NL8300990A - Werkwijze voor het verwijderen van slib of modder van de bodem van een watergebied. - Google Patents

Description

-1- .....·~. . j NO 31724

Werkwijze voor het verwijderen van slib of modder van de bodem van een watergebied.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het verwijde·*· ‘ 5 ren van slib, dat zich heeft afgezet op de bodem van een watergebied, waarin de stroming, zo aanwezig, althans tijdelijk zo gering of afwezig is, dat in het water aanwezige vaste deeltjes zich kunnen afzetten in de vorm van een laag, die gedurende perioden van stroming in wezen behouden blijft, welke sliblaag wordt verwijderd door deze te desintegreren onder 10 gebruikmaking van waterstralen.

Het gaat hierbij in het bijzonder om watergebieden, zoals een haven, een bekken, een meer, waarin door een daarin uitmondende, erlangs of erdoorheen stromende waterstroming vaste deeltjes worden toegevoerd, die de meer rustigere delen van het betreffende watergebied de kans 15 krijgen zich op de bodem af te zetten en daar op den duur een dikke laag van slib of modder vormen, die bij tijdelijk optredende stromingsbewe*· gingen niet meer wordt verstoord. Onder een dergelijk watergebied valt ook een gebied dat onder invloed staat van getijdestromingen, waarbij tijdens de binnenkomende vloedstroming de deeltjes worden binnenge*· 20 bracht, welke deeltjes dan tijdens de teruggaande ebstroming niet meer alle terug worden gevoerd, zodat afzetting plaatsvindt.

De hiervoor genoemde werkwijze is bekend in verschillende uitvoe*· ringsvormen. Zo is uit het Duitse Offenlegungsschrift 16 34 017 bekend te werken met een op de bodem neerlaatbare buis met spuitmonden, welke 25 buis is voorzien van een glijschoen alsmede van een schraapblad, welk schraapblad dient om van de modderlaag of sliblaag een schil af te schaven die dan op het blad met behulp van de op het blad gerichte waterstralen fijn wordt verdeeld. Men beoogt daarmee een zodanig fijne verdeling, dat de slib weer in zijn oorspronkelijke toestand komt, dat 30 wil zeggen de toestand waarbij de slibdeeltjes in het water een zeer \ kleine dichtheid vertegenwoordigen. Men verwacht bij deze bekende werk*· wijze dan dat de op deze wijze fijn verdeelde slib zal verdwijnen door deze aan de ter plaatse aanwezige of optredende stroming over te laten.

Deze bekende werkwijze eist zeer veel water, terwijl het effekt twijfel*· 35 achtig is. Volgens deze bekende werkwijze is het uiteraard mogelijk slibafzettingen op te ruimen in stromend water. Deze publikatie verwijst ook naar een havenbekken. De daarin optredende stroming kan de naar bin* nen en naar buiten gaande stroming zijn voortvloeiende uit de getijden.

Uit het Britse octrooischrift 595.291 is het bekend voor het ver*· 40 wijderen van slibaf zettingen spuitmonden naar beneden te laten en door 8300990 -2- de sliblaag te bewegen, uit welke spuitmonden waterstralen en druklucht treedt. De luchtbellen moeten de losgemaakte slibdeeltjes naar het oppervlak voeren waar het eveneens aan de normale stroming wordt overge·*· laten. Ook deze publikatie refereert terloops aan een havengebied, maar 5 ook hiervoor geldt, dat de uit dit Britse octrooischrift bekende werk?· wijze alleen kan funktioneren wanneer in dit havengebied een stroming optreedt, zoals een getijdestroming.

Uit het Amerikaanse octrooischrift 3.412.862 is het bekend de bodem te bewerken met waterstralen, die zowel de slib alsook de daaronder ge? 10 legen zandlaag doen opwervelen en waarbij met behulp van een schot de zanddeeltjes van de slibdeeltjes worden gescheiden, terwijl de losge? maakte slibdeeltjes onmiddellijk worden afgezogen. Deze bekende werk?· wijze vergt een gekompliceerde installatie die duur is.

Het probleem van slibafzettingen in watergebieden, waarin de stro? 15 ming zo gering is respektievelijk ontbreekt, dat afzettingen kunnen plaatsvinden is een zeer oud probleem. In vele havens moet het voort? durend worden bestreden teneinde voldoende vaardiepte te behouden.

In de praktijk past men de werkwijzen uit de hiervoor genoemde publikaties niet toe, doch maakt men gebruik van emmer baggermolens of 20 hopperzuigers. Dergelijke schepen, in het bijzonder hopperzuigers, zijn duur, want zij zijn eigenlijk ontworpen voor het baggeren van zand, grind of klei. Er bestaan voor dit doel ook speciaal ontworpen schepen, dat wil zeggen schepen voor het opzuigen van modder en het opslaan van de modder in het ruim. Deze modder moet dan weer elders worden gelost, 25 hetgeen, in het bijzonder door het hoge watergehalte van de modder een onrendabel en daarmee kostbaar bedrijf is.

Meestal ziet men dan ook dat emmerbaggermolens worden toegepast en soms een grijperkraan. In beide gevallen is de produktiekapaciteit laag en zijn de kosten dus eveneens hoog.

30 De behoefte aan een goedkope werkwijze moet dus al wel zeer oud zijn.

De uitvinding beoogt nu een werkwijze te verschaffen, waarmee het op zeer eenvoudige en dus goedkope wijze mogelijk is slibaf zettingen ge? heel of grotendeels te verwijderen.

35 Dit doel wordt overeenkomstig de uitvinding bereikt doordat de sliblaag door middel van rechtstreeks in de sliblaag gebrachte straal? mondstukken met het daar uittredende water wordt omgezet in een zodanig dik vloeibare toestand, dat de daardoor vloeibaar gemaakte slibmassa in staat is om onder invloed van haar verschil in soortelijke massa ten op? 40 zichte van het water te stromen naar een plaats die lager is gelegen dan 83 0 0 9 9 0 -3- * de bovengrens van de sliblaag en die zich bij voorkeur ter hoogte van de oorspronkelijke bodem of lager bevindt, op welke plaats een slib afvoe* rende stroming bestaat respektievelijk is teweeg gebracht.

Volgens de uitvinding wordt dus vermeden de sliblaag weer te des* 5 integreren met behulp van een zodanige overmaat aan water, dat de slib* deeltjes in het water weer ongeveer de oorspronkelijke lage dichtheid leveren en dus gemakkelijk kunnen worden afgevoerd wanneer zich stroming voordoet, maar wordt de slibmassa door de waterinjektie alleen maar ver* anderd in een dik vloeibare brij, die als nog herkenbare sliblaag op de 10 bodem blijft en die door zijn nog aanwezig verschil in soortelijke massa nu van nature de neiging zal hebben om te gaan bewegen, dat wil zeggen uitvloeien naar een plaats of plaatsen die lager zijn gelegen. Een der* gelijke lager gelegen plaats kan van nature aanwezig zijn, bijvoorbeeld bij een havenbekken dat grenst aan een rivier. De door de waterinjektie 15 vloeibaar of beter vloeibaar gemaakte sliblaag zal dan bij de monding over de rand vloeien en in de stromende rivier terecht komen. Deze zorgt dan zelf voor fijnere verdeling en afvoer. Een ebstroming kan voor het* zelfde doel worden gebruikt.

Het is ook denkbaar dat men in de bodem een put of verdieping maakt 20 waarin men een zuigperspomp plaatst. Begint men dan met injekteren vanaf de rand van deze put, dan zal de dik vloeibaar gemaakte of vloeibaarder gemaakte slib naar de pomp toe stromen en zo worden verwijderd.

Terwijl dus bij alle bekende werkwijzen, die werken met het injek* teren van water of een kombinatie van water en lucht wordt gestreefd 25 naar een zo intensief mogelijke dooreenwerveling en opwerveling van de slibdeeltjes, berust de uitvinding op het principe de sliblaag wel als sliblaag te behouden maar vloeibaar of vloeibaarder te maken, waardoor de sliblaag uit zichzelf kan gaan vloeien naar een plaats waar een af* voerende stroming heerst respektievelijk is teweeg gebracht. Zo gewenst 30 kan men deze vloeibeweging ondersteunen door in het te behandelen gebied een kunstmatige stroming op te wekken.

Heeft men te maken met bijvoorbeeld een havenbekken, dat grenst aan een stromend water, zoals een rivier, dan kan men volgens de uitvinding het injekteren beginnen ter plaatse van de monding van het havenbekken 35 met de rivier en voortschrijdend volgens een baan die van de monding af is gericht en elke volgende baan, zo daartoe plaats is, eveneens begint aan de monding naast een reeds bewerkte baan. Door ter plaatse van de monding te beginnen met het injekteren van water in de sliblaag en deze dus te veranderen in een vloeibare massa zal deze massa op laminaire 40 wijze wegvloeien en via de monding in de rivier terecht komen, waar ze 8300990 i 4 wordt meegenomen door het stromende rivierwater. Naarmate de vloeibaar gemaakte sliblaag in de richting van de rivier af vloeit, kan men met het vloeibaar maken verder gaan, dat wil zeggen men kan zich van de mon* ding af verwijderen, waarbij zich telkens weer een nieuwe massa vormt, 5 die in de richting van de monding kan wegvloeien. Op deze wijze ontstaat een geul.

Heeft men daarbij te maken met een gebied met een of meer zijde* lings naast de monding of invaart gelegen bekkens, dan kunnen deze aan* sluitend op de vanaf de monding gemaakte baan of banen volgens daarvan 10 af gerichte aansluitende banen worden bewerkt. Dit betekent dus dat men eerst de sliblaag opruimt over een breedte die overeenkomt met de breed* te van de monding. Gaat men daarna dwars op de vrijgemaakte strook of geul verder met de strooksgewijze injektie van water, dan zal de slib uit de zijbekkens naar de vrijgemaakte strook stromen en van daaruit via 15 de vrijgemaakte baan naar de rivier.

Wordt de afstand tot de monding daarbij te groot, zodat het risico bestaat dat de vloeibaar gemaakte slibmassa tot stilstand komt, dan kan men de werkwijze herhalen in een inmiddels in belangrijke mate geredu* ceerde sliblaag, maar men kan er ook voor zorgen, dat ter plaatse van de 20 vrijgemaakte strook, dat wil zeggen in het te behandelen gebied een kunstmatige stroming wordt opgewekt, zodanig dat de stroombaar gemaakte massa wordt ondersteund in zijn beweging naar de afvoerplaats. Dit kan op vele manieren worden gedaan, bijvoorbeeld door gebruik te maken van de stuwing van een scheepsschroef van een schip, dat is vastgelegd, door 25 het invoeren van vers water als bovenstroom, zodat een onderstroom ont* staat, die naar de monding is gericht en men kan het doen door toepas* sing van een werkwijze en inrichting beschreven in een andere niet vóórgepubliceerde Nederlandse octrooiaanvrage.

Verder kan men de beweging van de stroombaar gemaakte massa onder* 30 steunen op mechanische wijze, dat wil zeggen met een stuwblad dat in een richting naar de afvoer wordt bewogen. Dit kan men dus doen met een schip dat een bulldozerblad draagt.

Bij een havenbekken, dat grenst aan een stromend water, kan het echter ook van belang zijn, dat men allereerst door middel van het in* 35 jekteren een naar de monding gerichte stromingsgeul maakt en dat men daarna vanaf een van de monding af gelegen plaats de sliblaag strooks* gewijs in de richting van de monding opruimt.

Bij sommige havenbekkens kan het gewenst zijn, bijvoorbeeld door de konditie van de rivier, de stroombaar gemaakte sliblaag nu juist niet 40 naar de rivier toe te transporteren, maar op andere wijze af te voeren.

8300990 * * J* -5-

Bij watergebieden met stilstaand water die niet grenzen aan een stromend water, kan het aan de uitvinding ten grondslag liggende principe net als bij de zojuist genoemde havengebieden, die niet in de rivier mogen lozen, worden toegepast door in de bodem van het te bewerken gebied een 5 verdieping op put te maken en daarin de zuigopening te plaatsen van een zuigperspomp, waarna het injekteren van het de sliblaag dik vloeibaar en dus stroombaar makende water wordt uitgevoerd op een wijze, die nabij de put begint en daarvan af is gericht, bijvoorbeeld volgens banen. De dik vloeibaar gemaakte massa stroom dan in de richting van de put en wordt j 10 aldaar weggezogen en via de persleiding gebracht, hetzij naar een op* slagterrein, danwel naar een hopper of ander transportmiddel of op een andere plaats in de rivier gedeponeerd, waar de stroming voldoende is om ! geen last van het ingevoerde slib te krijgen. Bij opslag in een hopper respektievelijk bij opslag op terreinen heeft men dan bovendien nog het 15 voordeel, dat de waterkoncentratie geringer is dan wanneer men met een normale hopperzuiger of modderzuiger zou werken.

tfil men het op deze wijze opgepompte slib terugvoeren in de rivier, dan kan men het sterk verdunnen door toevoeging van extra water, bij voorkeur zoet oppervlaktewater. Doet men dit in een brak watergebied, 20 dan zal er geen dichtheidsstroom van het geloosde slib in de richting van de bodem kunnen ontstaan. In tegendeel, het slib zal in de bovenste waterlagen worden opgenomen en naar zee worden afgevoerd. Door de ver* dunning met zoet water kan de soortelijke massa van het slibmengsel lager worden gemaakt dan het zoute water dat zich over de bodem beweegt.

25 De kans op hernieuwde sedimentatie is dan minimaal.

Plaatsing van een pomp in een verdieping of put heeft bovendien het voordeel, dat het vloeibaar gemaakte slib een veel grotere dichtheid kan hebben dan slib, dat door een hopperzuiger wordt opgezogen. De pomp kan namelijk dieper worden opgesteld dan de zuigkop van een hopperzuiger en 30 ondervindt daardoor minder storing van gassen, die uit het slib vrijkommen. Bij een hopperzuiger storen de vrijkomende gassen de werking van de zuigperspomp. Bij de werkwijze volgens de uitvinding zijn de gassen echter reeds verwijderd als gevolg van de waterinjektie. De ontgassing kan overigens de soortelijke massa vergroten, hetgeen het uitvloeien be* 35 vorderd.

Gaat men op deze wijze te werk dan dient men de pomp wel met behulp van een korf te beschermen tegen niet verwerkbare voorwerpen.

Uiteraard kan men bij gebruikmaking van een pomp in een verdieping of put de hiervoor beschreven hulpstromingen en hulpmiddelen eveneens 40 toepassen wanneer de afstand van de plaats van waterinjektie tot de put 8300990 -6- ·* v te groot wordt.

De uitvinding heeft ook betrekking op een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding, welke inrichting op een wijze vergelijkbaar met de inrichting, bekend uit het Duitse Offenle-5 gungsschrift 16 34 017 kan bestaan uit een boot met een op de bodem neerlaatbare dwars op de vaarrichting gerichte buis, die is voorzien van spuitmonden en van een drukwatertoevoer, welke inrichting dan overeenkomstig de uitvinding daardoor is gekenmerkt, dat de spuitmonden uitsluitend naar beneden zijn gericht en de daaruit treedbare waterstralen 10 onbelemmerd op de te bewerken laag kunnen worden gericht.

De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van de tekeningen.

Fig. 1 toont schematisch in bovenaanzicht een te bewerken havenbekken· 15 Fig. 2 is een doorsnede van fig. 1 volgens de lijn II-II.

Fig. 3 toont in bovenaanzicht een inrichting zoals getoond in fig· 2, maar op grotere schaal, en fig. 4 is een bovenaanzicht van deze inrichting van fig. 3.

Fig. 5 toont in bovenaanzicht een andere uitvoeringsvorm van de 20 werkwijze volgens de uitvinding, en fig. 6 toont een doorsnede volgens de lijn VI-VI van fig. 5.

Fig. 1 toont een rivier 1, die stroomt in de richting van de pijl 2. Naast de rivier bevindt zich een havenbekken 3 met een zijgedeelte 4.

Fig. 2 toont de rivier 1 in doorsnede alsmede het havengedeelte 3 25 met daarin de inrichting 5, die op grotere schaal is weergegeven in de fig. 3 en 4.

In de haven 3, 4 bevindt zich een sliblaag 26.

De in de fig. 3 en 4 getoonde inrichting 5 bestaat uit een boot, die aan de voorzijde aan een paar naar voren stekende armen 6 een buis-30 leiding 7 draagt, die in de uiteinden van de armen 6 kan scharnieren en die met behulp van een takel of dergelijke 8 kan worden neergelaten, bijvoorbeeld in de stand getoond in fig. 3. Deze buis heeft aan het achtereinde een dwarsbuis 9 met een rij spuitmonden 10. Aan de buis wordt via een aansluiting 11 door middel van een niet getoonde pomp, die water 35 aanzuigt via een naast het schip gelegen inlaat, water geperst in de leiding 7, dat via de buis 9 en de spuitmonden 10 kan uittreden. Wordt deze huis 9 met spuitmonden 10 nu neergelaten op de sliblaag 26 en water in de sliblaag geïnjekteerd, dan zet deze als gevolg van de toevoer van water uit tot een vorm zoals bijvoorbeeld getoond bij 27 en verandert 40 daardoor in een dik vloeibare stromende massa, die de neiging zal hebben 8300990 - i • ψ » -7- in de richting van de pijl 12 weg te vloeien.

In fig. 1 is de drempel tussen havenbekken 3 en rivier 1 aangegeven met 13. Begint men nu met de inrichting 5 met buis 9 te plaatsen bij de lijn 13 en beweegt men deze inrichting in de richting van de pijl 15, 5 dan vormt zich in fig. 1 en 3 links van de buis 9 de stroombare massa, die in de richting van de pijl 12 naar de rivier toe stroomt en daar door de stroming wordt meegenomen. Heeft men volgens de pijl 15 een strook ter breedte van de lengte van de buis 9, dus volgens de breedte van de baan 14, behandeld, dan kan men op deze wijze weer beginnend bij 10 de monding 13 een naastgelegen strook bewerken. Heeft men dit gedaan dan kan men in het zijbekken 4 stroken, zoals 16 en 17, behandelen.

Fig. 5 en 6 tonen eveneens een havenbekken, dat grenst aan een rivier, maar in plaats van een dergelijk havenbekken kan ook een meer of | dergelijk watergebied worden gekozen, dat geen aansluiting heeft op j « 15 stromend water. Bij het in de fig. 5 en 6 getoonde havenbekken 18 is bij 19 een put gemaakt, waarvan de bodem lager ligt dan de bodem 20 van de j haven. In deze put is een pomp 21 geplaatst met persleiding 22, die buiten het havengebied voert.

Injekteert men nu water in de sliblaag 23, te beginnen nabij de J

20 randen 24 van de put 19, bijvoorbeeld ter plaatse van de lijn 25, dan I

zal de vloeibaar gemaakte slibmassa in de richting van de put 19 stromen en door de pomp worden afgevoerd. Ook nu kan men weer strooksgewijs werken op een wijze, dat telkens elke baan van stroombaar gemaakt slib vanzelf loopt in de richting van de put 19. De persleiding 22 kan uitmonden 25 op een stortterrein, in het ruim van een hopper of op elke andere geschikte plaats.

Aan de hand van fig. 1 werd beschreven hoe met behulp van de inrichting het slib allereerst werd verwijderd volgens een baan 14, waarna naast de baan 14 een of meer volgende daaraan evenwijdige banen werden 30 bewerkt en daarna pas de dwars daarop gelegen gebieden met de banen 16, 17 enz., beginnende met de baan die het dichtst bij de monding ligt.

Het kan volgens de uitvinding echter ook gewenst zijn eerst een enkele baan 14 te maken, zodat een stromingsgeul ontstaat en daarna te beginnen met de het verst van de monding 13 af gelegen dwarsbaan of 35 dwarsbanen, zodat de vloeibaar gemaakte slib kan stromen naar de geul 14 en van daaruit naar de rivier. De volgende dwarsbanen liggen dan dichter bij de monding.

Zo gewenst kan men dan in de stroomgeul 14 een ondersteunende stroming teweeg brengen. Bij toepassing van de inrichting, getoond in de 40 fig. 2 t/m 4 dient men ervoor te zorgen, dat de uit de buis 9 tredende 8300990 -8- 1 1« stralen de oorspronkelijke bodem niet verstoren.

Past men de werkwijze toe zoals beschreven aan de hand van fig. 5 en 6, dan dient men ervoor te zorgen, dat de kapaciteit van de pomp in de put is aangepast aan de toevoer van met water geïnjekteerd slib ten-5 einde een te grote wateropname van het te verpompen mengsel te voorkomen. Het is daarbij van belang om in de put een buffervoorraad slib te handhaven.

83 0 0 9 9 0

Claims (8)

1. Werkwijze voor het verwijderen van slib, dat zich heeft afgezet op de bodem van een watergebied, waarin de stroming, zo aanwezig, althans tijdelijk zo gering of afwezig is, dat in het water aanwezige 5 vaste deeltjes zich kunnen af zetten in de vorm van een laag, die gedurende perioden van stroming in wezen behouden blijft, welke sliblaag wordt verwijderd door deze te desintegreren onder gebruikmaking van waterstralen, met het kenmerk, dat de sliblaag door middel van rechtstreeks in de sliblaag gebrachte straalmondstukken met het daar uittre- 10 dende water wordt omgezet in een zodanig dik vloeibare toestand, dat de daardoor vloeibaar gemaakte slibmassa in staat is om onder invloed van haar verschil in soortelijke massa ten opzichte van het water te stromen naar een plaats die lager is gelegen dan de bovengrens van de sliblaag en die zich bij voorkeur ter hoogte van de oorspronkelijke bodem of 15 lager bevindt, op welke plaats een slib afvoerende stroming bestaat res-• pektievelijk is teweeg gebracht.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, in het bijzonder voor een havenbekken, dat grenst aan een stromend water, zoals een rivier, met het kenmerk, dat het injekteren begint ter plaatse van de monding van het 20 havenbekken met de rivier en - voortschrijdt volgens een baan die van de monding af is gericht en elke volgende baan, zo daartoe plaats is, eveneens begint aan de monding naast een reeds bewerkte baan.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat bij een havenbekken met een of meer zijdelings naast de monding of invaart ge- 25 legen bekkens, deze aansluitend op de vanaf de monding gemaakte baan of banen volgens van laatstgenoemde baan of banen afgerichte aansluitende banen worden bewerkt.

4. Werkwijze volgens conclusie 1, in het bijzonder voor een havenbekken dat grenst aan een stromend water zoals een rivier, met het ken- 30 merk, dat het injekteren begint ter plaatse van de monding en naar binnen toe voortschrijdt ter vorming van een stromingsgeul en na het voltooien van de geul de sliblaag op een van de monding af gelegen plaats wordt bewerkt, waarbij telkens wordt uitgegaan van de geul respektieve-lijk van een reeds bewerkt gebied, waarbij elke van de geul aan uitgaan- 35 de volgende baan dichter bij de monding is gelegen.

5. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat in de bodem van het te bewerken gebied een verdieping of put wordt gemaakt, in deze verdieping of put de zuigopening wordt geplaatst van een zuigperspomp en het injekteren begint nabij de rand van de verdieping of put en voort- 40 schrijdend daarvan af gericht plaats vindt. 8300990 • t' . V -10-

6. Werkwijze volgens een of meer der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat in het te behandelen gebied, in het bijzonder ter plaatse van een reeds gemaakte geul een kunstmatige stroming wordt opgewekt, zodanig dat de stroombaar gemaakte slibmassa wordt ondersteund in zijn be- 5 weging naar de af voerende stroming.

7. Werkwijze volgens een of meer der voorgaande conclusies 1 t/m 5, met het kenmerk, dat de stroombaar gemaakte slibmassa met behulp van een stuwblad in een richting wordt bewogen die is gericht naar de afvoerende stroming respektievelijk naar een daarnaartoe gerichte geul. 10 8. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens een of meer der voorgaande conclusies 1 t/m 5, bestaande uit een boot met een op de bodem neerlaatbare dwars op de vaarrichting gerichte buis met spuitmonden en een drukwatertoevoer, met het kenmerk, dat de spuitmonden uitsluitend naar beneden zijn gericht en de daaruit treedbare water-15 stralen vrij en onbelemmerd op de te bewerken laag kunnen worden gericht.

***** 8 3 0 0 6 9 0