Het schutten van schepen van schepen heeft tot gevolg dat water uit een hoger geleden gedeelte naar een lager gedeelte zal vloeien. Het maakt daarbij niet uit of er veel
of weinig schepen in de sluis liggen en het maakt ook niet uit of die
schepen geladen zijn of niet. Ook maakt het niet uit of men steeds
geladen schepen opschut en lege afschut of wat voor een combinaties men ook wil verzinnen.
De hoeveelheid water die per volledige* schutting 'verloren' gaat, is ALTIJD
gelijk. Alleen het aantal schepen en de hoeveelheid lading die per
schutting verplaatst wordt verschilt.
Om het voorgaande te kunnen bewijzen ga ik uit van een sterk vereenvoudigde situatie.
* een schutting is pas VOLLEDIG, wanneer men na het schutten van een
schip weer terugkeert naar de oorspronkelijke situatie! Dit omvat dus
zowel een keer opschutten, als een keer afschutten.
1. Links is een water op het lage niveau, rechts
een water op het hoge niveau. Het blok in het midden is de sluis. Van de
aansluitende wateren is slechts een heel kort deel getekend.
In de bovenste afbeelding staat de sluis op het hoge niveau; in de
onderste op het lage. Om de sluis van het hoge niveau naar het lage
niveau te krijgen, moet men '2 blokken water' van uit de sluiskolk in het lage deel weg laten
vloeien.
De hoeveelheid water die deze '2 blokken' representeren, komt
overeen met de oppervlakte van de sluiskolk binnen de gesloten deuren
vermenigvuldigd met het verval (het verschil tussen het lage en het hoge
waterpeil).
Het wegvloeien van het water uit de sluis maakt dat er in het
lage gedeelte meer water komt. In de werkelijkheid heeft dat echter
nauwelijks of geen effect op het waterniveau in dat deel. Het bijgekomen
water zal zich immers (meestal) over een groot gebied kunnen verspreiden. (Verdere uitleg hierover.)
2. Een schip dat in het kanaal aanwezig is en
zich daarin verplaatst, heeft geen invloed op de waterstand, noch op de
hoeveelheid water in dat deel van het kanaal. Het aantal blokken blijft immers gelijk.
Nauwkeurig bekeken is dat laatste niet helemaal waar. De
hoeveelheid water die door het schip verplaatst wordt, lijkt, als het
schip in de sluis en niet meer in het kanaal ligt, in het kanaal er bij
gekomen te zijn. Het schip is echter eens in het kanaal gekomen en nu
het er weer uitgaat keert de oude situatie eigenlijk terug. Het is op dit moment voor ons verhaal ook niet van groot belang.
3. Om het schip van het lage niveau op het hoge
niveau te brengen moeten '2 blokken water' van uit het hoge kanaal in de
sluis gelaten worden. Het hoge kanaal is dat dus kwijt.
Door de totale omvang van het hoge pand heeft dit verlies echter
nauwelijks of geen invloed op het waterniveau in het pand. De situatie
is vergelijkbaar met het verschijnsel wanneer men water in het lage pand
toelaat.
Bekijkt men de plaatjes hierboven goed dan kan men duidelijk zien dat
het niet uit maakt hoe groot het schip is, of er maar eentje of een
aantal zijn, of het diep geladen is of niet, en zelfs of er een
scheepje in de sluis is of niet; er moeten ALTIJD '2 blokken water' bij om van het
lage naar het hoge niveau te komen.
4. Na het openen van de sluis kan het schip
uitvaren. Dit heeft verder geen invloed op het water in het hoge kanaal
pand. Het aantal blokken in het hoge kanaal blijft gelijk.
Net zoals bij punt 2 is dit ook nu niet helemaal waar. Daar waar
het schip zit, zit geen water meer. Het is met de rest van het kanaal
vergeleken echter een verwaarloosbare hoeveelheid, bovendien zal, als
het schip dit kanaalpand verlaat, de oorspronkelijke situatie weer
optreden.
5. De onderste tekening hierboven toont het plaatje waarmee dit verhaal begon (1).
Komt er nu weer een schip vanuit het lage kanaalpand om te schutten, dan
moet men de '2 blokken water' die zo juist uit het hoge kanaal in de
sluis gevloeid zijn, weg laten stromen in het lage kanaalpand.
Een VOLLEDIGE schutting kost dus, ongeacht wat er in de sluis ligt,
altijd '2 blokken water'.
Nogmaals voor alle duidelijkheid: de hoeveelheid water die deze '2 blokken' representeren, komt
overeen met de oppervlakte van de sluiskolk binnen de gesloten deuren
vermenigvuldigd met het verval (het verschil tussen het lage en het hoge
waterpeil).
Meer over schutverliezen en waterbesparende maatregelen bij het schutten; zie hier.
Sommige mensen hebben misschien moeite met zich voor te stellen wat er gebeurt als er een klein scheepje wilt schutten
of als men af wilt schutten. Voor hen dan nog eens het verhaaltje met een klein scheepje dat af wilt schutten.
6. Als er een
scheepje door het bovenpand tot in de sluis vaart, verandert er in de
bestaande waterniveau's niets.
7. Bij het afschutten moet men weer 'twee blokken water' weg laten lopen om het scheepje op het onderste niveau te krijgen.
8. Na het afschutten kan het scheepje zijn weg
over het lage kanaalpand vervolgen. Hierbij verandert er niets aan de
heersende waterniveau's.
9. Om de sluis van het lage niveau weer terug
naar de beginsituatie (6) te krijgen zal men '2 blokken water' vanuit
het bovenband in de sluis moeten laten lopen.
Ook bij deze volledige schutting zijn er 2 blokken water uit het
bovenpand verdwenen en zijn er twee blokken water naar het beneden pand
weggevloeid.
Een VOLLEDIGE schutting kost dus ,ongeacht wat er in de sluis ligt,
EN ONGEACHT MEN EEN SCHIP OP- OF AFSCHUT, altijd '2 blokken water'.
Nogmaals voor alle duidelijkheid: de hoeveelheid water die deze '2 blokken' representeren, komt
overeen met de oppervlakte van de sluiskolk binnen de gesloten deuren
vermenigvuldigd met het verval (het verschil tussen het lage en het hoge
waterpeil).
SchutverliezeN en WATERBESPARInG
Alhoewel ik eerder stel dat de hoeveelheid water, die vanuit het
bovenste pand naar het lagere pand verplaatst wordt, nauwelijks of geen
invloed heeft op het waterpeil, hoort men toch met zekere regelmaat dat
er in periodes met langdurige droogte bij de sluizen waterbesparende
maatregelen genomen moeten worden. Hoe zit dat nou?
Met een mij bekende situatie als uitgangspunt kom ik tot het volgende voorbeeld.
Ik ga hierbij gemakshalve uit van een sluisje van 30 bij 5 meter en een niveauverschil van 1,5 meter.
Een kleine sluis in een klein kanaal verliest per volledige schutting
bijvoorbeeld zo rond de 225 m³. De aansluitende kanaalpanden zijn
gemiddeld 22 meter breed. Bij een afstand van 4 km tot de volgende
sluizen geeft dat dus 88.000 m². De 225 m³ verdeeld over die 88.000 m²
geeft een stijging of daling van het waterniveau met circa 2,5 mm.
Tegenover het verval in de sluis van ca. 1,5 meter is dat, in mijn ogen, verwaarloosbaar (1/6 %).
Wanneer deze sluis per dag 9 volledige schuttingen afwerkt, wordt dat
echter 9 x 0,25 = 2,25 cm. en dat is iets om rekening mee te houden,
want na een paar dagen begint dat echt te tellen.
In het meest ongunstige geval schut men maar 1 scheepje per volledige
schutting. Alleen al door niet leeg om te schutten kan men het aantal volledige
schuttingen halveren.
Door te wachten tot men twee of meer schepen per
schutting heeft, kan het aantal schuttingen nog verder beperkt worden.
De wachttijden voor de scheepvaart worden daardoor wel langer en
langer.......
Nu gaat het in de meeste gevallen niet zo zeer om die paar centimeter
kanaaldiepte. Kanalen hebben meestal ook een functie bij de
waterhuishouding van het omringende land en kennen ook de nodige
verbruikers. Sommige kanalen worden daarom met gemalen op peil gehouden.
Deze pompen moeten dus niet alleen de schutverliezen, maar ook het natuurlijk verlies (verdamping door gewassen)
de lekkage van het kanaal (het kanaalpeil ligt veelal hoger dan het grondwaterpeil) en het kunstmatig verbruik (besproeien van gewassen) compenseren.
De schutverliezen vormen daarbij misschien slechts een bescheiden aandeel, maar alle beetjes helpen.
Vandaar dat men, in periodes waarin de regen de verliezen niet
compenseert, de schutverliezen zo veel mogelijk tracht te beperken.
Met grotere sluizen en grotere kanalen is natuurlijk iets soortgelijks
aan de hand, maar in Nederland liggen de meeste grote kanalen gelukkig
in een gebied met voldoende natuurlijke compensatie.
Behalve door het aantal schuttingen te beperken, zijn de verliezen ook
te beperken door sluizen op een bepaalde manier te construeren. Maar dat
is een ander hoofdstuk.
Goed onderbouwde op- en aanmerkingen zijn welkom. Contact.
