Stuwen en drempels

door Joyce Dost

Stuwen spreken tot de verbeelding. De een denkt aan de grote stuwdammen die dalen onder water zetten in het buitenland, de ander aan de stuwen in de Maas, de volgende aan de een drempel waar een leuk speelwalsje achter zit. De een ziet een stuw als een levensbedreigend iets, de ander als een bevaarbaar of juist leuk element om het kanoën spannender te maken.


stuw Stuwen kun je op verschillende manieren indelen. Een manier is
* Natuurlijke stuwen
* Kunstmatige stuwen
* Vervallen kunstmatige stuwen

Natuurlijke stuwen of stuwingen zijn zonder ingrijpen van de mens ontstaan. Meestal doordat de rivier versmalt en/of door ophopingen van stenen waardoor een opstuwing van water ontstaat.

Kunstmatige stuwen zijn door mensenhanden gemaakt. Ze zijn gemaakt van hout, steen, gewapend beton of staal.

Vervallen kunstmatige stuwen zijn door mensenhanden gemaakte stuwen die door de tijd heen niet meer onderhouden zijn en langzamerhand vervallen.

In dit artikel wil ik verder ingaan op kunstmatige stuwen
* Welke soorten stuwen bestaan er en welk effect hebben ze op de stroming
* Wat is het effect op de stroming bij verschillende waterstanden
* Hoe beoordeel ik de bevaarbaarheid of het gevaar van stuwen (handvatten)

SOORTEN STUWEN EN RICHEL

Stuwen kun je indelen in vaste en variabele. Een vaste stuw heeft altijd dezelfde vorm en hoogte. Een variable stuw is zoals de naam het al zegt verstelbaar.

VASTE STUWEN

stuw1 De meest eenvoudige stuw is de overlaat (afb. 1 ). Dit is in principe niets anders dan een verhoging in de bodem. Deze vorm komen we vaak tegen als de massief stenen drempels op stromend water.

stuw2 Een tweede vorm van een vaste stuw is de Rehbockstuw (afb. 2). Deze bestaat uit een rechte ophoging in de rivier.

stuw3 Vistrappen zorgen ook voor een vorm van stuwing. Hier ligt aan weerzijde van de rivier een steen waardoor het water uit zijn stroomrichting getrokken wordt en opstuwt (afb. 3).

VARIABLE STUWEN

stuw7 Met een variable stuw kan de opstuwing van het water worden geregeld. De grote stuwen in de Maas zijn hier onder andere een voorbeeld van.
stuw5 Variaties van dit type zijn bijvoorbeeld de Romijnstuw (afb. 5)

stuw6 of de stuw met een waterdoorlaat van onder, zoals bij grote stuwmeren wel wordt gebruikt (afb.6). Ook komt een combinatie van deze twee voor. Zoals de stuwen in de Nederlandse Maas.

ANDERE VORMEN VAN KUNSTMATIGE STUWING

stuw4 Net zoals stuwingen bij vistrappen ontstaan, kunnen pijlers van een brug in een rivier stuwing veroorzaken (afb .4)
stuw8 evenals roosters over de hele rivier (afb. 8).

EFFECT STUWEN OP DE STROMING

Stuwen hebben tot doel het water in de rivier te reguleren. Met behulp van een stuw wordt er water tegengehouden. Het voordeel van variable stuwen is dan ook weer dat men deze waterhoogte kan regelen en eventueel ook ineens veel water los kan laten. In voorgaande afbeeldingen kunt u zien welke stromingen ontstaan, door toepassing van verschillende soorten stuwen; aan de hand van de pijltjes in de plaatjes te zien.
stuw9 Ook de lengte van de overlaat (het deel waar het water overheen gaat) is van invloed op de stroming. Bij een lange overlaat stroomt het water veel regelmatiger dan bij een korte overlaat (afb.9 en afb. 10).

stuw10 Boven de kruin van een lange overlaat hebben de lijnen een rechtlijning verloop. De stroomlijnen bovén de kruin van een korte overlaat zijn daartegen gekormde stroomlijnen. Op dezelfde wijze heeft de hoogte van een overlaat invloed op de stroomwijze. Een hoge overlaat zal meer invloed hebben op de stroomwijze van rivieren dan een lage.

EFFECT BIJ VERSCHILLENDE WATERSTANDEN

De hoogte, lengte en vorm van een stuw of richel heeft veel invloed op de stroming. Maar de rivier en stuw geven bij iedere waterstand weer een ander beeld . Dat is te zien op de volgende afbeeldingen. Hier is steeds dezelfde overlaat getekend met steeds een andere waterstand.

stuw11 afb. 11 Geeft de rivier met laag water weer. De overlaat houdt al het water tegen. De rivierbedding achter de overlaat staat droog.

stuw12 afb. 12 Geeft de situatie weer als het water net over de overlaat heen stroomt. Water heeft de neiging om de lijn die het heeft voort te zetten. Daardoor zal het niet direct na de drempel omlaagvallen maar zal het door de snelheid dat het heeft doorschieten. Water heeft wel de neiging om lege gaten op te vullen. Hierdoor onstaat er een wals onder de stroming.

stuw13 afb.13 Het water is gestegen. Als het ware stroomt het water hier gewoon door. Er onstaat hier een stroomversnelling doordat het water wordt samengeperst. Hierdoor onstaan hoogteverschillen. De stippelijn geeft het normale waterniveau aan als er geen drempel in de rivier zou liggen.

stuw14 afb. 14 Wanneer het water nog verder stijgt wordt de versnelling van het water boven de drempel zo hoog dat het water doorschiet, ook wel schietend water genoemd . Het water schiet omlaag waardoor er een soort kuil in het water ontstaat. Deze wordt opgevuld met het water dat achter de kuil weer hoger staat waardoor er een wals onstaat. In deze walsen wordt door wildwatervaarders vaak gespeeld.

stuw15 afb. 15 Het water kan zover stijgen dat het te hoog staat om nog invloed te hebben. Alleen op de bodem in de onderstromingvinden nogveranderingen plaats, maar aan het oppervlak merk je hier niets meer van.

 

BEOORDELEN VAN BEVAARBAARHEID

Tot nu toe is het een theoretisch verhaal over wat stuwen met het water in de rivier doen. Dit geeft inzicht in wat er onder water met het water gebeurt. Echter, in de praktijk zal het altijd moeilijk blijven om een goede beslissing te nemen over de mogelijke bevaarbaarheid. Het beoordelen van een stuw is een kwestie van ervaring en kennis.

Wanneer je een stuw wil varen dan vraag je je in de eerste plaats af: wat gebeurt er als ik de stuw afvaar, waar zitten de mogelijke gevaren en hoe kan ik veilig ontsnappen als het mis gaat.

Hierbij kun je rekening houden met de volgende factoren:
Hoogte van de stuw: hoe hoger de stuw hoe steiler je terecht komt. Hierdoor verlies je voorwaartse snelheid, waardoor het kan gebeuren dat je niet door de wals heenkomt.
Diepte van het water achter de stuw: is het diep genoeg, stoot je niet met je punt op de bodem, kan je niet vast komen te zitten ?
Hoeveelheid water: is het maar een klein onschuldig stroompje of is het een angstaanjagende watermassa; neemt het water me mee af, kan ik ergens blijven haken.
Zog: denk ik door het zog -het witte borrelende water achter de drempel- heen te komen of wordt ik teruggezogen.
Een vuistregel: is het zog niet langer dan 2/3 van de lengte van de boot, dan kun je de stuw varen. De gedachte hierachter is dat de punt altijd door het stromende water in de juiste richting wordt geduwd/getrokken. Hierdoor is het risico dat je vast komt te zitten in de wals gering.
Gevaarlijke uitsteeksels: zijn er mogelijkheden tot beklemming of verwonding zoals takken, betonijzer, stenen.
Ontsnappingsmogelijkheden: als je vast komt te zitten wat gebeurt er dan, zitten er zwakke plekken in de wal - te herkennen aan een afwijking van de witte streep- in veel gevallen ontstaat er een V in het water. Kan ik er zelfstandig uit komen. Kunnen anderen me helpen of ben ik hopeloos verloren.
Stuw 16,17,18 Een vuistregel: bij een keurige rechte streep in het water (afb. 16) kun je je voorstellen dat het moeilijk is om hier uit te komen wanneer je dwars in de stroming terecht komt. Als de rivier je toelacht (afb. 18) dan is de stuw/drempel zeer waarschijnlijk te varen. Als je hierin dwars terecht komt kun je er aan de zij-kant zeer waarschijnlijk uitkomen. (hier zit dan een zogenaamde zwakke plek). Als de stuw een treurig gezicht trekt (afb. 17) is het een stuk lastiger om de wals te verlaten als je er dwars in terecht komt.

BODEMBESCHERMING

Bodembescherming kan een “addertje onder het water” zijn.
Water de heeft de kracht om de bodem uit te hollen. Waar de stroming terecht komt, ontstaan er onregelmatige stromen. Om dit te voorkomen wordt er bodembescherming toegepast. Dit is meestal een betonnen plaat met een opstaande richel aan het einde.

stuw 19 Wanneer een wals een natuurlijk verloop heeft, bestaat er een onderstroom (afb. 19) Kun je de wals niet meer uit komen, dan kan omgaan een oplossing zijn. Je duikt dan naar de onderstroom en meestal sleurt de onderstroom je dan de wals uit.
stuw 20 Bij bodembescherming is de onderstroom verdwenen, of deze wordt tegengehouden door de opstaande rand. Hierdoor wordt het moeilijk en in sommige gevallen zelfs onmogelijk om de wals uit te komen (afb. 20).
Wanneer je een drempel met water daarop ziet, is het niet te beoordelen of er bodembescherming is toegepast. Dit is alleen te zien als de rivier droog staat. Om de bevaar-baarheid werkelijk te kunnen beoordelen zal je op rivieromschrijvingen en ervaring van jezelf en anderen moeten afgaan. Op echte kanorivieren is soms een glijgoot gemaakt; hier is de drempel dan veilig te varen.

Hoogte, diepte, hoeveelheid water, zog, gevaarlijke uitsteeksels en ontsnappingsmogelijkheden zijn een aantal punten die kunnen helpen om in te schatten of je een stuw durft/kan varen. Eventueel zou je aan de hand van de stromingen (in vorige PP beschreven) een poging kunnen doen om te bedenken hoe de river er onder water uitziet, om zo een nog helderder beeld te vormen.
Maar voor iedereen zal de keuze anders zijn, dit is afhankelijk van je ervaring, conditie en de technieken die je beheerst.