Een flexibel separatiescherm in een drinkwaterbekken

In het kader van het Project Infiltratie Maaskant van de Waterleidingmaatschappij Oost-Brabant wordt een waterbekken ontworpen bij het Brabantse plaatsje Lith. Aldaar zal water uit de Maas worden ingenomen in het bekken waarna het, na een verblijf van minimaal 6 weken, zal worden verpompt naar de voorzuivering. Het ingenomen water wordt tijdens de inname bemonsterd en gecontroleerd op eventuele verontreinigingen. In het bekken moet een 630 meter lang waterscheidend scherm komen om het ingelaten water, dat het bekken instroomt, te scheiden van het reeds aanwezige water. De functie van het scherm is tweeledig. Ten eerste garandeert het dat het water een minimum verblijftijd van 6 weken heeft, daar het om het scherm heen moet stromen alvorens het verder wordt verpompt. Tevens is het ingelaten Maaswater nog 2 weken traceerbaar omdat het dan pas langs het gehele scherm is gestroomd en met het overige deel van het bekken in aanraking komt. Zo kan verontreinigd water uit het bekken worden verwijderd. Het traceerbaar zijn van het water berust op de aanname dat er propstroming optreedt. Dit houdt in dat het ingelaten water niet al te veel mengt met het reeds aanwezige water. Voor dit scherm zijn diverse alternatieven mogelijk, zoals een damwandscherm of een berlinerwand; DHV Water heeft als alternatief een oplossing met een flexibel foliescherm voorgesteld. Over een verticaal waterscheidend foliescherm is echter nog niet zo veel informatie voorradig, zo zijn er bijvoorbeeld geen voorschriften voor aanwezig. Verder is er, voor zover bekend, bij vergelijkbare oplossingen niet aan gerekend. Het scherm is bij de bodem verankerd en bij het wateroppervlak bevestigd aan drijvers. Er is aangenomen dat er in beide bekkendelen geen stroming loodrecht op het scherm is. Het scherm kan geen momenten opnemen en de watergolven zijn als quasi-statisch geschematiseerd. Om tot een goede beschrijving van het gedrag van een flexibel scherm te komen is het scherm, in een eerste schematisatie, opgedeeld gedacht in lamellen van een bepaalde breedte en zijn er per strekkende meter 3 stelsels vergelijkingen opgesteld. Deze voorwaarden zijn uitgewerkt tot vergelijkingen die de reactie van het scherm op de diverse belastingsgevallen beschrijven. De gevonden vergelijkingen, die betrekking hebben op de dwarsdoorsnede van het scherm, worden in de langsrichting een aantal malen toegepast. Voor alle lamellen geldt de aansluitvoorwaarde van gelijke lengtes van de lamellen. Door het opgeven van of de lengte van een lamel of de toegestane kracht die een folie mag hebben, kan de stand van het scherm alsmede het krachtsverloop in het scherm worden berekend. Het stelsel vergelijkingen is met behulp van een binnen Matlab geschreven programma opgelost. De gedane berekeningen met dat programma zijn gevarieerd ten opzichte van een standaardgeval. Dit standaardgeval is een opgegeven belastingsgeval waarbij het scherm nog in staat moet zijn haar waterscheidende functie te blijven vervullen. Bij dat standaardgeval is er sprake van een maximaal bekkenpeil, een maximaal waterstandsverschil en een maximaal dichtheidsverschil over het scherm. Verder is het scherm bezet met mosselen en er zijn geen golven op het bekken aanwezig. Uit de berekeningen blijkt dat het toegestane lekdebiet zal worden overschreden als het scherm ook daadwerkelijk als onafhankelijke lamellen wordt uitgevoerd. Een constructie van lamellen die redelijk waterdicht met elkaar worden verbonden.