Stoomgemalen voor polders en boezems

In een eerdere bijdrage aan Flevolands Geheugen over aandrijfwerktuigen voor de bemaling van polders ben ik vooral ingegaan op de invoering van stoombemaling voor polders. Deze keer meer over de gemalen zelf en hun toepassing voor de bemaling van polders en boezems.

Stoommachines voor de bemaling van polders en boezems zijn vooral in de tweede helft van de negentiende eeuw toegepast. Enkele bekende voorbeelden hiervan zijn de gemalen Cruquius, Leeghwater en Lijnden voor de droogmaking van het Haarlemmermeer van 1848-1852 en de bemaling van de Haarlemmermeerpolder. In verband met de droogmaking zijn toen tevens de stoomgemalen bij Spaarndam (1846) en Halfweg (1852) gebouwd voor de bemaling van de boezem van Rijnland, die door de droogmaking behoorlijk werd verkleind.

Het grootste stoomgemaal in ons land is het Ir. D.F. Woudagemaal bij Lemmer voor de bemaling van de Friese boezem, dat in 1920 gereed kwam. Dit gemaal is nog steeds operationeel en kan bij extreem natte perioden worden ingezet. Sinds 1998 staat het gemaal op de Werelderfgoedlijst van UNESCO.

Naast de inzet bij de droogmaking van het Haarlemmermeer zijn stoomgemalen ook ingezet bij de droogmaking van een aantal andere droogmakerijen. Aanvankelijk gebeurde dit in combinatie met windmolens, zoals bij de droogmaking van de Zuidplaspolder (1828-1840). Zoals ik eerder heb beschreven is de Polder van Nootdorp (1840-1844) de eerste polder geweest die met uitsluitend een stoomgemaal is drooggemaakt. In een aantal polders vervingen de stoomgemalen de bemaling door windmolens.

De bemalingscapaciteit die bij stoombemaling in polders werd toegepast bedroeg veelal 8 millimeter per dag, gerekend over de oppervlakte van de polder. In een aantal polders zijn hogere capaciteiten toegepast, tot zelfs meer dan 25 mm/dag. Veelal was dit nodig in verband met de sterke kwel. Bij een aantal kleinere polders is het waarschijnlijk zo geweest dat de toch al kleine machine reeds tot een grote capaciteit in mm/dag leidde.

Door de invoering van de stoombemaling werd het mogelijk ook 's winters lagere polderpeilen te handhaven. Van de Waterstaatskaarten in Nederland zijn vijf edities uitgebracht, ongeveer eenmaal per dertig jaar. De eerste editie dateert uit de periode 1860–1870. Hierop worden alleen de zomerpeilen vermeld, omdat bij de bemaling door windmolens de landen ’s winters vaak dras waren, of zelfs onder water stonden. In de tweede editie van de waterstaatskaarten, die dateert uit het einde van de negentiende eeuw, worden dan ook de winterpeilen vermeld, die vaak zo’n twintig centimeter lager waren dan de zomerpeilen.

Ten behoeve van polderbemaling zijn een aantal typen stoommachines in gebruik geweest, waaronder directwerkende horizontale stoommachines, enkelwerkende balansmachines, horizontale compoundmachines, tandem compoundmachines, en dubbelwerkende stoommachines volgens het stelsel van James Sims.

In verband met de discussies voorafgaand aan de droogmaking van het Haarlemmermeer heeft het rapport van G. Simons en A. Greve Verhandelingen over de stoombemaling van polders en droogmakerijen (1844) een belangrijke rol gespeeld. Hierin gaven zij een uitvoerige verhandeling van de voor- en nadelen van verschillende typen stoommachines. Op grond daarvan concludeerden zij:

"Dat voor de watermaling meest doelmatig zijn stoomtuigen van hoge drukking met uitzetting en verdikking van stoom of zogenaamde Cornwallsche stoomtuigen; Dat deze moeten zijn van dubbele werking, indien zij op schepraderen en vijzels zullen toegepast worden; Dat die van enkele werking daarentegen de voorkeur verdienen, indien pompen kunnen gebruikt worden."

In zijn boek Polders en Droogmakerijen (1909) vermelde A.A. Beekman dat tot ongeveer 1880 in de stoomgemalen meestal ééncilinder-stoommachines gebruikt werden. J.F. Ligtenberg (1925) schreef dat aan het einde van de negentiende eeuw en het begin van de twintigste eeuw voor grotere bemalingen waterpijpketels zijn toegepast.

Onder het rendement van een bemalingswerktuig werd verstaan de verhouding van het geleverde vermogen van het opvoerwerktuig tot het vermogen van het aandrijfwerktuig. Het rendement was voor alle typen opvoerwerktuigen verschillend, en hing onder meer sterk af van de opvoerhoogte en de capaciteit. Elk stoomgemaal had bij een zekere opvoerhoogte, capaciteit en toerental van het opvoerwerktuig het grootste rendement. Gunstige waarden voor het aandrijfwerktuig waren ten tijde van de stoombemaling 0,8‑0,9, voor het opvoerwerktuig 0,60‑0,85 en voor de overbrenging 0,9, zodat het totale rendement 0,50‑0,75 kon bedragen.

De capaciteit van stoomgemalen werd doorgaans uitgedrukt in waterpaardekracht, waarbij 1 waterpaardekracht het vermogen was om 75 liter water in 1 seconde 1 meter op te voeren.

Ten aanzien van het beschikbare vermogen was, naast het door de machines te leveren vermogen, de tijd van belang die benodigd was om de machines op te starten, de benodigde tijd voor schoonmaken, en de bediening. Bij stoommachines kon het aanvankelijk 10-30 uur duren voordat zij bedrijfsklaar waren. De waterpijpketels die later werden toegepast hadden nauwelijks anderhalf uur nodig om in bedrijf te worden gesteld.

Ook was van belang dat de ketels van stoommachines éénmaal per week dienden te worden schoongemaakt, zodat voor de bemaling ongeveer 25 werkdagen per maand beschikbaar waren. Als extra ketels werden geïnstalleerd, hoefde het schoonmaken geen stilstand te veroorzaken. Simons en Greve namen in verband hiermee voor de Haarlemmermeerpolder aan dat er ten minste één extra ketel was, waardoor de reden van gedwongen stilstand verviel, en vooral in perioden met een groot waterbezwaar 30 werkdagen per maand beschikbaar waren. Volgens H.E. Boer en J.A. Kielman (1956) kon, bij toepassing van stoommachines, bij kleine polders waar de bediening door één persoon plaatsvond, het aantal maaluren niet boven 18 uur per dag worden gesteld.

Voor wat betreft de opvoerwerktuigen die bij stoombemaling zijn toegepast kunnen vooral genoemd worden: zuigpompen, zuigperspompen en centrifugaalpompen. Zuigpompen zijn toegepast in horizontale en verticale uitvoering. Ze konden enkelwerkend of dubbelwerkend zijn. Adrien Huet vermelde dat zuigpompen de eenvoudigste oplossing boden voor het opvoeren van grote hoeveelheden water tot maximaal 10 meter hoogte. De veruit belangrijkste toepassing van zuigpompen is voor de stoombemaling van de Haarlemmermeerpolder geweest. Het wat mij betreft bekendste voorbeeld van de toepassing van zuigperspompen is bij de droogmaking van de Prins Alexanderpolder (1865-1874) geweest.

In de eerste helft van de twintigste eeuw zijn de stoomgemalen vervangen door vooral diesel en elektrische gemalen. Inmiddels zijn de meeste gemalen elektrisch.