1 Inleiding Verantwoording Opsteller en begeleidingscommissie Leeswijzer 4

Transcriptie

1 Module C2200 Hydraulisch functioneren van regenwatervoorzieningen Inhoud 1 Inleiding Verantwoording Opsteller en begeleidingscommissie Leeswijzer 4 2 Kader en uitgangspunten Systematiek Principe hydraulisch functioneren Afvoerend oppervlak (inventarisatie) Inloopmodel Neerslagbelasting Klimaatontwikkeling 10 3 Toetsing functioneren Overbelasting voorzieningen Reguliere werking Werkwijze 14 4 Benutten regenwater Principe functioneren Basisgegevens Dimensioneren Vuistregels Tabel Rekenmodel 17 5 Bergen/infiltreren regenwater Principe functioneren Systemen Uitgangspunten en gegevens Doorlatendheid ondergrond Berging voorziening Infiltratieoppervlak en ledigingscapaciteit Grondwaterstand Dimensioneren Vuistregels Tabel Rekenmodel 29 6 Behandelen regenwater Principe van regenwaterbehandeling Systemen voor regenwaterbehandeling 31 Hydraulisch functioneren van regenwatervoorzieningen C2200 Leidraad Riolering 1

2 6.3 Dimensioneren van voorzieningen voor regenwaterbehandeling Uitgangspunten Vuistregels Tabel 32 7 Afvoeren regenwater Principe functioneren Maatgevende regen- en overloopintensiteit Dimensioneren van stromingselementen Afvoergoot Gesloten leiding Overlaat Doorlaat 40 8 (Reken)voorbeelden Werkwijze Benutten regenwater Infiltreren bij de woning Woonwijk met wadi en afvoer via de straat Doorlatende verharding Vorm infiltratievoorziening Vergelijking uitkomsten rekenmodel en tabel 55 Trefwoorden 57 Bijlage 1 60 Bijlage 2 67 Leidraad Riolering C2200 Hydraulisch functioneren van regenwatervoorzieningen 2

3 1 Inleiding Het waterbeleid in Nederland richt zich op het scheiden en gescheiden houden van regenwater en afvalwater. In dit beleid is het in principe niet wenselijk om regenwater via een traditioneel rioolstelsel naar een centrale zuivering af te voeren. Module C2200 behandelt het ontwerp en de toetsing van het hydraulisch functioneren van regenwatervoorzieningen. Regenwatervoorzieningen kunnen het regenwater benutten, bergen, infiltreren, behandelen en/of afvoeren (zie figuur 1.1). neerslag verdamping Figuur 1.1 Wegen van het regenwater benutten infiltreren afstromen bergen overlopen oppervlakte water afvoeren afvoeren ondergrond behandelen 1.1 Verantwoording De module Hydraulisch functioneren van regenwatervoorzieningen is een aanvulling op module C2100, Rioleringsberekeningen, Hydraulisch functioneren. De module C2100 richt zich met name op het functioneren van systemen en de toetsing daarvan door een rekenmodel met een nietstationaire belasting. De module C2200 beschrijft het functioneren van kleinschalige systemen, vaak opgebouwd uit een beperkt aantal elementen. Hierbij gaat het bijvoorbeeld om de controle van: regenwatertanks voor het benutten van regenwater; infiltratievoorzieningen; voorzieningen om water (tijdelijk) te bergen; systemen om water te behandelen en af te voeren. De controle van de werking van (onderdelen van) voorzieningen vindt hoofdzakelijk plaats met indicatieve vuistregels en tabellen. De module C2200 is specifiek gericht op de controle van het hydraulisch functioneren van regenwatervoorzieningen. Daarnaast zijn er modules beschikbaar voor het Beheer van regenwatervoorzieningen (C3200) en Functioneel ontwerp van regenwatervoorzieningen (B2200). Doel van de module U krijgt in deze module voorbeelden over de werking van de diverse onderdelen van een regenwatersysteem. De module C2200 geeft inzicht in de samenhangende werking van de onderdelen van een regenwatersysteem. Met C2200 beoordeelt u het functioneren van de voorzieningen in verschillende omstandigheden: Bij extreme omstandigheden gaat het om overbelasting van de berging en/of afvoercapaciteit van een voorziening. Bijvoorbeeld het overlopen van een wadi naar open water en het buiten zijn oevers treden van een afvoergoot in de straat. Bij gemiddelde omstandigheden draait het om de effectiviteit van een voorziening. Denk aan de verdeling van de afvoer van regenwater naar de verschillende bestemmingen: grondwater, oppervlaktewater en zuivering. Hydraulisch functioneren van regenwatervoorzieningen C2200 Leidraad Riolering 3

4 Vuistregels en tabellen Het functioneren van regenwatervoorzieningen beoordeelt u op de volgende eigenschappen: Reguliere werking van de voorziening, aan de hand van de waterbalans; Overbelasting van (onderdelen van) voorzieningen, zoals afvoergoten. De beoordeling van de reguliere werking van een voorziening is gebaseerd op eenvoudige kenmerken: de berging en de ledigingscapaciteit van een voorziening. De ledigingscapaciteit geeft aan hoe snel het water uit de voorziening afvoert zonder over te lopen. Bij infiltratievoorzieningen is de ledigingscapaciteit bijvoorbeeld afhankelijk van de doorlatendheid van de omliggende grond. De beoordeling van de overbelasting van een voorziening is gebaseerd op een maatgevende afvoercapaciteit. De maatgevende afvoercapaciteit is gekoppeld aan uw keuze voor een acceptabele herhalingstijd van overbelasting van de voorziening. In de module is de beoordeling uitgewerkt aan de hand van vuistregels en tabellen. In de uitwerking van de tabellen zijn keuzes gemaakt voor de verdeling van het aangesloten afvoerend oppervlak in de verschillende typen. Niet alle situaties zijn daarom één op één door te vertalen naar een tabel. Dit betekent dat u de werking van een voorziening vaak bij benadering bepaalt. Het advies is om bij de keuze van uitgangspunten en aannamen aan de veilige kant te blijven. De beperkingen van deze aanpak komen vooral naar voren bij de schematisering van complexe systemen. De werking van het ene systeem bepaalt de belasting van het volgende systeem. Voor dit soort samengestelde systemen is het noodzakelijk om rekenmodellen te gebruiken. 1.2 Opsteller en begeleidingscommissie De module is opgesteld door ir. Harry van Luijtelaar van adviesbureau Tauw bv en ir. Ton Beenen van Stichting RIONED. Een aantal deskundigen heeft bijgedragen aan de totstandkoming van deze module: François Clemens Olaf Jansen Emil Hartman Theo van der Kroon Gert Lemmen Guus Rameckers Witteveen+Bos, Deventer Gemeente Assen DHV, Amersfoort Gemeente Arnhem Grontmij, Houten Gemeente Weert 1.3 Leeswijzer Hoofdstuk 2 beschrijft het kader en de uitgangspunten voor de beoordeling van de werking van (onderdelen van) regenwatervoorzieningen en -systemen. Hoofdstuk 3 gaat in op de maatstaven en meetmethoden voor de toetsing van het functioneren van regenwatervoorzieningen. Hoofdstuk 4 behandelt het functioneren van voorzieningen voor het benutten van regenwater voor huishoudelijk gebruik op kleine schaal. Hoofdstuk 5 behandelt het functioneren van voorzieningen om regenwater te bergen en waar mogelijk te infiltreren in de bodem. Hoofdstuk 6 behandelt het functioneren van voorzieningen voor het behandelen van regenwater. Hierbij gaat het vooral om lokale en decentrale zuiveringsvoorzieningen van regenwater. Leidraad Riolering C2200 Hydraulisch functioneren van regenwatervoorzieningen 4

5 Hoofdstuk 7 behandelt het functioneren van stromingselementen als onderdeel van regenwatervoorzieningen en -systemen. Hoofdstuk 8 licht met rekenvoorbeelden het functioneren van regenwatervoorzieningen en -systemen toe. Ook gaat het hoofdstuk in op de aandachtspunten per onderwerp. Bijlage 1 en 2 geeft een serie tabellen voor de beoordeling van het functioneren van voorzieningen, berekend met en zonder inloopmodel. Hydraulisch functioneren van regenwatervoorzieningen C2200 Leidraad Riolering 5

6 2 Kader en uitgangspunten Hoofdstuk 2 beschrijft het kader en de uitgangspunten voor de beoordeling van het functioneren van onderdelen van regenwatervoorzieningen en -systemen. 2.1 Systematiek De module richt zich op de controle van het hydraulisch functioneren van individuele voorzieningen. Denk aan vegetatiedaken, installaties voor het benutten van regenwater, straatgoten, infiltratievoorzieningen, behandelvoorzieningen, overlaten, doorlaten en riolen. Een systeem kan deze voorzieningen onderling koppelen. Figuur 2.1 geeft een systeem van drie gekoppelde voorzieningen aan. De volgorde van de koppeling van de voorzieningen is belangrijk. In de meeste systemen zijn de voorzieningen gekoppeld in een boomstructuur, waarbij er sprake kan zijn van meerdere bestemmingen van het regenwater (de wortels). Voor de analyse van het functioneren van het systeem werkt u stroomafwaarts van de takken naar de wortels. Het vegetatiedak vangt het regenwater op en loopt over via een regenpijp naar een molgoot die uitkomt in een infiltratieriool. De inloop van neerslag van straatoppervlak belast eerst het infiltratieriool dat overloopt naar het oppervlaktewater. Figuur 2.1 Voorbeeld van een systeem opgebouwd uit regenwatervoorzieningen afvoerend oppervlak dak voorzijde woning oprit, trottoir, straat voorziening vegetatiedak molgoot infiltratieriool bestemming bodem De inloop van regenwater in een voorziening is (volgens module C2100) gemodelleerd als een reservoir met oppervlakteberging. Het reservoir bergt het water, waar het infiltreert via de onderneerslag oppervlaktewater Deze module laat de werking van een regenwatersysteem met overlopen naar een gemengd systeem buiten beschouwing. Dergelijke situaties kunt u (vaak vereenvoudigd) meenemen in een controleberekening met een rioleringsmodel. De getalsmatige invulling van de kwaliteitsparameters blijft in de uitwerking van maatstaven en meetmethoden buiten beschouwing. Een inschatting van de kwalitatieve aspecten kunt u wel meenemen als randvoorwaarde voor het hydraulisch functioneren van een voorziening. Dat kan bijvoorbeeld in het kader van onderhoud of mogelijke vervuiling van bodem en grondwater. 2.2 Principe hydraulisch functioneren Het hydraulisch functioneren van een regenwatervoorziening bestaat uit twee fasen: De inloop van het regenwater via het afvoerend oppervlak naar een voorziening. De verwerking van regenwater in een voorziening. Leidraad Riolering C2200 Hydraulisch functioneren van regenwatervoorzieningen 6

7 grond naar het grondwater of verdampt naar de atmosfeer. De netto neerslag die overloopt, stroomt via het afvoerend oppervlak eventueel vertraagd af naar een regenwatervoorziening. De netto neerslag waarmee een voorziening wordt belast heet de inloop. neerslag oppervlakte berging verdamping netto neerslag afstromingsvertraging inloop regenwatervoorziening overbelasting Figuur 2.2 Functioneren regenwatervoorziening en de inloop van neerslag van het afvoerend oppervlak infiltratie berging overloop, bypass afvoer naar bodem oppervlaktewater zuivering Een regenwatervoorziening werkt als een reservoir dat regenwater bergt en meer of minder vertraagd afvoert naar de primaire bestemming: grondwater, oppervlaktewater of zuivering (figuur 2.2). Een regenwatervoorziening werkt ook als een hydraulisch element om regenwater te transporteren. Een reservoir dat regenwater (wel of niet tijdelijk) bergt moet altijd zijn voorzien van een zogenaamde overloop. Bij rioolstelsels is dit een overstort. Voorzieningen met een beperkte afvoer- en/of overloopcapaciteit kunnen overbelast raken, waardoor er in principe water op straat kan ontstaan. De toepassing van een stuw met doorlaat of een gelimiteerde pompcapaciteit kan de afvoer van een voorziening vertragen. Een zuiveringsvoorziening heeft vaak een geknepen capaciteit om een verwijderingsrendement voor bezinkbare deeltjes te waarborgen en is daarom vaak voorzien van een bypass (een overloop). 2.3 Afvoerend oppervlak (inventarisatie) Het aangesloten afvoerend oppervlak is een belangrijk gegeven in de bepaling van het functioneren van een regenwatervoorziening. Voor de inventarisatie van het afvoerend oppervlak houdt u de volgende indeling aan: Type oppervlak: gesloten verhard open verhard dak onverhard. Type afstromingvertraging: hellend vlak vlak uitgestrekt. Type bestemming: zuivering oppervlaktewater grondwater geen. Hydraulisch functioneren van regenwatervoorzieningen C2200 Leidraad Riolering 7

8 Het volledige document is beschikbaar voor begunstigers. Dit document is volledig beschikbaar voor begunstigers van Stichting RIONED. Als uw organisatie begunstiger is, kunt u inloggen via Vervolgens kunt u dit document volledig bekijken door hier te klikken. Meer informatie over het begunstigerschap van Stichting RIONED kunt u vinden op