en 8,6 en op cm b i j de westelijke Stoney-schuif. *) De v e r w i j z i n g n a a r de l i t e r a t u u r o p g a v e w o r d t met ( ) . aangegeven totale - 14 - H i e r n a w e r d e n de o p h a n g k e t t i n g e n v a n de w e s t e l i j k e Stoney-schuif vervangen, waarop h e t v e r s c h i l n u m a x i m a a l 6,2 F i g u u r 7 g e e f t een b e e l d cm b e d r o e g . v a n de a f w i j k i n g v a n de o p g e g e v e n S t o n e y - s t a n d de w e r k e l i j k e b i j b e p a a l d e t e Sambeek t.o.v. s c h u i f s t a n d e n v a n de s t u w na h e t vervangen v a n de k e t t i n g e n . V o o r de s t u w t e B e l f e l d z i j n geen g e g e v e n s v a n d e z e a a r d b e k e n d , d o c h h i e r z a l de s i t u a t i e n i e t veel v e r s c h i l l e n v a n d i e v a n Sambeeko Daarom i s h i e r o n d e r g e p o o g d om a a n de hand v a n e n k e l e v o o r b e e l d e n v a n Sambeek a a n t e g e v e n i n w e l k e van g r o o t t e de a f w i j k i n g e n i n de b e r e k e n d e o p t r e d e n t . g . v . de o n j u i s t e r e g i s t r a t i e orde afvoeren v a n de s c h u i f s t a n d e n . B i j l a g e a f v o e r e n a l s geen P o i r e e schotten getrokken z i j n s c h u i v e n (Q-_ en de a f v o e r o v e r de ) praktisch gelijk Stoney- i s a a n de t o t a l e ^Stoney a f v o e r z u l l e n deze v e r s c h i l l e n l e i d e n t o t g r o t e a f van 0 t o t 1 meter, w i j k i n g e n b i j Stoney-standen van 10,75 t o t 9,75 d.w.z. m e t e r b o v e n N.A.P. Beschouw b i j - v o o r b e e l d 28 S e p t e m b e r 1973 a l s r e e l e situatie: S t o n e y - s t a n d : z o w e l de o o s t e l i j k e a l s de w e s t e l i j k e 10,05 geen P o i r e e - s c h o t t e n g e t r o k k e n De P o i r e e - a f v o e r i s d a n : Q p - 1. i s 2 * 17,3 = 14,6 de S t o n e y - a f v o e r b e r e k e n d Stoney-standen terwijl rt?/s. met de o p g e g e v e n = 34,6 Qu i . = 1 4 , 6 + 34,6 = ^ 9 , 2 'berekend ' ' 2* m zijn. o i r e e de S t o n e y - a f v o e r b e r e k e n d Stoney-stand - 10,88 m b o v e n N.A.P.; b o v e n w a t e r s t a n d 3 m /s. 3 m /s. met de w e r k e l i j k e i s dan. (Stoney-stand w e s t e l i j k e NAP + 10,05 m) schuif (Stoney-stand o o s t e l i j k e NAP + 10,17 m) schuif Q . • + Q . ., = 17,3 + 12,7 = 30,0 ^westschuif ^oostschuif ' ' 1 Q. , ^berekend , = 4 4 , 6 rrrVs. ' de a f w i j k i n g i s : 4 9 , 2 - 44.6 49,2 t 100$. = 9 , 3 5 $ . 3 m /s. - 15 Dit g e e f t dus a a n z i e n l i j k e T o t een 9,25 o v e r s t o r t hoogto afwijkingen. van 1,50 m (Stoney-stand t o t m b o v e n N.A.P.) v a l l e n de v e r s c h i l l e n g r o t e n - d e e l s i n h e t n i e t omdat de a f w i j k i n g e n i n de en de w e s t e l i j k e S t o n e y - s c h u i f e l k a a r (zie figuur opheffen 7)• V e r d e r kunnen a f w i j k i n g e n o p t r e d e n waterstanden i n de a f g e l e z e n b o v e n en b e n e d e n de s t u w . De grootte v a n d e z e a f w i j k i n g e n b l i j k t u i t t a b e l 3, waarin voor 3 g e v a l l e n deze a f w i j k i n g e n g e s p e c i f i c e e r d z i j n voor waarnemingsfouten i n de b o v e n w a t e r s t a n d v e l i j k 2, cm. De 5 en 10 (situatie a f w i j k i n g e n i n de b e r e k e n d e oplopen 4.3 oostelijke Fouten tot zelfs i n de van Belfeld) respektie- 0 a f v o e r kunnen daarbij 2k%» berekeningsmethode. T e v e n s b e s t a a n e r f o u t e n en a f w i j k i n g e n b i j h e t v a n de b e r e k e n i n g s m e t h o d e z o a l s u i t g e v o e r d door het Water- loopkundig Laboratorium te Volgens het Waterloopkundig nauwkeurigheid, b i j een opstellen Delft. Laboratorium z e l f , zou goede d e b i e t v e r d e l i n g o v e r deze de b e i d e s t u w g e d e e l t e n , v o o r h e t S t o n e y - g e d e e l t e c a . 5% en v o o r h e t P o i r e e - g e d e e l t e c a . D o o r de v e l e ijking die foutenbronnen 10%. i s d i t aan de hand v a n e c h t e r n i e t na t e g a a n . O v e r i g e n s d o o r een o f a n d e r e geslopen z i j n oorzaak zijn i n de zijn deze de f o u t e n , berekeningsmethodiek v a n s y s t e m a t i s c h e a a r d en w o r d e n v e r r e k e n d i n het l e k v e r l i e s , dat b e p a a l d wordt v a n gemeten en b e r e k e n d e afvoeren. door het vergelijken - 16 - 5. Konklusies. E r kan g e s t e l d worden d a t de door het Waterloopkundig rekenmethode, z o a l s o p g e s t e l d Laboratorium baar i s , w a a r b i j misschien een te D e l f t , wel b r u i k - vraagteken g e p l a a t s t moet w o r d e n , n . l . de r e d u k t i e f a k t o r g e b r u i k t b i j h e t van een optreden onvolkomen o v e r l a a t , f . Deze g e e f t w a a r s c h i j n l i j k b i j hoge b e n e d e n w a t e r s t a n d e n en l a g e k r u i n h o o g t e s , t e k l e i n e waarden v o o r de berekende a f v o e r e n , d o c h vanwege h e t k l e i n e a a n t a l m e t i n g e n o n d e r d e z e omstandigheden, kan een en a n d e r i n d i t v e r s l a g n i e t nader worden a a n g e g e v e n . E r i s e c h t e r w e l v o l d o e n d e z e k e r h e i d d a t de doen v o o r afvoeren t o t 500 m/s, omdat de formules v o l - talrijke metingen i n d i t g e b i e d r e d e l i j k i n o v e r e e n s t e m m i n g z i j n met v o n d e n w a a r d e n b i j de a f v o e r m e t i n g e n Verder i s ook d e b i e t zou en d a t de een zeker l e k d e b i e t na. d a t de v e r o n d e r s t e l l i n g d a t h e t lekdebieten voor B e l f e l d (gemiddelde 38 waarden: B e l f e l d 3 m /s; 3 m /s). i s z e k e r n u t t i g d i t o n d e r z o e k v o o r t t e z e t t e n met ter b e s c h i k k i n g komende a f v o e r m e t i n g e n , Dit om programma " c " v a n z o d o e n d e meer dan u i t g e v o e r d w o r d e n m.b.v. h e t b a s i c - de a f d e l i n g M a a s . v a n h e t d i s t r i k t o o s t , dat gedurende d i t onderzoek i s o p g e s t e l d voor berekening van met veranderingen berekening dit andere te k r i j g e n omtrent het l e k d e b i e t . o n d e r z o e k kan enkele lek- en Sambeek o n d e r l i n g n o g a l Het zekerheid ge- a f n e m e n n a a r m a t e de a f v o e r g r o t e r w o r d t , j u i s t i s , verschillen Sambeek 23 gebleken op de over Zuidde de a f v o e r o v e r de s t u w t e Sambeek, en ook bruikbaar i s voor de s t u w t e B e l f e l d . programma z i e b i j l a g e k). (Voor een de dat afvoer- listing van - 17 - Appendix. 1. A a n v u l l e n d e l e k d e b i e t m e t i n g e n . I n de l a a g w a t e r p e r i o d e v a n a p r i l b i j Sambeek en B e l f e l d u i t g e v o e r d . De 2. - 20 m /s 27 - 35 m /s. Verder 2.1 2.2 De aantal lekdebietmetingen 3 3 onderzoek. Metingen met zijn gevonden l e k d e b i e t e n waren: Sambeek: 18 Belfeld: een t o t november 1976 t e r c o n t r o l e van het bovenstaande een z e k e r e r e g e l m a a t lekdebiet moeten worden u i t g e v o e r d . i n p a r . k genoemde f o u t e n b r o n n e n dienen nader b e k e k e n t e w o r d e n , e v e n a l s de r e d u c t i e f a c t o r t e komen t o t een u i t s p r a a k o v e r de h a a l b a r e f, teneinde nauwkeurig- h e i d v a n de a f v o e r b e p a l i n g b i j de s t u w e n B e l f e l d Sambeek. Een en a n d e r zullen en z a l moeten u i t m o n d e n i n een uitspraak o v e r de s t u w e n a l s m e e t s t u w e n , dan w e l aan moeten g e v e n op w e l k e w i j z e de a f v o e r e n b i j de s t u w e n h e t b e p a a l d k u n n e n w o r d e n , g e l e t op de v e r e i s t e 2.3 beste nauwkeurig- heid. Dit laatste i s d a a r b i j nog Een het i n d i t r a p p o r t beschreven h e r h a l i n g van een v r a a g op v o o r de s t u w e n L i n n e en Roermond l i j k t nuttig. zich. onderzoek - 18 - Tabel 2a. Gemiddelde v a n h e t l e k d e b i e t voor een b e p a a l d e afvoer-range, u i t g a a n d e v a n de b e r e k e n d e a f v o e r o v e r de s t u w t e B e l f e l d . a f v o e r - r a n g e van berekend ^ i n het b e t r e f lek f ende i n t e r v a l Q standaard a a n t a l metingen i n afwijking betreffende 8,38 0 - 50 41,65 50 - 100 40,71 10,51 16 100 - 150 31,62 9,44 11 150 - 200 37,00 11,22 28 200 - 250 46,74 14,57 20 250 - 350 21,69 14,17 10 550 - 450 34,16 13,10 15 Q : gemiddeld 3 m /s 3 m /s interval 42 l e k d e b i e t v o o r de b e t r e f f e n d e a f v o e r - r a n g e . Tabel 2b. Gemiddelde van h e t l e k d e b i e t voor een bepaalde uitgaande v a n de b e r e k e n d e a f v o e r o v e r de s t u w t e Sambeek. a f v o e r - r a n g e van ^ afvoer-range, berekend 3lek in het betref- f ende i n t e r v a l standaard a a n t a l metingen i n afwijking betreffende 11,48 3 m /s 12 0 - 50 25,37 50 - 100 27,62 13,31 20 100 - 150 28,86 8,01 13 150 - 200 21,40 6,71 9 200 - 250 19,48 14,77 11 250 - 350 15,68 11,13 9 350 - 450 14,48 5,45 8 3 m /s interval -19- 3. Tabel Geval 1 : bovenwaterstand 14,03 benedenwaterstand m » 11,03 m = 5 (aantal getrokken Geval 2 : bovenwaterstand 13,92 benedenwaterstand tn = Stoney-stand m m. Poiree-schotten)• m, S t o n e y - s t a n d 12,94 12,80 12,00 m m. 22 Geval 3 : bovenwaterstand 14,03 benedenwaterstand m, S t o n e y - s t a n d 11,04 12,80 m m. m = 0 ( a l l e niveaustanden i n meters boven N.A.P.). 1 A h = a f w i j k i n g i n de b o v e n w a t e r s t a n d 0 (m) 0,02 0,05 0,10 168,6 175,6 187,8 11,4 23,6 Geval 1 Q berekend A Q (m /s) 3 *% Q ( % ) 164,1 - 2,7 % 7,0 % 14,4% 512,5 521,8 533,9 558,8 Geval 2 Q berekend 3 AQ (m /s) &q i % ) - 9,3 21,4 46,2 1.8 % 4,2 % 9,0 % 77,0 8o,6 85,9 95,3 - 3,6 8,9 18,3 S6 11,5 23,8 Geval 3 Q berekend 3 A Q (m /s) A Q ( % ) .M/W/M/Mw,''* > o x: o Ol o o c > o E c Jd 0) o o rj _ E o o c Ol <U Ol TJ Ol o o — LO C _0) «_ a> si — O o l/l OK 0) vO> l_ 5 0. o tO T 01 0) a. J 7 S cn 0) c o L0 Cx > o oi c getek. S c h e m a t i s c h e t e k e n i n g var, de s t u w ( a a n z i c h t v a n b o v e n stroomse zijde) gecontr. JW project nr 75.0 30 figuur rijkswaterstaat grondcalq. nr din nr directie waterhuishouding en waterbeweging district zuidoost gezien (maastricht) kk 77109 m 1 getek. V o l k o m e n en o n v o l k o m e n overlaat gecontr. JW project nr 75.030 figuur 2 rijkswaterstaat directie waterhuishouding en waterbeweging district zuidoost (maastricht) grondcalq. nr d i n AA nr 77110 m gezien getek. S c h e m a t i s c h e v o o r s t e l h n g P o i r e e g e d e e l t e van de s t u w gecontr. JW p r o j e c t nr 7 5 0 30 figuur 3 rijkswaterstaat grondcalq. nr d i n AA nr directie waterhuishouding en waterbeweging district zuidoost (maastricht) 77111 m gezien 2.00 Rehbock 1,50 u c o 1,00 H, 0.50 0.00 0.00 getek4nd AS. 1,00 gecontr. gez. 2,00 3,00 Afvoerkoefficient c van de Stoney-schuiven van de stuwen Belfeld en Sambeek als funktie van de overstort hoog te (Hi - hcllrnodelproef) R.W.S. Dir. Limburg afd. studiedienst Maas project nr 75030 figuur I* A4 73 -54 J -i u T3 -XZ- Stoney- schuif De Ing e n i e u r RWS District Get. JC. Gew Gee Gez nir y / n t p r h n i ^ h o u d i n g en Waterbeweging Zuidctost a f d M a a s STDNEYrSCHUIVEN SAMBEEK pdojectjnr. 75.030 S c h u i f s t a n d ui tgezet tegen het gemeten verjschil j u s s e r w e r k e l i j k e ! S t o n e y - s t d n d en o p g e g e v e n S t o n e y - s t a n d figuur 7 JOT m r 6.50m
© Copyright 2024 ExpyDoc