Schutten en Sluizen

De belangrijke reden van een sluis in een vaarwater is het mogelijk maken van de doorgang van de scheepvaart, daar waar rivieren, kanalen, meren, zeegaten en zeeën voor elkaar zijn afgesloten, of wanneer er redenen zijn om wateren in trajecten en gebieden te verdelen.

Tussen kanalen en rivieren

Wanneer een kanaal in verbinding staat met een rivier of getijdenwater kan door middel van een sluis het waterniveau in het kanaal op peil worden gehouden zodat deze bevaarbaar blijft voor de scheepvaart, ongeacht de wisselende waterstand in de rivier als gevolg van neerslag, droogte of getijdenbewegingen. Zo wordt het Amsterdam Rijnkanaal door sluizen afgescheiden van de rivieren de Waal en de Nederrijn en het Kanaal door Walcheren afgesloten van de Westerschelde.

Wanneer een rivier ‘gekanaliseerd’ is zoals de Nederrijn waarvan de waterstand gereguleerd wordt door de Vizierstuwen bij Hagestein, Amerongen en Driel zijn er schutsluizen nodig om wanneer de stuwen gesloten zijn om de de scheepvaart weliswaar met enige hinder toch doorgang te geven.

Tussen zoet, brak en zout water

Wanneer er een open verbinding is met zee kan het nodig zijn om het land te beschermen tegen hoog water, zoals daar sprake is bij de Haringvlietdam en de Oosterscheldekering. Deze beide keringen behorende tot de Deltawerken, kunnen worden gesloten bij springtij en stormvloed en op een kier worden gezet om bijvoorbeeld in het belang van de flora en fauna zeewater door te laten. Om de scheepvaart van en naar zee te laten gaan dienen de schutsluizen zoals bij Stellendam, evenals de sluizen van Den Oever en Kornwerderzand tussen de Waddenzee en het IJsselmeer.

Een nevenfunctie van bijvoorbeeld de Volkeraksluizen en de Krammersluizen naast het onderdeel zijn van de Deltawerken is het verhinderen van zout water in omgevingen waar zoet water gewenst is, bijvoorbeeld in het belang van de drinkwatervoorziening, de bevochtiging van de land- en tuinbouw, het in stand houden van het grondwaterpeil en het voorkomen van verzilting van landbouwgrond.

Voorkoming van overstroming

Bij grote wateroppervlakken zoals het IJsselmeer kan zich bij sterke wind op- en afwaaiing voordoen, aan hogerwal daalt het water sterk en aan lagerwal stijgt het water juist. De IJsselmeerdijk tussen het Markermeer en het IJsselmeer, beiden in het verleden de Zuiderzee vormend, halveren in zekere zin de gevolgen van de op- en afwaaiing, zeker bij een sterke zuidelijke of noordelijke wind. Door sluizen kunnen schepen van de ene waterstand naar de andere overgaan. Tegelijk beschermen de sluizen van bijvoorbeeld Lemmer, Stavoren, Workum en Makkum het Friese achterland. Zoals ook de Oranjesluizen in combinatie met het sluizencomplex bij IJmuiden  die voorkomen dat de Amsterdamse binnenstad met de grachtengordel onder water loopt.

Regulering van waterpeil

Rivieren ontstaan in de hoger gelegen gedeelten van het achterland. Bij weinig regen en smeltwater uit het gebergte lopen rivieren als het ware leeg. Bij veel ‘bovenwater’ lopen uiterwaarden onder en treden rivieren buiten hun oevers. Sluizen in ‘gekanaliseerde rivieren’ houden het waterniveau op peil. Al varende naar de hogere gedeelten worden door het passeren van sluizen door de scheepvaart de hoogteverschillen als het ware trapsgewijs overbrugd. Soms zijn er op een korte afstand zoveel sluizen nodig dat men van de ene in de andere sluis vaart, of met slechts een paar honderd meter vaarwater naar de volgende sluis.

Doorvaart van polders

Belangrijke sluizen zijn die in de dijken van polders, zoals bij de Noordoostpolder en de Flevopolder, waar het achter de dijken liggende land de voormalige zeebodem is. Bij deze sluizen kan er een verval zijn van meerdere meters, om bijvoorbeeld van het IJsselmeerpeil naar het polderpeil te gaan of andersom.

Samenvatting van de functie van sluizen:

* Doorgang van schepen van het ene naar het andere waterniveau
* Doorgang van schepen waar zoet en zout water worden gescheiden
* Doorgang van schepen van getijdenwater naar rivier- of kanaalwater

Het principe van een schutsluis werkt
volgens ‘De wet van de communicerende vaten’.

Deze luidt: ‘Wanneer meerdere met dezelfde vloeistof gevulde vaten onder het vloeistofoppervlak met elkaar zijn verbonden, zijn de oppervlakken van de vloeistoffen op hetzelfde niveau.

Schip voor de sluis, de lichten staan op dubbel rood, de sluis wordt niet bediend.

Hier zien we dat het waterniveau links hoger staat dan het waterniveau rechts. Daarbij bevindt het waterniveau in de schutkolk zich daar ergens tussenin. De sluisdeuren kunnen in deze situatie niet zomaar geopend worden, om het schip de sluis te laten passeren. De sluislichten staan op ‘dubbel rood’ wat betekent dat de sluis voor het wachtende schip vooralsnog niet bediend wordt.

De sluis wordt klaargemaakt, lichten staan op rood-groen

Door de schuif in de linker sluisdeur te openen zal de schutkolk in het midden van onderaf vollopen, volgens ‘De wet van de communicerende vaten’. Dit proces van vollopen van de sluiskolk gaat door totdat het waterniveau aan beide zijden van de linker sluisdeur gelijk is. De sluislichten staan op ‘rood-groen’ wat een teken is dat de sluis voor het wachtende schip klaar wordt gemaakt.

Het schip mag de sluiskolk invaren, het licht staat op groen.

Wanneer het waterniveau in gelijk is geworden aan het niveau aan de linkerzijde wordt de schuif in de sluisdeur gesloten en wordt de sluisdeur voor het schip geopend. In deze voorstelling zijn het hefdeuren die uit het water worden getild, maar sluisdeuren kunnen ook schuifdeuren of draaideuren zijn. Na het openen van de sluisdeur en het licht op groen kan het schip de schutkolk binnenvaren.

Het schip ligt in de sluiskolk, licht op rood, de schuiven staan dicht.

Wanneer het schip in de schutkolk is afgemeerd wordt de sluisdeur achter het schip gesloten en staan de sluislichten op rood.

De schuif gaat open, het water in de sluiskolk daalt.

Nu wordt de schuif in de sluisdeur aan de rechterzijde geopend, waarop opnieuw de ‘Wet van de communicerende vaten’ in werking treedt. De schutkolk met daarin het schip loopt leeg, het waterpeil in de schutkolk daalt totdat dit op het gelijke niveau is gekomen van het water aan de rechterkant van de tekening. Vanzelfsprekend staat ook het sluislicht in de schutkolk op rood.

Wet van de communicerende vaten, gelijk waterpeil is bereikt.
Het licht in de sluiskolk gaat op groen, de deur gaat open en het schip verlaat de sluis.

De schuif in de rechter sluisdeur wordt gesloten en de sluisdeur wordt geopend, waarna het licht in de schutkolk op groen gaat en het schip de schutkolk kan verlaten, waarmee de schutting is voltrokken. Nu kunnen in tegengestelde richting tegemoetkomende schepen van het lagere naar het hogere waterniveau worden geschut. Wanneer er opnieuw een schip vraagt om van links naar rechts te worden geschut betekent dit dat de sluis eerst gereedgemaakt dient te worden voor die schutting.

Schutten bij droogte en lage waterstand

Steeds opnieuw zal er bij een schutting een hoeveelheid water worden verplaatst (doorgelaten) van het hoge naar het lagere deel. Voor de sluismeester is dit een belangrijk gegeven, wanneer het zaak is om in tijden van geringe wateraanvoer de waterstand in kanalen en rivieren te bewaren. Waarbij ook geldt dat hoe groter het schip of hoe meer schepen per schutting, hoe minder water zich zal verplaatsen van de ene zijde naar de andere zijde van de sluis. Want de waterverplaatsing van het schip of van de schepen neemt een gelijke hoeveelheid water in. Bij droogte ziet de sluismeester dan ook graag een schutkolk vol met schepen.

Artikel 6.28a In- en uitvaren van sluizen Binnenvaart Politie Reglement (BPR) 

1 Voor het invaren van een sluis kunnen tekens worden getoond aan weerszijden van de invaartopening op gelijke hoogte dan wel aan de stuurboordszijde daarvan. Deze tekens betekenen:

a. twee rode vaste lichten boven elkaar: het invaren is verboden, de sluis wordt niet bediend;
b. één rood vast licht: het invaren is verboden, de sluis wordt bediend;
c. een rood vast licht en daaronder een groen vast licht: het invaren is verboden, maar dit zal aanstonds worden toegestaan;
d. één groen vast licht: het invaren is toegestaan;
e. twee groene vaste lichten boven elkaar:
het invaren is toegestaan, de sluis is aan beide zijden open en wordt niet bediend.

2 Voor het uitvaren van een sluis kunnen tekens worden getoond aan weerszijden van de uitvaartopening op gelijke hoogte dan wel aan de stuurboordszijde daarvan.
Deze tekens betekenen:

a. één rood vast licht: het uitvaren is verboden;
b. één groen vast licht: het uitvaren is toegestaan.

Voor verdere informatie: zie BPR en RPR

Disclaimer: Bovenstaande voorschriften zijn zo betrouwbaar mogelijk geciteerd uit ter beschikking staande reglementen, maar aan de citaten kunnen geen rechten of plichten worden onttrokken.

Schutten ofwel door de sluis

Het door een sluis gaan ofwel ‘schutten’ doet een beroep op de vaardigheid van zowel de degene aan het roer als degene die de meerlijnen aanpakt of vastmaakt. Wanneer een bepaalde sluis regelmatig wordt gepasseerd zal er na verloop van tijd routine worden opgebouwd, maar varende over verschillende wateren is de ervaring dat ook iedere sluis op een bepaalde manier is ingericht.

Inrichting van schutkolken

De ‘schutkolk’ is de ruimte van de sluis tussen de twee sluisdeuren, daar zijn hedendaagse sluizen bij met rechte betonnen wanden zoals de in aanbouw zijnde Zeesluis bij IJmduiden, maar ook achttiende-eeuwse gemetselde sluizen met een ovale vorm als sluiskolk zoals bijvoorbeeld in Monnickendam. De sluis van Leidschendam is weer van het model ‘kamersluis’ en de nieuwe Johan-Frisosluis in Stavoren is daarin weer een bijzondere combinatie van beton, staal en natuurlijke materialen. Hierbij op een rijtje hoe schutkolken kunnen zijn ingericht:

Met een hoge of een lage sluiswand,
met bolders op de rand of in een holte in de wand,
met meerpennen op hoge of op lage drijvers,
met lijnen bruikbaar voor kleine boten,
met rechthoekige kolk met smalle ingang (binnenfronten),
met het ovaal bovenaanzicht (ketelsluis),
met breder zijvak (kamersluis),
met deuren niet in elkaars verlengde (bajonetsluis),
met rechte betonnen wanden,
met schuine gemetselde wanden,
met natuurlijke oevers zoals riet of basalt,
met een smallere doorgang dan de kolk zelf,
ingericht voor beroepsvaart,
ingericht voor recreatievaart,
gebruikt voor ‘beroeps’ en ‘recreatie’ gezamenlijk,
in combinatie met een vaste of beweegbare brug,
met draaideuren,
met schuifdeuren,
met hefdeuren,
met een droogvallende drempel,
met schuiven in de sluisdeuren,
met schuiven in de sluiswanden,
met handbediende deuren en schuiven,
met op afstand bediende deuren en sluizen,
met ‘zelfbediening’.

Tot zover de ‘varianten’ waar schipper en bemanning mee van doen hebben, waarbij er sprake kan zijn van veel of weinig beroering van het water in de schutkolk bij het naar boven schutten of veel of weinig zuiging bij het naar beneden schutten. Waarbij het gebruikelijk is dat er per schutting zoveel mogelijk schepen en vaartuigen tegelijk geschut worden, deels om de wachttijden voor scheepvaartverkeer aan beide zijden van de sluis te beperken, maar mogelijk ook om de sluis zo weinig mogelijk schutwater te laten ‘gebruiken’, wat van belang kan zijn om het water in gekanaliseerde rivieren op peil te houden, ten behoeve van de scheepvaart, het behouden van het grondwaterpeil of de beregening van landbouwgrond.

Aan degene aan het roer en bij de meerlijnen dus de kunst om in te spelen op deze factoren, zeker wanneer er minder vertrouwdheid is met een bepaalde sluis. Aansluiten bij de grotere en kleinere schepen, rekening houden met de manoeuvres van andere schepen voor, naast en achter je, met het schroefwater van andere schepen en eventueel met de wind, en met aanwijzingen van de sluismeester en het verdere sluispersoneel, in de regel behulpzaam bij het aanpakken van meerlijnen.

Rustig manoeuvreren

Het passeren van sluizen op zich is niet moeilijk, maar het komt aan op een heldere communicatie en werkwijze, een vooruitziende en alerte houding. Het ene vaartuig heeft nodig eerst ‘voor’ vast te maken, het andere ‘in het midden’ of juist ‘achter’. De draairichting van de schroef en het afmeren over stuurboord of bakboord maakt verschil, maar over het algemeen geldt: maak het schip niet ‘dol’ door met grote klappen de schroef voor of achteruit te laten draaien. Door zelf beheerst te manoeuvreren, het overzicht te behouden en rekening te houden met anderen vaart iedereen wel. Net als in het echte leven.

Sluiskolk met draaideuren

De meest oorspronkelijke schutkolken werden voorzien van houten naar elkaar toekerende draaideuren, die in gesloten positie in een V-stand met de kopse kanten tegen elkaar aandrukten. De sluisdeuren waren zo gesitueerd dat de ‘V’ richting het hogere water wees: gesloten zou de hogere waterstand aan die zijde de sluisdeuren vast tegen elkaar aandrukken en zo de kracht van het water kunnen weerstaan. In beide of soms in één van het sluisdeurensamenstel bevindt zich de elektrisch, hydraulisch of handbediende schuif om de ‘Wet van de communicerende vaten’ in werking te laten treden. Hieronder op het bovenaanzicht van een schutkolk met draaideuren zijn links aan de hoge zijde de sluisdeuren opengezet zodat schepen de schutkolk in en uit kunnen varen, de sluisdeuren draaien weg in een ‘kamer’ zodat deze beschermd zijn en geen belemmering vormen voor de doorvaart van schepen. Rechts zijn de sluisdeuren gesloten, als een ‘V’ in de richting van de hogere waterstand.

Sluiskolk met draaideuren

Sluiskolk met dubbele draaideuren

Hieronder op de afbeelding een schutkolk met dubbele draaideuren, welke in gesloten stand van elkaar afwijzen. Deze inrichting van een schutsluis wordt toegepast wanneer aan één of wellicht aan beide zijden sprake is van een wisselende waterstand. Dit doet zich met name voor bij zeesluizen waar de waterstand aan de zeezijde wisselend is door de getijdenbewegingen. Stel dat de zeezijde zich links van deze schutkolk bevindt: Bij hoogwater ofwel vloed worden dan de linkerdeuren gebruikt, met de ‘V’ naar zee ofwel het hogere water wijzend. Bij laagwater ofwel eb worden de rechter deuren gebruikt, met de ‘V’ richting het kanaal of een haven wijzend, wanneer het water achter de sluis hoger staat dan het zeewater. In de afbeelding zijn alle sluisdeuren gesloten, ter illustratie.

Sluiskolk met dubbele draaideuren

Vloeddeuren

Merwedesluis in Gorinchem met vloeddeuren voor de schutsluis

Er zijn ook sluizen met dubbele deuren welke beiden in dezelfde richting van het hogere water staan opgesteld, zoals bij de Merwedesluis in Gorinchem. De hogere deuren zijn dan niet bestemd om te gebruiken tijdens het schutten, maar zijn bedoeld als vloeddeuren bij extreem hoog water op de rivier, of bij calamiteiten, bijvoorbeeld wanneer de achterliggend sluisdeuren defect zijn geraakt, of in onderhoud. De hogere vloeddeuren evenaren de hoogte van de aansluitende rivierdijk. Aan de rivierdijken zijn ook nog de sponningen in de sluisdeur te zien waarin de zogeheten ‘schotbalken’ ingelaten kunnen worden. Ook op die wijze kan de doorgang van de sluis afgesloten worden, maar dan zijn er wel degelijk bijzondere omstandigheden gaande.

Sluiskolk met schuifdeuren

Dit bovenaanzicht laat een sluiskolk zien met schuifdeuren, de deuren schuiven in een ‘dok’ haaks op de sluiswand. De schuifdeuren worden veelal verschoven door middel van een tandheugel en tandwielen, aangedreven door elektromotoren. Maar bediening met hydraulische cilinders komt ook voor. De schuifdeuren zijn veelal dubbelwandig en van staal, en zijn geballast zodat deze niet ‘opdrijven’ zoals een stalen schip. Door de dubbelwandige sluisdeuren tot in zekere mate te vullen met ballast drijven de deuren enerzijds niet op en drukken ze relatief minder zwaar op de sluisdrempel, zo blijven ze beweegbaar.

Eenzelfde principe wordt ook gebruikt bij de deuren van de Maeslandtkering bij Hoek van Holland, bij het sluiten van de stormvloedkering worden de deuren leeggepompt zodat ze gaan drijven, eenmaal op hun plaats worden de deuren gevuld met water zodat deze afzinken op de bedding van de Nieuwe Waterweg. Op deze wijze kan ook het gewicht van de schuifdeuren worden gereguleerd.

Het voordeel van schuifdeuren is dat de deuren aan beide zijden belast kunnen worden, met andere woorden, de deuren blijven functioneren, ongeacht of het hogere water zich links of rechts van de deuren bevindt. Er bestaan ook sluisdeuren waarvoor wel verschil uit maakt, maar bij schuifdeuren niet. Een ander voordeel is dat de volledige schutkolk kan worden benut voor de scheepvaart. Er bevinden zich in de schutkolkwanden geen uitsparingen waarin de draaideuren worden opgenomen. Er is dus ook geen vrij te houden ‘draaicirkel’ van de deurenndie vrij moeten blijven. Een nadeel van schuifdeuren is dat deze sluizen veel ruimte innemen, om de schuifdeuren in te ‘dokken’. Bij de schutkolk op deze tekening bevinden zich geen schuiven in de sluisdeuren, maar zijn er ‘doorlaatkanalen’ om het principe van de communicerende vaten te realiseren.

Sluis met schuifdeuren en doorlaatkanalen en kleppen in de sluiswanden.

Sluis met hefdeur

Deze afbeelding toont een dwarsdoorsnede van een sluis met hefdeuren. De schepen varen in geopende stand onder de sluisdeur door. Het voordeel van deze sluizen is dat er een brede doorvaartbreedte kan worden gerealiseerd met behoud van sterkte van de deuren, terwijl het sluiscomplex zelf relatief weinig ruimte inneemt, anders dan bij schuifdeuren. Op deze wijze kunnen twee schutkolken direct naast elkaar worden gebouwd. De sluisdeuren worden hangen aan staalkabels die over een wiel worden geleid. Dit wiel wordt aangedreven door een elektromotor. Aan deze staalkabel hangen contragewichten, vergelijkbaar met het gewicht van de sluisdeur. Zo kan de sluisdeur met relatief weinig vermogen worden bewogen, bij het uitvallen van de elektriciteit mogelijk zelfs met handkracht. Nadeel is echter de doorvaarthoogte die beperkt wordt door de geheven deur. Ook iets om rekening mee te houden wanneer je aan boord van plan bent om schilderwerk te gaan doen. Verstandig om daarmee te wachten tot na het schutten. Want de geheven sluisdeur druipt na.

Keer- en schutsluis bij Urk, vergelijkbaar met de sluizen bij Lemmer en Kraggenburg. De houten deuren worden gebruikt bij het schutten van schepen, de groene hefdeuren is de vloeddeur te gebruiken bij onderhoud en calamiteiten.
Sluis met hefdeur