Wat onderzoekt het WL?
Waterkeringen
Het Waterbouwkundig Laboratorium is gespecialiseerd in beleidsondersteunend advies en het (voor)ontwerp, de monitoring en de toetsing van waterkeringsstructuren. Wij beschikken over specifieke expertise in oevers, keermuren, rivier- en zeedijken en voeren onderzoek uit naar bresgevoeligheid, faalkansen, faalmechanismen en bresgroei. Voor kustbeschermingsstructuren, o.a. zeedijken en duinen, strandhoofden, havendammen en stormmuren onderzoeken we de interactie met golven, stromingen en sedimentbewegingen. Dit doen we door gebruik te maken van in situ metingen, schaalmodelproeven en geavanceerde numerieke modellen voor golf- en stromingsbelastingen die ons inzicht geven in getij, golfklap, golfoploop en golfovertopping.
Daarnaast voeren we de dimensionering uit van de bekleding van rivierdijken, zeedijken, overloopdijken en ringdijken voor gecontroleerde overstromingsgebieden. Eerst analyseren of meten we de erosieve werking van hydraulische belastingen die optreden op de dijken en nadien bepalen we de noodzaak, het type dijkbekleding en de afmetingen.
Schutsluizen
Ontwerp van het nivelleersysteem
Het Waterbouwkundig Laboratorium is gespecialiseerd in studies voor nivelleersystemen van schutsluizen. Via een desktopontwerp schatten we de benodigde doorstroomsectie van het nivelleersysteem in. Daarna tekenen we de geometrie uit en gaan we na of er sprake is van luchtaanzuiging of cavitatie.
Met behulp van diverse gespecialiseerde softwarepakketten (o.a. ons eigen ontwikkelde programma vul_sluis,) simuleren we het vullen en ledigen van de volledige sluiskolk en brengen we de krachten in kaart die optreden op schepen in de sluiskolk. Hiervoor kunnen we ook een schaalmodel van de sluiskolk bouwen of de stroming in de sluiskolk simuleren met CFD-modellering. Zo kan ook het lokale stromingspatroon van specifieke delen van het nivelleersysteem nagebootst en onderzocht worden.
In bestaande of nieuwe schutsluizen voeren we ook terreinmetingen uit om het comfort van de schepen tijdens het vullen of ledigen van de sluiskolk te verhogen en de werking van het sluissysteem te optimaliseren. Zo meten we:
- de variatie in de tijd van de stijgsnelheid van het waterpeil;
- de helling van de waterspiegel in de sluiskolk;
- de openingssnelheid van kleppen of schuiven;
- eventuele hydraulische verliezen van het nivelleersysteem van de sluiskolk;
- golven in de voorhavens of kanaalpanden ten gevolge van het schutten
Ontwerp van de bodembescherming
Voor schutsluizen nemen we ook het ontwerp van de bodembescherming voor onze rekening die in de voorhavens van de sluis of naast de kaaimuren aangebracht moet worden. Hiervoor bepalen we eerst de hydraulische belastingen op de bodem via een desktopstudie of numerieke modellering. Op basis van dit resultaat stellen we het vereiste type bodembescherming voor, inclusief de afmetingen. Ook de hydraulische krachten op sluisdeuren (bv. door golven) kunnen wij bepalen.
Vispassages
Om knelpunten voor vismigratie op te lossen, doet het Waterbouwkundig Laboratorium onderzoek naar het hydraulisch ontwerp van vispassages. Dat gebeurt vaak in nauwe samenwerking met het Instituut voor Natuur- en Bosonderzoek (INBO) dat een adviesfunctie vervult inzake ecologische aspecten en criteria. Via desktopstudies bepalen we het meest aangewezen vispassagetype (bv. V-vormige bekkentrappen of verticale slotpassages) en de beste ruimtelijke en hydraulische inpassing. In geval van complexere ontwerp- of onderzoeksvragen - bv. de realisatie van een optimale lokstroom of de inpassing in meer complexe ruimtelijke en/of hydraulische situaties - voeren we studies uit met schaalmodellen en numerieke modellen (bv. CFD-modellering).
Het Waterbouwkundig Laboratorium staat niet alleen in voor advies en onderzoek over het ontwerp van nieuwe vispassages, maar evalueert ook de hydraulische werking van bestaande vispassages. Hiervoor voeren we terreinmetingen uit van bv. waterstanden, debieten, stroomsnelheden en stroompatronen.
Overige waterbouwkundige constructies
Het Waterbouwkundig Laboratorium is gespecialiseerd in studies over allerlei watervoerende constructies, zoals in- en uitwateringsconstructies, afvoerduikers, stuwen, spuiconstructies, de toevoer en afvoer naar pompgemalen en turbines, enz.
We maken gebruik van desktopstudies om de benodigde doorstroomsectie te bepalen, de hydraulische verliezen in te schatten, de woelkom te ontwerpen en de luchtaanzuiging aan de inlaat van de constructie te controleren.
Om het debiet, de stroomsnelheid en de druk in de leidingen te simuleren, zetten we gespecialiseerde softwarepakketten in. Aan de hand van een schaalmodelstudie of via CFD-modellering kunnen we meer in detail het ontwerp van de woelkom of het stromingspatroon (naar of uit deze constructies) bepalen, net zoals het hydraulisch verlies van de constructies.
De stroomsnelheden op de bodem bepalen we met behulp van numerieke modellen of schaalmodellen om de noodzaak, het type en de afmetingen van de bodembescherming naast de constructies te bepalen.
Daarnaast voeren we terreinmetingen uit om meer inzicht te verwerven in de hydraulische werking van deze constructies. We bepalen het debiet door de constructies en het waterpeil opwaarts en afwaarts van de constructies. Ook de stroomsnelheid naar of uit de constructie is meetbaar, net zoals de stand van schuiven of kleppen.
Projecten
Nivelleersysteem nieuwe middendeuren Sluis Zemst
De sluis te Zemst, gelegen op het zeekanaal Brussel Antwerpen, beschikt over een set middendeuren waardoor schepen met een halve kolk verschut kunnen worden. Het schutten van schepen met een halve kolk is belangrijk voor het beperken van het waterverlies bij schutten.
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.
Hydraulische revisie gecombineerde in- en uitwateringscontructie GOG/GGG gebieden
In kader van het Sigmaplan worden gecontroleerde overstromingsgebieden (GOG’s) ingericht langsheen de Schelde en haar getijderivieren. Een aantal van deze GOG gebieden krijgt een Gereduceerd GetijGebied (GGG) functie.
Ontwerp bodembescherming voor stuwsluiscomplexen
In het verleden werd de dimensionering uitgevoerd van de bodembescherming voor de stuwsluiscomplexen te Aalst, Denderbelle, Sint-Baafs-Vijve en Geraarsbergen.
Ontwerp dijkbekleding voor gecontroleerde overstromingsgebieden
In het verleden werden voor de gecontroleerde overstromingsgebieden te Vlassenbroek, Tien Vierendelen te Heindonk en de Schelland- en Oudbroekpolder te Bornem de dijkbekleding van de eventuele overloopdijk, de rivierdijk en de ringdijk ontworpen.
Hydraulisch ontwerp nivelleersysteem voor de vernieuwde Royerssluis
De Royerssluis verbindt de Schelde met het havengebied van de haven van Antwerpen op Rechteroever. De bestaande Royerssluis heeft een breedte van 22 m en een lengte van 180 m.