Waterdoorlatende bestratingen als bronmaatregel binnen het kader van integraal waterbeheer. Dr.ir. Anne Beeldens Opzoekingscentrum voor de Wegenbouw

Transcriptie

1 Integraal waterbeheer Waterdoorlatende bestratingen als bronmaatregel binnen het kader van integraal waterbeheer Dr.ir. Anne Beeldens Opzoekingscentrum voor de Wegenbouw Water = systeem Beheer van Waterhoeveelheden Waterkwaliteit Leven in en rond water Duurzame en blijvende aanpak van Verontreiniging Teloorgang van de waterlopen Uitputting van de grondwaterlagen Verdroging Wateroverlast Integraal waterbeheer Geschiendenis integraal waterbeleid- wereldvlak Overeenkomst van RAMSAR (1979): watergebieden van internationale betekenis als habitat voor watervogels: oprichten van natuurgebieden Verdrag van Helsinki (1992): bescherming en gebruik van grensoverschrijdende waterlopen en internationale meren Bekkengericht waterbeleid Strengere maatregelen Bronmaatregelen UNCED RIO (1992): Agenda 21 Beklemtoning van noodzaak voor integraal waterbeheer Vastleggen van nationale Geschiendenis integraal waterbeleid- Europees vlak Ontwerp van Kaderrichtlijn WATER Coördinatie, integratie en verdere ontwikkeling voor duurzaam watergebruik Onderverdeling in stroomgebiedsdistricten Voor elke lidstaat, per stroomgebieddistrict: - Analyse van kenmerken van stroomgebied - Beoordeling van effecten van menselijke activiteit - Economische analyse van watergebruik - In kaart brengen van mogelijk drinkwateronttrekking - Opstellen monitorprogramma Gewestelijk kader Vlaamse regering 2003: decreet betreffende het integraal waterbeleid Beleid gericht op het gecoördineerd en geïntegreerd ontwikkelen, beheren en herstellen van watersystemen met het oog op het bereiken van de randvoorwaarden die nodig zijn voor het behoud van dit watersysteem als zodanig, en met het oog op het multifunctionele gebruik, waarbij de behoeften van de huidige en komende generaties in rekening worden gebracht - Maatregelen vastleggen per stroomgebiedsdistrict en beheerplan opstellen

2 Decreet betreffende het integraal waterbeleid: doelstellingen Bescherming, verbetering of herstel van oppervlaktewater- en grondwaterlichamen (goede toestand dient bereikt te zijn in 2015) Voorkomen en verminderen van verontreiniging van oppervlakteen grondwater Duurzaam beheer van voorraden aan oppervlakte- en grondwater Voorkomen van verdere achteruitgang van aquatische ecosystemen Verbeteren en herstellen van aquatische exosystemen Beheer van hemelwater en oppervlaktewater zo dat Het hemelwater zoveel mogelijk verdampt of nuttig wordt aangewend of geïnfiltreerd en dat het overtollig hemelwater en effluentwater gescheiden van het afvalwater en bij voorkeur op vertraagde wijze via het oppervlaktewaternet wordt afgevoerd Terugdringen van landerosie Beheer en ontwikkelen van waterwegen Integrale afweging van diverse functies van watersysteem Bevorderen van betrokkenheid van de mens met watersysteem Decreet betreffende het integraal waterbeleid: beginselen Standstillbeginsel (geen achteruitgang) Preventiebeginsel Bronbeginsel Voorzorgsbeginsel vervuiler betaalt -beginsel Kostenterugwinbeginsel Herstelbeginsel Participatiebeginsel Beginsel van hoog beschermingsniveau Watersysteem is ordenend principe in ruimtelijke ordening Evaluatie ex ante Decreet betreffende het Integraal Waterbeheer: instrumenten Watertoets Nagaan van schadelijk effect bij verlenen van vergunning, een plan of programma Geen schadelijk effect - voorwaarden om schadelijk effect te beperken, te herstellen of te compenseren Beoordelingsdiagramma s Voor ambtenaren Goedkeuring indien voldaan wordt aan uitvoeringsbesluit voor ruimtelijke ordening, mogelijke doorverwijzing naar adviesinstantie (provinciaal) Uitvoeringsbesluit ruimtelijke ordening: besluit van de Vlaamse regering van 1 oktober 2004 (gew. 23/6/2006) houdende vaststelling van een gewestelijke stedenbouwkundige verordening inzake hemelwaterputten, infiltratie-voorzineingen, buffervoorzineingen en gescheiden lozing van afvalwater en hemelwater Minimale voorschriften voor het lozen van nietverontreinigdhemelwater, afkomstig van verharde oppervlakken: Gebruik van hemelwater Infiltratie en buffering Afvoeren met een beperkt debiet Eigen (strengere) regeling is mogelijk per gemeente/provincie (vb. Vlaams-Brabant) Verhardingen aangelegd met waterdoorlatende klinkers tellen slechts voor 50% mee in het referentieoppervlak van de verharding Uitvoeringsbesluit ruimtelijke ordening: Van toepassing op bouwen of herbouwen van gebouwen of constructies met horizontale dakoppervlakte groter dan 75 m² of bij uitbreidingen van meer dan 50m² Aanleggen of heraanleggen van verharde grondoppervlakken, indien de referentieoppervlakte van de verharding groter is dan 200 m² (uitzonderingen mogelijk) Oplossingen: 1. Gebruik van water door middel van regenwaterputten 2. Aanbrengen van infiltratievoorzieningen 3. Vertraagde afvoer via afvoerbegrenzer (weinig doorlatende bodem (<10-5 m/s) of hoge waterstand, aanwezigheid van drinkwatergewinning) Waterbeheer Privédomein, industrieel of openbare ruimte: individuele voorzieningen of collectieve voorzieningen Bronmaatregelen: Lokale maatregelen, opwaarts genomen Voorkomen van vervuiling van het water dat aan het oppervlak afstroomt Vermijden van hydraulische belasting Buffervolume met vertraagde afvoer Lediging is belangrijk: water mag niet in de structuur blijven Infiltratie, hergebruik, vertraagde afvoer, [@ VLARIO KATERN: Infiltratietechnieken]

3 Buffering in de structuur: groendaken Buffering met hergebruik: regenwaterputten Groendaken dienen niet meegerekend te worden in het referentieoppervlak volgens het uitvoeringsbesluit ruimtelijke ordening Gebruik van hemelwater als voorkeursmaatregel Onmiddellijke infiltratie in de bodem Niet bedekte bodem: dolomietbedekking, steenslagbedekking, Bedekte oppervlakken: waterdoorlatende straatstenen (langs voegen, openingen of doorheen de stenen); grasdallen (beton, plastiek), drainerend asfalt (over volledige dikte), Berging in open structuren: infiltratiebekkens Berging in open structuren: infiltratiebekkens, lineaire elementen, grachten Berging in gesloten voorzieningen: infiltratieputten en -buizen Infiltratiebekkens

4 Infiltratiebekkens Lineaire elementen langs wegen Infiltratiebekkens met granulaire materialen Waterdoorlatende bestratingen Doel waterdoorlatende bestratingen Voorkomen hemelwaterafvoer via rioleringssystemen Voorkomen van afstroming: sterk verminderen van kans op overstroming in lager gelegen gebieden Grondwaterpeil op niveau Waterafvoer economischer Milieuvriendelijker Ontwerpparameter: Regen die eens om 30 jaar voorkomt gedurende 10 minuten: 270 l/s/ha Veiligheidsfactor 2 => 5.4 x 10-5 m/s Principe waterdoorlatende bestrating Conceptverandering: water in de structuur MAAR: geen continue verzadiging: drainage en/of infiltratie dient voorzien te worden (50% van oppervlak dient maar ingerekend te worden volgens uitvoeringsbesluit van ruimtelijke ordening) Werkingsprincipe: Buffering hemelwater in de structuur Infiltratie hemelwater in de grond, waar mogelijk Vertraagde afvoer van hemelwater naar grachten, rioleringsstelsels,

5 Onmiddellijke buffering van het regenwater Vertraagde afvoer Mogelijkheid tot infiltratie (afhankelijk van de ondergrond en van de hoogte van grondwaterspiegel) Oppervlakteafstroming veel beperkter Gereduceerde rioolafvoer Visueel esthetische effecten Voordelen GEEN infiltratie in geval van beschermingszone 1 of 2 van drinkwaterwingebied Beperkingen Beperkte verkeersbelasting: voetpaden, fietspaden, autoparkings, pleinen en wandelstraten, zwak verkeer (max. 25 vrachtwagens per dag) Beperkte hoogte voor doorlatende straatstenen: 8 cm of 10 cm Volledig doorlatende structuur is nodig: water moet weglopen uit de structuur binnen een bepaalde tijdsspanne Stabiliteit van structuur naar belasting, maar ook naar doorlatendheid: filterstabiliteit => Korrelverdelingen van groot belang: beperkt aantal fijne deeltjes; gebruik puinafval in straatlaag wordt afgeraden om vergruizen en afbrokkelen tegen te gaan Totaal concept Waterdoorlatende stenen + waterdoorlatende fundering + waterdoorlatende grond (in geval van infiltratie) + gereduceerd afvoersysteem!professioneel ontwerp + vakkundige uitvoering! Compromis draagkracht doorlatendheid CONTROLE IS MOGELIJK!

6 BENOR certificatie stenen: PTV 122 Waterdoorlatende betonstraatstenen en -tegels Doorlatendheidscoëfficiënt in laboratorium op granulaten, zand en drainerend schraal beton Draineeropeningen en verbrede voegen: minstens 10% van (horizontaal) oppervlak Waterdoorlatendheid poreuze stenen: 5.0*10-5 m/s (individueel); 5.4*10-5 m/s (gemiddeld) Onderscheid poreuze stenen en stenen met verbrede voegen en drainageopeningen Open-end-test: doorlatendheid grond in situ Dubbele ring test: oppervlaktedoorlatendheid Proefproject op parking van -Sterrebeek in kader van IWT-project (instituut voor aanmoediging van Innovatie door Wetenschap en Technologie in Vlaanderen) Proefproject op parking van -Sterrebeek 12 verschillende proefvakken 2 types fundering-onderfundering: 0/32 met beperkte hoeveelheid fijn materiaal; 2/20 op 7/32 5 types straatstenen: poreuze straatstenen, stenen met verbrede voegen, met drainageopeningen, grasbetondallen, klassieke straatstenen Ondoorlatend membraan: waterdebiet en hoeveelheid wordt opgemeten (10 proefvakken) Leemgrond: beperkte infiltratie (2 proefvakken) Helling oppervlak 0.5 tot1%

7 Straatlaag in relatie tot type straatsteen Straatstenen met drainage-openingen: 2/7, voegvulling porfier 2/4 Poreuze straatstenen: straatlaag 0/7 in combinatie met voegvulling 0/2 Kwaliteit van de stenen! Eisen opleggen om vorming van fijn materiaal zo veel als mogelijk te vermijden Type waterdoorlatende straatsteen Waterondoorlatend membraan voor proefmetingen en drainagebuis Neerslag tijdens maand augustus 2006 WP 5: Proefparking TC3/11: Waterdoorlatende bestratingen Neerslag [l/s/ha] Augustus 2006

8 Stenen met drainage openingen Stenen met verbrede voegen debiet 408 debiet debiet 407 debiet Poreuze straatstenen met membraan Infiltratie in leembodem % 90% 8 80% 70% 6 4 debiet 305 debiet % 50% 40% 30% 20% 2 10% % Temps (h) (à partir du 10 sept 2005, 16h) Statische bufferingscapaciteit in de structuur Bufferingscapaciteit Amount of litres buffered in structure [l] Time [hours] - April 19, h0 Section 1 Section 2 Section 5 Section 6 Section 7 Section 8 Drainage openingen Verbrede voegen Poreuze stenen Fundering 2/20 Onderfundering 7/32 Vak 1: 103 mm Vak 2: 120 mm Vak 5: 94 mm Fundering 0/32 Vak 6: 42 mm Vak 7: 36 mm Vak 8: 36 mm Dit is de bufferingscapaciteit in het geval de infiltratie volledig gehinderd wordt Ontwerpregen: 270 l/s/ha gedurende 10 minuten = 16 mm

9 Werkingsprincipe van waterdoorlatende bestratingen Oppervlaktedoorlatendheid: metingen met dubbele ring parking Waterdoorlatende straatstenen: doorvoeren van water vanaan oppervlak naar fundering Porositeit van waterdoorlatende straatstenen zal bepalen bij welke regen geen afstroming plaatsvindt (cfr. Parking: regens tot 600 l/s/ha leidden niet tot overvloedige afstroming) Waterdoorlatende fundering zorgt voor doorvoer naar de grond of naar drainage: In geval van doorlatende grond: dikte fundering is functie van draagvermogen en van mogelijke vorstschade in de grond (beperkt gezien de grote doorlatendheid) fundering zal dienst doen als infiltratievoorziening In geval van niet doorlatende grond: dikte fundering in functie van nodig buffervermogen fundering zal dienst doen als buffer met vertraagde afvoer Drainerende openingen [1/8] Verbrede voegen [2/7] Poreuze stenen zonder membraan [4/3] Poreuze stenen met membraan [5/6] [7/32-2/20] > 4*10-4 m/s 5*10-4 m/s > 4*10-4 m/s 2.5*10-4 m/s 7.6*10-4 m/s 1.0*10-4 m/s 3.5*10-4 m/s 3*10-4 m/s 2.6*10-4 m/s 8.5*10-6 m/s 2.8*10-4 m/s 5.5*10-4 m/s [0/32] 2.7*10-3 m/s 5*10-5 m/s 1.9*10-3 m/s 5*10-5 m/s 1.5*10-4 m/s 1.1*10-4 m/s 3*10-4 m/s 8.2*10-5 m/s 1.5*10-4 m/s 3.5*10-4 m/s Klassieke stenen [9/10] < 2.4*10-5 m/s Kolomtest granulaten Dubbele ring 7/32 betonpuingranulaten 7/32 kalksteen 2/20 2/20 2/7 2/7 Betonpuin 1.19*10-1 m/s 9.8*10-2 m/s 1.4*10-2 m/s 2.2*10-3 m/s 6.3*10-3 m/s 2.7*10-3 m/s 1.8*10-4 m/s 1483 kg/m³ 1789 kg/m³ 1545 kg/m³ 1887 kg/m³ 1686 kg/m³ 1629 kg/m³ 1693 kg/m³ Betonpuin 5/25 1.4*10-2 m/s 1390 kg/m³ Projecten in situ: D Ieteren te Kortenberg Weg in platenbeton Overgang in poreuze straatstenen Parking in straatstenen met openingen m² Straatlaag 2/7; fundering 2/20; onderfundering 7/32 + 0/7

10 Dubbele ring-test Dubbele ring April 2006: op oppervlak met deels gevulde voegen: 3*10-4 m/s Poreuze stenen en niet gevulde delen : te grote doorlatendheid voor pomp Kortenberg D Ieteren : k= 2, m/s (joints remplis ) k> m/s (joints vides) Mesure open-end Mesure double anneau Non mesuré Wijgmaal, station : k= 4, m/s Oud-Heverlee, militair domein : k= 4, m/s St Niklaas, shopping center : m/s < k < m/s Na 2 jaar Koopcentrum Waasland, Sint-Niklaas poreuze steen (2003) Melsele Park & Ride (2001) Opgemeten projecten 3*10-4 m/s (augustus 2003), vers gevoegd oppervlak 7.6*10-5 m/s (september 2005), zonder voegvulling 2.5*10-5 m/s (september 2005), met voegvulling 6.8*10-4 m/s (april 2006) zonder voegvulling 2*10-5 m/s (september 2005), veel mos in de voegen Eisen voor bufferbekken 300/400 l per 20 m² referentieoppervlak Parking: 0/32: 800 l/ 20 m² 2/20+7/32: 2000 l/ 20m² Vergelijking met uitvoeringsbesluit Vertraagde afvoer 1500 l/uur/100 m² rerentieoppervlak Parking: knijpleiding: max. opgemeten debiet: 350 l/uur/100 m² Puurs : verkaveling 1, m/s Besluiten Type straatstenen en/of voegen bepaalt de oppervlaktedoorlatendheid, m.a.w. de hoeveelheid water, die in de structuur stroomt Fundering en onderfundering zorgen voor buffering van het water in de structuur Uitstroom en/of infiltratie bepaalt de bufferingstijd in de structuur 0/32 met beperkte hoeveelheid fijn materiaal geeft zeer goed resultaat, 2/20 en 7/32 heeft grotere buffercapaciteit maar kan leiden tot problemen voor verdichting, zeker bij grotere oppervlakken Hartelijk dank voor uw aandacht Voor verdere informatie : a.beeldens@brrc.be 02/ g.herrier@brrc.be 02/