ir.W.StevelinkRijkswaterstaat, directie Sluizen en Stuwen,UtrechtSluizencomplex in dePhilipsdam:de KrammersluizenLezing Betondag 1980, gehouden te Utrecht op 20 november iI.De compartimenteringswerken in deOosterscheldeDe compartimenteringswerken in de Ooster-schelde staan letterlijk en figuurlijk in deschaduw van de Stormvloedkering Ooster-schelde. Het Is goed deze werken eens in devolle zon te zetten, want ze zijn ? hoewel vanvolkomen andere aard ? minstens even inte-ressant.De aanleg van de compartimenteringswerkenberust op de volgende besluitvorming.Uitgangspunt voor het Oosterscheldebekkenvormtdeinl 957 vastgestelde Deltawet, die totdoel had de veiligheid van zuid-west Neder-land te vergroten doorvolledige afsluiting vande zeearmen (fig. 1). Hierdoor zou een zoetbekken ontstaan.In dit kader is een groot aantal bekende afslui-tingswerken gerealiseerd, totdat in 1967 hefti-ge discussies ontstonden over de afsluitingvan de laatste zeearm, de Oosterschelde.Deze discussies resulteerden in 1973 in deinstallatie van de commissie Klaasesz, die alsopdracht kreeg een antwoord te geven op dekernvraag: dient het milieu te prevaleren-duseen open Oosterschelde, of de veiligheid ?dus een gesloten Oosterschelde. Als goedecommissie werd het noch het ??n noch hetander, doch een tussenoplossing.Deze tussenoplossing hield in geen afsluitingvan de Oosterschelde, maar een handhavingvan nagenoeg het huidige getij en toch degewenste veiligheid. Zoals bekend wordt ditverkregen door de bouw van de stormvloed-kering aan de mond van de Oosterschelde. Innormale omstandigheden is de kering ge-opend, zodat het getij nagenoeg ongewijzigdop de Oosterschelde zijn invloed kan doengelden en dus het milieu gehandhaafd blijft.Onder stormomstandigheden wordt de ke-ring tijdelijk gesloten waarmee de veiligheid isgewaarborgd.Een consequentie van deze oplossing bete-kende de noodzaak om het Oosterschelde-bekken te verdelen in een westelijk en ooste-lijk compartiment (fig. 2). Een westelijk deelwaar het zoute getij gehandhaafd blijft en eenoostelijk zoet randmeer het zgn. Zoommeer.Een drietal redenen hebben tot deze compar-timentering geleid.1. Door dit zoete Zoommeer wordt enerzijdsde verzilting van met name West-Brabanttegengegaan en wordt de waterhuishoudingverbeterd, terwijl anderzijds de zoetlast op hetzoute westelijke bekken, die ontstaat doorlozingen van Brabant en de Volkeraksluizen,drastisch wordt verminderd.2. In het met Belgi? gesloten tractaat betref-fende de Schelde-Rijnverbinding is vastge-legd dat deze verbinding vrij van getij zal zijn.Door de zojuist gememoreerde gewijzigde af-sluitingsplannen werd een scheidingsdamtussen het open Oosterscheldebekken en deSchelde-Rijnverbinding noodzakelijk.3. Wil men op het Oosterscheldebekken nade realisering van de stormvloedkering eennagenoeg ongewijzigd getij handhaven enhet doorstroomprofiel van de stormvloedke-ring toch zo klein mogelijk-en dus betaalbaar? houden, dan betekent dit dat men het bek-ken dient te verkleinen.Het geringere debiet door de verkleinde ope-ning in de Oosterscheldemond geeft op hetverkleinde bekken dan toch de gewenstegetij-amplitude.De commissie Klaasesz gaf 34 mogelijkhedenaan om deze compartimentering te realise-ren. Ik bespaar u de overwegingen die ertoehebben geleid, dat het zgn. C-3 model (fig. 2) isgekozen.Dit model houdt in:? In de zuid-oosthoek de aanleg van de Oes-terdam van Tholen naar Zuid-Beveland meteen daarbij behorend lozingskanaal inclusiefeen spuisluis tussen Zoommeer en Wester-schelde. De Oesterdam dient dus als schei-ding tussen het Oosterscheldebekken en deSchelde-Rijnverbinding; het lozingskanaaldient ter beheersing van het waterpeil en dewaterkwaliteit van het Zoommeer.Cement XXXIII (1981) nr.1 113Scheepvaartvervoersstromen door deZeeuwse wateren? Vervolgens naar het noorden gaande dereeds gerealiseerde Krabbendam tussen Tho-lenen St. Philipsland.? In de noord-oosthoek de aanleg van dePhilipsdam tussen St. Philipsland en de Gre-velingendam.? Als sluitstuk een aanpassing van het kanaaldoor Zuid-Beveland met bijbehorende aan legvan een nieuw duwvaartsluizencomplex.? Vermeldenswaard is nog dat het Grevelin-genbekken stagnant zout ?f stagnant zoet zalworden. Een beslissing over de keuze tussenzout en zoet is nog niet gemaakt.De scheepvaartvervoersstromen zijn weerge-geven in figuur 3. Daarin is de prognose aan-gegeven van de hoeveelheid vracht in miljoe-nen tonnen per jaar, die naar verwachting in1985 in de Zeeuwse wateren zal plaatsheb-ben. In beide compartimenteringsdammenmoeten dus passage-mogelijkheden voordescheepvaart worden gemaakt.In de Oesterdam zal dit een kleine sluis wor-den, de Bergschediepsluis, met nuttige afme-tingen van 10 ? 90 m volgens het liftsluissys-teem.In de Philipsdam komt een groot sluizencom-plex ? De Krammerslu izen ? in de doorgaanderoute Volkeraksluizen-Krammersluizen-ka-naal door Zuid-Beveland-Terneuzen.Scheiding zout en zoet waterAls 'rodedraad' in het voorgaande is de schei-dingslijn tussen zout water en zoet water teherkennen. Een sluizencomplex betekent eendoorbreking van die scheidingslijn. Het is duszaak om deze scheiding zo goed mogelijk tehandhaven wat in min- of meerdere mate ge-beurt door de sluizen uit te rusten met eenzout-zoet scheidingssysteem.Hiervoor bestaan verschillende mogelijkhe-den die in de loop der jaren een bepaaldeontwikkeling hebben doorgemaakt, die isweergegeven in figuur 4.Al Ie toegepaste systemen berusten op het ver-schil in soortelijk gewichttussen zouten zoetwater. Om een re?le vergelijking te krijgen is-waar mogelijk ? uitgegaan van 5% zoutver-Cement XXXIII (1981) nr. 14Verschillende zoet-zout scheidingssystemenlies, oftewel 5% van de zoutwaterinhoud vande kolk gaat verloren naar het zoete water.Daarbij behoort een zeker zoetwaterverlies,eveneens uitgedrukt in procenten van de zoe-te kolkinhoud. Een geringer zoetwaterverliesis mogelijk ten koste van meerzoutwaterver-lies.Als eerste werd toegepast het systeem metluchtbellenschermen, waarbij op de bodemvan de sluishoofden geperforeerde leidingenwerden aangebracht waardoor lucht wordtgepompt. Er ontstaan dwars op de sluisasluchtbellenschermen, die een zeer beperktescheiding geven. De effectiviteit hangt volle-dig af van het opereren met de sluis. Laat mende sluisdeuren te lang openstaan, dan is heteffect vrijwel nihil.Een volgende stap naar een betere scheidingis gezet bij de zeesluis Terneuzen. Hierbij isaan de zoetwaterzijde van de sluis buiten het5aDwarsdoorsnede schutkolk duwvaartsluishoofd de bodem verdiept. In dit verdiepte deelverzamelt zich het zwaardere zoute water, datvia langsriolen teruggevoerd wordt naar hetzoute buitenwater. De in figuur4 aangegevenbandbreedte hangt samen met het getij op deWesterschelde.Het systeem dat is toegepast bij de Kreekrak-sluizen geeft een zeer aanzienlijke verbete-ring van de scheiding. De Krammersluizen(duwvaart) worden volgens hetzelfde princi-pe gebouwd, waarbij het systeem nog verderis vervolmaakt.Bij de pompsluis ? die gebouwd wordt bij dejachtensluizen in de Philipsdam ? wordt dekolkinhoud bij het omzetten van de kolkteruggepompt naar de zoute zijde. Deze ver-betering is evenals het volgende systeem al-leen toepasbaar bij kleine sluizen gezien dehoge kosten en de lange tijd die nodig is voorhet direct terugpompen.De liftsluis ? zoals toegepast voor de Berg-schediepsluis in de Oesterdam-betekent eenverdergaande optimalisatie in zout-zoet-scheiding alsmede in ingewikkeldheid. Descheiding wordt verkregen door in de zoetekolk een bak op en neer te bewegen gevuldmet zout water (zie Cement 1979 nr. 11, blz.504-505).12Scheidingssysteem van de Krammersluizenvoor de duwvaartIn figuur 5 is zesmaal ? genummerd 1 tot enmet 6 ? de langsdoorsnede van de kolk gete-kend. Links een hoge zoutwaterstand op deOosterschelde, rechts een nagenoeg con-stante zoetwaterstand op het Zoommeer.Van hoog zout naar zoetSchuttend van Oosterschelde naar Zoom-meer vaart bij fase 1 een schip de kolk binnen.De deur wordt gesloten en het zoute water inde kolk wordt ? bij fase 2 ? afgevoerd naar eenbekken, waar de waterstand kunstmatig opeen laag niveau wordt gehouden.In de dwarsdoorsnede van de kolk van figuur5a is te zien dat de vloer van de kolk eendubbele bodem bezit. Door de bovenste ge-perforeerde vloer heen wordt het zoute watervia de ruimte tussen de beide vloeren doormiddel van riolen naar het genoemde bekkenafgevoerd. In de dwarsdoorsnede is verder tezien dat in de wanden van de kolk openingenzijn aangebracht. Aan de buitenzijde van dekolk bevindt zich het zoete Zoommeerwater.Indien het zoute water in de kolk gedaald is totongeveer de hoogte van deze openingen (fase3) worden de schuiven voor de wandopenin-gen geopend en stroomt ? onder natuurlijkCement XXXIII (1981) nr. 1verval ? het zoete water de kolk binnen op hetdalende zoute water (fase 4).De afvoer van het zoute water en het toestro-men van het zoete water blijft doorgaan totdatin fase 5 het scheidingsvlak tussen zout enzoet de geperforeerde vloer heeft bereikt.Daarna worden de wandschuiven gesloten ende afvoer naar het bekken gestopt. De kolk isnu helemaal zoet zodat de deur in fase 6 kanworden geopend en het schip kan uitvaren.Van zoet naar hoog zoutTerugschuttend (fig. 6) is het systeem met eni-ge variatie precies hetzelfde. Ook hier wordtuitgegaan van hoogwater op de Oosterschel-de. Nadat het schip is binnengevaren en dedeur gesloten, wordt door de geperforeerdevloer zout water toegelaten. Nu echter uit eenander bekken met een kunstmatig hoog ge-houden waterstand. Het zoete water in de kolkwordt door het zoute water opgedrukt enstroomt via de wandopeningen terug naar hetZoommeer. Als het grensvlak bij fase 3 dewandopeningen heeft bereikt, worden zij ge-sloten. De aanvoer uit het hoge bekken wordtgestopt en de kolk wordt verder bij de fases 4en 5 met zout water gevuld vanuit de Ooster-schelde via het Slaak. Als gelijk water is be-reikt bij fase 6 kan de deur worden geopend enhet schip uit de nu zoute kolk uitvaren.13Van laag zout naar zoetIn geval van laag water op de Oosterschelde(fig. 7), dus een lagere waterstand dan op hetZoommeer en schuttend van zout naar zoet,wordt de kolk eerst verder gevuld met zoutwater uit het hoge bekken totdat in de kolk dewaterhoogte van het Zoommeer is bereikt (datis dus ongeveer de hoogte van de wandope-ningen).De aanvoer van zout water wordt afgeslotenen de wandschuiven worden geopend. Dekolk is dus nog steeds gevuld met zout water.De afvoer naar het lage bekken wordt nugeopend en het zoute water wordt afgevoerdonder gelijktijdig vullen met zoet water. Heefthet g rensvlak weer de geperforeerde vloer be-reikt en is de kolk dus zoet, dan wordt deafvoer gesloten en kan het schip uitvaren.Tot slot van zoet naar laag zout (fig. 8)De kolk wordt door de vloer gevuld met zoutwater uit het hoge bekken, onder afvoer vanzoet water door de wandopeningen naar hetZoommeer. Is de Zoommeerstand bereikt, danworden de wandschuiven gesloten en is dekolk geheel zout. Daarna kan via het Slaak hetzoute water weer worden afgevoerd naar deOosterschelde totdat de lage waterstand isbereikt.Al met ai een simpel spelletje.9Overzichtsluizencomplex (gezien vanuitzuid-westhoek)10Langsdoorsneden duwvaartsluis enjachtensluisHet sluizencomplexFiguur 9 geeft een overzicht van het sluizen-complex. Thans zijn in aanbouw de twee duw-vaartsluizen, elk met nuttige afmetingen van24 ? 280 meter (fig. 10).Aan de noordzijde is de mogelijkheid openge-laten om in de toekomst een derde duwvaart-sluis te bouwen.Ten noorden daarvan komt een dubbelejachtensluis (fig. 10 en 11) zodat beroepsvaarten recreatievaart gescheiden geschut kunnenworden. Dit komt zowel de capaciteit als deveiligheid ten goede.Beide jachtensluizen hebben nuttige afmetin-gen van 9 ? 75 m. Hoewel beide jachtenslui-zen thans worden gebouwd, zal er slechts ??nvolledig worden ingericht. De andere sluiswordt pas bedrijfsklaar gemaakt wanneer hetaanbod van de recreatievaart daartoe aanlei-ding geeft. Naar verwachting zal dit op betrek-kelijk korte termijn zijn.11Dwarsdoorsnede jachtensluisCement XXXIII (1981) nr. 1 1412Uitvoering van de riolenfoto's: Rijkswaterstaat, Bureau Reprografie,'s-Gravenhage13Gemaal in aanbouwHet principe van de zout-zoetscheiding vandeze jachtensluizen is eigenlijk hetzelfde alsbij de duwvaartsluizen met dit verschil, dat hetzoute water niet via hoge en lage bekkensstroomt, maar door middel van een gemaaldat het Oosterscheldewater via de dubbelevloer rechtstreeks in- of uitpompt. Dit is mo-gelijk door de veel kleinere kolkinhoud. Bij deduwvaartsluizen zou dit of te lang duren ofeen veel te groot gemaal vereisen.De aan- en afvoer van het zoete water ge-schiedt ook door de wanden, maar dan aan??n zijde in plaats van aan beide zijden (fig.11). Het totale complex wordt overbrugd dooreen enkelbaans autoweg met parallelweg.Aan de zuidzijde van de duwvaartsluizen ligthet riolenstelsel ? ook wel pierepot genoemd? dat de ruimte tussen de dubbele bodem vande sluizen verbindt met het lage bekken, hetSlaak en het hoge bekken. Foto 12 geeft eenindruk van de bouw van deze riolen.Geheel aan de zuidkant is het gemaal gesi-tueerd dat het water uit het lage bekken naarhet hoge bekken of het Slaak kan pompen omzodoende de waterstand op zowel het lage alshet hoge bekken op peil te houden.Aan de bekisting van de slakkenhuizen voorde pompen zoals te zien op foto 13, blijkt dater in het gemaal 4 pompen worden opgesteld.Drie daarvan zullen nu worden ge?nstalleerd,terwijl de vierde pas nodig is wanneer er eenderde duwvaartsluis komt.Ter ondersteuning van de in figuur 14 gete-kende loop van de riolen, het volgende: vanelke riolenbundel zijn de middelste twee rio-len bestemd voor de toekomstige derde sluis,het riool links en rechts daarvan voor de twee-de sluis en de twee buitenste riolen voor deeerste sluis.14RiolencomplexCement XXXIII (1981) nr.11575Vloerbalkenfoto: Bart Hofmeester, RotterdamNog enkele gegevens, die de afmetingen vandit werk illustreren:het totale sluizencomplex is ca. 200 ha groot.Het hoge en lage bekken beslaan een opper-vlakte van resp. 45 en 41 ha, terwijl het gemaal? als alle 4 pompen zijn ge?nstalleerd ? eencapaciteit heeft van 40 m3/sec.Aan beton wordt 370 000 m3verwerkt, aanwapeningsstaal 27 000 ton, aan constructie-staal 7000 ton, aan damwand 3500 ton; hetgrondverzet omvat 1400 000 m3. Kosten: 500 miljoen.Het geheel wordt uitgevoerd door de combi-natie 'De Krammer', waarin participeren Bre-dero uit Utrecht, Nederhorst Gouda en v/hVoormolen uit Rotterdam.Tot slot een enkel detail.De bovenste vloer van de duwvaartsluizen(fig. 15) is samengesteld uit voorgespannenbetonbalken met een en omgekeerde T-vorm. Aan de onderzijde van de flensen zijnin langsrichting rillen gemaakt met openin-gen tussen de rillen. Bij het om en om plaat-sen van de balken ontstaat de vloer, waarbijdeze openingen de verbinding vormen tus-sen de dubbele bodem en de kolk. Door dezevorm onstaat een zo gelijkmatig mogelijkstroombeeld waardoor zo min mogelijk men-ging in het zout-zoet grensvlak ontstaat.Cement XXXIII (1981) nr. 1 16