CIVIELE GEZONDHEIDSTECHNIEK - CT3420 Riolering druklijn -0,19m H=0,26m -0,45m -0,70m oppervlaktewater maaiveld dekking > 0,8m
riolering civiele gezondheidstechniek - ct3420 Inhoudsopgave 1. Grondbeginselen 5 1.1 De riolering 5 1.1.1 Afvalwatersysteem 1.1.2 Functie van de riolering 1.2 Types rioolstelsels 5 1.2.1 Gemengde en gescheiden rioolstelsels 1.2.2 Verbeterde gemengde en verbeterde gescheiden rioolstelsels 1.2.3 Mechanische riolering 1.3 Onderdelen van rioolstelsels 9 1.4 Begrippen, definities en afkrotingen 11 2. Stelselkeuze 13 2.1 Stedenbouwkundige aspecten 13 2.2 Milieu-aspecten 15 2.2.1 Conculsies van de Nationale Werkgroep Riolering en Waterkwaliteit 2.2.2 Stelselkeuze en emissies: nadere analyse 2.2.3 Reductie van de emissies 2.2.4 Effecten van randvoorzieningen op de oppervlaktewaterkwaliteit 2.3 Invloed terreingesteldheid en aanwezig infrastructuur op stelselkeuze 22 2.4 Literatuur 22 3. Ontwerpgrondslagen 22 3.1 Hoeveelheden afvalwater 23 3.1.1 Huishoudelijk afvalwater 3.1.2 Industrieel afvalwater 3.1.3 Lekwater 3.1.4 Drainagewater 3.1.5 Vreemd water 3.2 Neerslag 26 3.2.1 Neerslaghoeveelheden en afvloeiingsgedrag 3.2.2 Regenduurlijnen 3.2.3 Het gebruik van regenduurlijnen 3.3 Literatuur 30 4. Hydraulische grondslagen 32 4.1 Basis formules 32 4.2 Permanente stroming 32 4.3 Hydraulische weerstanden in onderdelen van rioolstelsels 33 4.3.1 Overstorten 4.3.2 Zijdelingse overstorten 4.3.3 Openingen 4.3.4 Weerstand in geheel gevulde leidingen 4.3.5 Weerstand in gedeeltelijk gevulde leidingen 4.3.6 Uitstroomverliezen 4.3.7 Weerstand in putten 4.4 Berekening van de totale verliezen 40 4.5 Literatuur 40 2
civiele gezondheidstechniek - ct3420 riolering 5. Dimensionering rioolstelstels 41 5.1 Leidingdimensionering 41 5.2 Dimensionering van netwerk 43 5.2.1 Types netwerken 5.2.2 Dimensionering van vertakte netwerken 5.2.3 Dimensionering van vermaasde netwerken 5.2.3.1 Algemeen 5.2.3.2 Methode Cross 5.3 Voorbeeld dimensionering riolering 49 5.3.1 Basisgegevens 5.3.2 Basisontwerp 5.3.3 Invloed uitgangspunten op afmetingen riolen 5.3.4 Invloed aanleg AWZI 5.3.5 Ligging riolen 5.4 Dimensionering riolering van tunnels en onderdoorgangen 60 5.4.1 Voorbeeld 5.5 Literatuur 62 6. Aanleg 62 6.1 Structuurplan 62 6.2 Schetsontwerp ont- en afwatering 63 6.2.1 Drainage 6.2.2 Open water 6.2.3 Structuur rioleringsplan 6.3 Definitief rioleringsplan 64 6.4 Bestek 65 6.4.1 Functies van het bestek 6.4.2 RAW-systematiek 6.4.3 Materiaalkeuze en constructieve aspecten 6.4.3.1 Materiaalkeuze 6.4.3.2 Constructieve aspecten 6.5 Aanbesteding 65 6.6 Uitvoering en toezicht 66 6.6.1 Voorbereiden 6.6.2 Ontgraven 6.6.3 Funderen 6.6.3.1 Oplegging op staal 6.6.3.2 Oplegging op sloven of roosters 6.6.3.3 Fundering op palen 6.6.4 Leggen van de buis 6.6.5 Aanvullen en verdichten 6.6.6 Sleufloze technieken 6.6.7 Toezicht 6.7 Literatuur 71 3
riolering civiele gezondheidstechniek - ct3420 4
civiele gezondheidstechniek - ct3420 1. Grondbeginselen In dit hoofdstuk worden de mogelijke types rioolstelsels en de verschillende onderdelen van rioolstelsels belicht. Vervolgens worden de voor het vakgebied essentiële termen en afkortingen behandeld. Tenslotte wordt een lijst gegeven van de vaktermen zoals deze in de Engels, Frans en Duitstalige literatuur worden gebezigd. 1.1 De riolering 1.1.1 Afvalwatersysteem De riolering maakt deel uit van het zo geheten afvalwatersysteem. Dit systeem bestaat uit de volgende onderdelen; de binnenriolering, de buitenriolering, gemalen en persleidingen en de afvalwaterzuiveringsinrichting. De binnenriolering bestaat uit sanitaire toestellen en overige toestellen die water verbruiken (vaatwasmachines, wasmachines etc.), uit standleidingen, liggende leidingen, grondleidingen en in en uitpandige regenwater afvoerleidingen. De bespreking van de afvalwaterzuiveringsinrichting valt buiten het bestek van deze handleiding. Het vervolg zal voornamelijk betrekking hebben op de buitenriolering. In een afzonderlijk hoofdstuk zal in het kort worden ingegaan op de binnenriolering. Daarbij zullen vooral die aspecten worden behandeld die van invloed zijn op de werking van de buitenriolering en de afvalwaterzuiveringsinrichting. riolering De buitenriolering omvat het eigenlijke stelsel waarmee het afvalwater wordt afgevoerd. Dit stelsel bevat naast ondergrondse leidingen putten, huisaanluitingen waarmee het afvalwater en het regenwater naar de riolering wordt geleid, straatkolken en aansluitleidingen van deze op de riolering, overstorten, stuwputten, gemalen, bergbassins en bergbezinkbassins. Daarnaast kunnen met name in hellende gebieden beken of overkluisde watergangen deel uitmaken van de riolering. In het oosten en het zuiden van Nederland komt deze situatie op enkele plaatsen voor. In tropische gebieden wordt het regenwater dikwijls met behulp van open kanalen afgevoerd. In veel gevallen wordt met behulp van deze kanalen tevens het afvalwater, gewenst of ongewenst, ingezameld en afgevoerd. De verstrengeling van oppervlaktewater afvoer en van de riolering levert in deze gebieden grote problemen op wanneer het gaat om de bescherming van de volksgezondheid en de behandeling van afvalwater. 1.1.2 Functie van de riolering Heden ten dage heeft de riolering tot doel het afvalwater in te zamelen en te transporteren tot buiten de bebouwde kom. Daarnaast speelt de riolering een belangrijke rol bij de afvoer van neerslag uit de bebouwde omgeving. Zowel de afvoer van afvalwater als van neerslag uit de bebouwde omgeving is van vitaal belang met het oog op de bevordering van de volksgezondheid en de handhaving van een goed woon en werkklimaat. Bij afwezigheid van riolering is een stad in de huidige samenleving onbewoonbaar en onleefbaar. Het belang dat aan de riolering moet worden toegekend kan mede worden geïllustreerd aan de hand van enkele cijfers. De lengte van de riolering in beheer bij gemeenten bedraagt ca 40.000 km. Particulieren beheren naar schatting 15 tot 20.000 km riolering. De vervangingswaarde van de gemeentelijke riolering bedraagt ca 30 miljard Euro. In 2002 werd ca 0.8 miljard Euro gestoken in de vervanging en aanpassing van de bestaande riolering. 1.2 Types rioolstelsels 1.2.1 Gemengde en gescheiden riool stelsels Het afvalwater en het regenwater kunnen door een en hetzelfde rioolstelsel worden afgevoerd. Een dergelijk stelsel wordt een gemengd rioolstelsel genoemd. (Zie figuur 1.1). De oudste rioolstelsels waren alle van het gemengde type. Aan dit type stelsels kleeft een 5
riolering civiele gezondheidstechniek - ct3420 Figuur 1.1 - Principe gemengd stelsel bezwaar. Om economische redenen worden in gemengde stelsels zo geheten overstorten aangebracht, waardoor overdimensionering van de stelsels wordt voorkomen. Via deze overstorten wordt bij hevige neerslag verontreinigd regenwater op het oppervlaktewater geloosd. De kwaliteit van het oppervlaktewater kan hierdoor, veelal tijdelijk, ernstig verminderen. Vissterfte, stank en visuele verontreiniging kan het gevolg zijn. Om het hoofd te kunnen bieden aan de negatieve invloed van gemengde rioolstelsels op de waterkwaliteit zijn in het begin van deze eeuw de eerste gescheiden stelsels aangelegd. Een gescheiden rioolstelsel bestaat uit twee stelsels, een vuilwaterriolering voor de afvoer van van regenwater. (Zie figuur 1.2). In theorie wordt in dit stelseltype het regenwater niet met het afvalwater vermengd. Een gescheiden stelsel kan slechts aan de verwachtingen voldoen indien de beide afvalwaterstromen, de huishoudelijke afvalwaterstroom respectievelijk de regenwaterstroom, strikt gescheiden blijven. Het komt echter voor dat in de loop van de tijd, bedoeld of onbedoeld, huisaansluitingen op het regenwaterriool worden aangesloten. Een continue belasting van het oppervlaktewater is het gevolg. Ook het omgekeerde kan plaats vinden; de aansluiting van regenwater afvoerleidingen op het vuilwaterriool. Hierdoor kan overbelasting van de afvalwaterzuiveringsinrichtingen optreden. Deze zijn immers niet ontworpen op de behandeling van afvalwaterstromen die groter zijn dan die volgen uit de hoeveelheden verbruikt drink en proceswater. Ook in dat geval neemt de belasting van het oppervlaktewater met verontreinigingen toe. In beide gevallen is sprake van zo genoemde foute of illegale aansluitingen. Figuur 1.2 - Principe gescheiden stelsel 6
civiele gezondheidstechniek - ct3420 riolering In de regenwaterriolering komen eveneens overstorten voor die meestal uitlaten worden genoemd. De veronderstelling was dat het regenwater dat via de uitlaten bij neerslag werd geloosd slechts in geringe mate verontreinigd zou zijn. Het werd immers tijdens de lozing niet met huishoudelijk en ander afvalwater vermengd. Inmiddels is uit onderzoek gebleken dat deze veronderstelling niet opgaat. Bij de afstroming over het aardoppervlak neemt het regenwater allerhande vervuilende stoffen tot zich. Deze stoffen belanden op het oppervlak als gevolg van verkeersactiviteiten, door overige menselijke activiteiten en door toedoen van de wind. Bedacht moet bovendien worden dat vanuit het regenwaterstelsel bij elke neerslag van enige betekenis water wordt geloosd, meer dan 50 keer gemiddeld per jaar, terwijl dat vanuit een gemengd stelsel minder dan 10 maal gemiddeld per jaar het geval is. Het gevolg is dat de jaarlijkse belasting van het oppervlaktewater met vervuilende stoffen bij beide types rioolstelsel ongeveer even groot kan zijn. (Zie paragraaf 2.2). De aanleg en onderhoudskosten van gescheiden rioolstelsels zijn in de meeste gevallen hoger dan die van gemengde rioolstelsels. Slechts in die gevallen waarin reeds vóór de aanleg van het gescheiden rioolstelsel in ruime mate oppervlaktewater aanwezig is waarop het stelsel kan lozen, kan een gescheiden stelsel goedkoper zijn dan een gemengd stelsel Daar staat echter tegenover dat de afvalwaterzuiveringsinrichting waarop een gescheiden stelsel is aangesloten in het algemeen enigszins goedkoper uitvalt dan die waarop een gemengd stelsel is aangesloten. 1.2.2 Verbeterde gemengde en verbeterde gescheiden rioolstelsels Het ligt voor de hand dat pogingen zijn ondernomen om de nadelen die verbonden zijn aan zowel het gemengde als het gescheiden stelsel te ondervangen. Van een verbeterd gemengd stelsel is sprake zodra achter de overstorten zogenaamde bergbezinkbassins zijn aangebracht. (Zie figuur 1.3). Figuur 1.3 - Verbeterd gemengd stelsel Tijdens hevige neerslag wordt het overstortende water in het bassin geborgen. De hoeveelheid overstortend water neemt hierdoor af en daarmede eveneens de vervuiling van het oppervlaktewater. Zodra het bassin gevuld raakt wordt het aankomende water op het oppervlaktewater geloosd. Alvorens het water de (externe) overstort bereikt, wordt het door bezinking deels van verontreinigingen ontdaan. Een bergbezinkbassin zorgt aldus voor de vermindering van de overstortende hoeveelheden en bovendien is het overstortende water minder vuil. Een voorwaarde is echter dat de vormgeving van het bassin zodanig is dat bezinking inderdaad kan optreden. In de vorige paragraaf is reeds vermeld dat foute aansluitingen de voordelen van een gescheiden rioolstelsel in belangrijke mate teniet kunnen doen. Dit nadeel kan ten dele worden opgeheven door het regenwater op een daartoe geschikte plaats te verbinden met het vuilwaterriool. Een stelsel dat op deze wijze is toegerust wordt een verbeterd gescheiden stelsel genoemd. (Zie figuur 1.4). De afvalwaterstroom die ongewild via het regenwaterriool tot afvoer komt kan op deze wijze in de richting van het rioolgemaal worden geleid. Daar waar het regenwaterriool in het oppervlaktewater uitmondt wordt een stuw (overstort) aan gebracht. Bij neerslagen van geringe omvang verzamelt zich het regenwater in het regenwaterstelsel en deels in het vuilwaterstelsel. Na afloop van de 7
riolering civiele gezondheidstechniek - ct3420 mogelijk indien het regenwater in de ondergrond kan worden geïnfiltreerd of rechtstreeks naar oppervlaktewater kan worden afgeleid. Welke vuiluitworp reducerende maatregel het meest geschikt wordt bevonden is onder meer afhankelijk van het rendement van de maatregel in relatie tot de verbetering van de oppervlaktewaterkwaliteit en de kosten van aanleg en onderhoud. Figuur 1.4 - Verbeterd gescheiden stelsel neerslag worden de stelsels door middel van het rioolgemaal geledigd. Door het aanbrengen van de stuw wordt bewerkstelligd dat een deel van het verontreinigde regenwater eveneens een behandeling in de afvalwaterzuiveringsinrichting ondergaat. Door op de boven omschreven wijze te werk te gaan wordt het nadelige effect veroorzaakt door de aansluiting van regenwater leidingen op de vuilwaterriolering niet opgeheven. De gevolgen zijn echter minder ernstig dan in het geval van een gewoon gescheiden stelsel. Met de behandeling van een (beperkte) hoeveelheid regenwater in de afvalwaterzuiveringsinrichting is immers in het geval van de aansluiting op een verbeterd gescheiden stelsel, reeds rekening gehouden. De vuiluitworp vanuit gemengde stelsels kan naast door het toevoegen van bergbezinkbassins ook worden verminderd door het aanbrengen van werveloverstorten of door de overstort zelf aan te passen ( verbeterde overstortput ). Een andere mogelijkheid is de vergroting van de capaciteit van het rioolgemaal. Dit brengt echter mogelijk eveneens de aanpassing van de hydraulische capaciteit van de afvalwaterzuiveringsinrichting met zich mee in het geval deze reeds aanwezig is. Daarnaast kan de vuiluitworp worden verminderd door het naar de riolering afwaterende oppervlak te verminderen, het zogeheten afkoppelen van verhard oppervlak. Uiteraard kan dit afkoppelen niet plaats vinden wanneer in de afvoer van het regenwater niet op een andere wijze dan via de riolering kan worden voorzien. Deze oplossing is 1.2.3 Mechanische riolering Bij de conventionele rioleringswijzen wordt het afvalwater onder vrijverval, door gebruik te maken van de zwaartekracht, ingezameld. Zodra de afvoer niet geschiedt onder vrijverval hebben wij van doen met mechanische riolering. Tot de mechanische riolering worden de drukriolering en de vacuümriolering gerekend. Mechanische riolering wordt over het algemeen aangelegd in gebieden waarin een vrijvervalriolering te duur wordt, zoals bij verspreide bebouwing en bij lintbebouwing. Over het algemeen wordt het regenwater niet via de mechanische riolering afgevoerd, aangezien dit leidt tot een grotere benodigde leidingdia-meter en pompcapaciteit en daarmee de financiële voordelen van mechanische riolering teniet worden gedaan. Drukriolering Drukriolering bestaat uit een aantal (kleine) gemalen en daarop aangesloten persleidingen. Van een aantal verspreid staande woningen wordt het afvalwater onder vrijverval naar een pompput gevoerd. Van daaruit wordt het water naar een volgende pompput geperst. Op deze put zijn wederom één of meerdere woningen aangesloten. Op deze wijze kan van een aantal verspreid staande woningen het afvalwater worden ingezameld. Uiteindelijk wordt het water in de reeds aanwezige vrijverval riolering geloosd en vervolgens naar de afvalwaterzuiveringsinrichting gevoerd. (Zie figuur 1.5). Drukriolering wordt toegepast bij verspreide bebouwing waarvoor de aanleg van een vrijverval stelsel te duur is. Ook de aanleg van drukriolering is echter geen goedkope aangelegenheid. Een groot deel van de aangelegde drukriolering is tot
civiele gezondheidstechniek - ct3420 riolering vindt het verdere transport vervolgens plaats met onderdruk. (zie figuur 1.6) Figuur 1.5 - Druktransportsysteem stand gebracht met behulp van een Rijkssubsidie. De bedoeling achter het verstrekken van de subsidie was de vergroting van het aantal op de riolering aangesloten panden. 5% van alle op de riolering aangesloten panden voeren het afvalwater door middel van drukriolering af naar een afvalwaterzuiveringsinrichting. Aan drukriolering zijn nadelen verbonden. De meest in het oog springende zijn de, in vergelijking met vrijverval riolering, hoge onderhouds- en vervangingskosten en het optreden van stank en aantasting van beton daar waar de drukriolering aansluit op de vrijverval riolering. Op deze laatste twee aspecten wordt in het college CT 5540 (Inzameling en transport van afvalwater II) nader in gegaan. Vacuümriolering Evenals bij drukriolering wordt bij vacuümriolering het afvalwater uit de woningen afgevoerd naar een nabijgelegen bufferput. Vanaf deze bufferput Vacuümriolering heeft in Nederland weinig toepassing gevonden. Hoewel de bedrijfszekerheid vergelijkbaar is met die van drukriolering weerstreefden de hogere aanlegkosten een ruime toepassing. Een nadeel van vacuümriolering ten opzichte van drukriolering is bovendien dat met vacuümriolering slechts verticale obstakels van geringe hoogte kunnen worden overwonnen. Dit is een gevolg van het gegeven dat de onderdruk in het systeem van nature is begrensd. 1.3 Onderdelen van rioolstelsels Een rioolstelsel bestaat uit strengen die worden begrensd door putten. Een streng bestaat uit buizen. Deze buizen kunnen cirkelvormig, rechthoekig, eivormig zijn. Soms komen rechthoekige buizen voor die aan de bovenzijde zijn afgedekt met een tongewelf. De buizen kunnen zijn vervaardigd uit beton, gietijzer, kunststof, grès of metselwerk. De meeste rioolbuizen in Nederland zijn vervaardigd uit beton. Het komt voor dat in oude stelsels alle hiervoor genoemde materialen zijn toegepast. Putten zijn nodig om meer dan één riool op elkaar te kunnen aansluiten. In verband met de mogelijkheid de stelsels te kunnen inspecteren en te onderhouden moeten deze toegankelijk zijn. Dit houdt in dat op afstanden langs de strengen van 40 tot 60 m putten aanwezig dienen te zijn. Indien Figuur 1.6 - Principeschema vacuümriolering in het geval van een woonboot 9
riolering civiele gezondheidstechniek - ct3420 een dergelijke put uitsluitend wordt aangebracht om het riool te kunnen inspecteren wordt deze inspectieput genoemd. Putten worden hoofdzakelijk uitgevoerd in beton en metselwerk, soms in combinatie met elkaar. De putten worden afgedekt met een putdeksel. Deze bestaat in de meeste gevallen uit gietijzer evenals de zitting waarin het deksel is gevat. Indien een streng zodanig wordt belast dat daarin overdrukken kunnen optreden zodat water via de put naar buiten kan treden of, hetgeen in het algemeen een gevaarlijke verkeerssituatie oplevert, het putdeksel van de put kan worden gelicht, kunnen geknevelde deksels worden toegepast. Dit wil zeggen dat het deksel door het in horizontale zin te draaien, vast aan de zitting wordt bevestigd. Het openen gebeurt in tegenstelde richting. Stuwputten worden in gemengde rioolstelsels aangebracht met het doel, tijdens de afvoer van neerslag, het aankomende water terug te stuwen. Hierdoor wordt bereikt dat overstortingen minder vaak optreden en de overstortende hoeveelheden worden beperkt zodat een afname van de belasting met vuil van het oppervlaktewater optreedt. Overstorten worden in gemengde rioolstelsels aangebracht met het doel het stelsel tijdens neerslag te kunnen ontlasten. Het is mogelijk rioolstelsels zodanig te ontwerpen dat elke regenbui, hoe lang en intensief deze ook mag zijn, kan worden verwerkt. Neerslagen met een extreem karakter komen echter naar verhouding zeer weinig voor. Stelsels die zijn ontworpen om deze extreme neerslagen te kunnen verwerken zijn zeer duur in aanleg. Door het aanbrengen van overstorten wordt aanzienlijk bespaard op de aanlegkosten. Uitlaten worden aangetroffen in het regenwaterstelsels van gescheiden riolering. Zij hebben dezelfde functie als overstorten. Nooduitlaten worden ondermeer aangebracht in de ontvangkelders van gemalen. Nooduitlaten behoren uitsluitend in werking te treden zodra het gemaal voor langere tijd in storing is gevallen. Overstorten, uitlaten en nooduitlaten worden meestal in beton uitgevoerd, een enkele keer in metselwerk. Kolk en huisaansluitingen voeren het ingezamelde regen en afvalwater naar het riool af. De leiding worden overwegend vervaardigd uit kunststof. Oude leidingen zijn dikwijls in grès uitgevoerd. Het is in Nederland veelal gebruikelijk de aansluiting op de riolering langs de kortste weg te verwezenlijken. Dit houdt in dat aansluitingen op de strengen zowel als de putten voorkomen. Dit heeft tot nadeel dat bij insitu renoveren van de riolering de aansluitingen afgesloten raken. (Insitu renoveren wordt behandeld bij CT 5540 Inzameling en transport van afvalwater II). Het opnieuw aansluiten van de leidingen is kostbaar en kan op de duur aanleiding zijn tot het optreden van lekkages. Het verdient sterke aanbeveling bij nieuw aan te leggen riolering alle kolk en huisaansluitingen op de putten aan te sluiten. Gemalen zijn in het vlakke Nederland onmisbare onderdelen van rioolstelsels. Gemalen komen voor met capaciteiten van enkele m 3 /h tot enkele duizenden m 3 /h. Het ontwerpen, bouwen en inrichten van met name de grotere rioolgemalen, is een specialistische aangelegenheid. Tijdens het afslaan van pompen planten zich schokgolven in de persleiding voort. Bij gemalen met een grote capaciteit waarop persleidingen van enkele kilometers lengte zijn aangesloten kan het nodig zijn de schokgolven te dempen door het aanbrengen van zogeheten waterslagvoorzieningen. Deze bestaan in de meeste gevallen uit buffertorens of windketels. Ook de dimensionering van waterslagvoorzieningen is een specialistische aangelegenheid. Persleidingen komen voor als onderdelen van de eigenlijke riolering, in het bijzonder de drukriolering, zowel als leidingen met behulp waarvan het afvalwater naar de afvalwaterzuiveringsinrichting wordt getransporteerd. Persleidingen worden overwegend vervaardigd uit kunststoffen. De behandeling van de gemalen, waterslagvoorzienin- 10
civiele gezondheidstechniek - ct3420 riolering gen persleidingen vindt plaats bij het vak CT 5550 Ontwerp van gemalen en persleidingen. Bergbezinkbassins vinden in toenemende mate toepassing. Mits zorgvuldig ontworpen kunnen de bassins een goede bijdrage leveren tot de verbetering van de oppervlaktewaterkwaliteit. Bergbezinkbassins worden zowel uitgevoerd als open en als gesloten bassins. De laatste indien zij dicht bij bebouwing moeten worden aangelegd. Een combinatie van gesloten en open bassins komt eveneens voor. Bassins worden meestal uitgevoerd in beton. De open bassins kennen verschillende uitvoeringsvormen. Deze variëren van begroeide bassins tot bassins waarvan de wanden en bodem zijn bedekt met asfalt of kunststoffolie. Deze afdichting geschiedt om infiltratie in de ondergrond van verontreinigd water tegen te gaan en/of om het onderhoud te vergemakkelijken. Bergbassins of retentiebassins hebben uitsluitend tot doel regelend op te treden bij de afvoer van hevige neerslagen. Zij hebben slechts een bergende functie. De uitvoeringsvormen zijn nagenoeg dezelfde als die van bergbezinkbassins. De ontwerpgrondslagen verschillen echter. Op het ontwerp van bassins zal in Hoofdstuk 9 nader worden ingegaan. 1.4 Begrippen, definities en afkortingen In deze paragraaf is een lijst gegeven met de belangrijkste begrippen en afkortingen uit het vakgebied van de riolering. De vetgedrukte termen zijn weergegeven zoals zij in NEN 3300: Buitenriolering; termen en definities zijn gedefinieerd. Daarnaast is een lijst gegeven met de vaktermen zoals deze in de Engels, Duits en Franstalige literatuur worden gebezigd. Afkortingen AWZI afvalwaterzuiveringsinrichting BZV Biochemisch Zuurstof Verbruik 1 CZV Chemisch Zuurstof Verbruik 1 dwa droogweerafvoer NKj Kjeldahl stikstof 1 of poc rwa RWZI overstortingsfrequentie pompovercapaciteit regenweerafvoer rioolwaterzuiveringsinrichting 1 voor een definitie van deze begrippen wordt verwezen naar het vak CT4480 Behandeling van afvalwater Termen en definities Zoals al eerder is vermeld zijn de vetgedrukte termen weergegeven zoals zij in NEN 3300: Buitenriolering; termen en definities zijn gedefinieerd. In een aantal gevallen is daarnaast een meer gangbare definitie van de bepaalde term weergegeven, die de lading van de desbetreffende term beter dekt. afvalwater: water waarin verontreinigingen worden aangetroffen, hieronder valt ook regenwater dat in aanraking is gekomen met het aardoppervlak afvalwater: alle water waarvan de houder zich met het oog op de verwijdering daarvan ontdoet, voornemens is zich te ontdoen of zich moet ontdoen afvloeiingscoëfficiënt: coëfficiënt toegepast op het, volgens de berekening aangenomen, naar de riolering afvoerende oppervlak berging: inhoud van de riolering uitgedrukt in m 3 of in mm ten opzichte van het verhard oppervlak (in formulevorm: hoofdriool: V B = s 1 0 Fv B = onderdrempelberging in mm, V s = inhoud stelsel in m 3, F v = afvoerend oppervlak in ha) riool hoofdzakelijk bestemd voor het transport van afvalwater, (ook wel collecteurriool of transportriool genoemd) 11
riolering civiele gezondheidstechniek - ct3420 huisaansluiting: leiding met behulp waarvan het afvalwater uit woningen en andere gebouwen naar het riool wordt afgevoerd inspectieput: put waarop maximaal twee riolen zijn aangesloten knooppunt: begin of eindpunt van een of meer leidingen, meestal gevormd door een fysieke constructie kolk: ingegraven bak voor de opvang van neerslag afkomstig van er op aangesloten oppervlakken, voor het laten bezinken van in dit water meegevoerde bezinkbare stoffen en voor de afvoer van dit water naar de riolering kolkaansluiting: leiding die de kolk verbindt met het riool nooduitlaat: constructie voor de lozing van afvalwater op het oppervlaktewater bij calamiteiten overstort: constructie waar uitstroming van afvalwater uit het gemengde rioolstelsel naar het oppervlaktewater mogelijk is (met drempel) overstorting: lozing van afvalwater via een overstortdrempel overstortingsfrequentie: totaal aantal overstortingsgebeurtenissen in de beschouwde periode gedeeld door de beschouwde periode in jaren persleiding: leiding waardoor onder overdruk afvalwater wordt getransporteerd pompovercapaciteit: het deel van de pompcapaciteit dat beschikbaar is voor de regenwaterafvoer uitgedrukt in m 3 /h of in mm/h ten opzichte van het verhard oppervlak (in formulevorm: Q - Q p d w a q = p o c 1 0 F v q poc = pompovercapaciteit in mm/h, Q p = pompcapaciteit in m 3 /h, Q dwa = droogweerafvoer in m 3 /h, F v = afvoerend oppervlak in ha) regenwaterriool: riool alleen bestemd voor de inzameling en het transport van regenwater riolering: het geheel aan voorzieningen voor de inzameling en het transport van afvalwater met uitzondering van zuiveringstechnische werken rioleringsnetwerk: Samenstel van riolen. (De term wordt gebruikt zodra gesproken wordt over de berekening van rioolstelsels.) riool: samenstel van buizen tussen twee putten, bestemd voor de inzameling en/of het transport van afvalwater rioolgemaal: een inrichting voor het verpompen van afvalwater rioolput: constructie toegang gevend tot het rioolstelsel rioolstelsel: samenhangend geheel van riolen, rioolputten en bijbehorende voorzieningen voor de inzameling en het transport van afvalwater rioolstreng: riolering tussen het hart van een put en het hart van een volgende put (niet noodzakelijk de eerstvolgende) stamriool: riool waarop een aantal riolen uitmonden straatkolk: kolk met horizontaal boveninlaatrooster, waarvan de bovenzjde gelijk ligt met het wegoppervlak trottoirkolk: kolk met een verticaal voorinlaatrooster, waarvan de voorkant strookt met de trottoirband uitlaat: constructie waar uitstroming van afvalwater uit het regenwaterrioolstelsel naar het oppervlaktewater mogelijk is (zonder drempel) vuilwaterriool: riool alleen bestemd voor de inzameling en het transport van huishoudelijk en bedrijfsafvalwater, niet zijnde neerslag. 12
civiele gezondheidstechniek - ct3420 riolering Nederlands Engels Duits Frans afvalwater wastewater Schmutzwasser eaux usées afvloeiingscoëfficiënt runoff coefficient Abflußbeiwert coefficient de ruisselement afvoerend oppervlak catchment area Einzugsgebiet bassin versant droogweerafvoer dry weather flow Trockenwetterabfluß débit de te,ps sec gemengd rioolstelsel combined system Mischsystem réseau unitaire gescheiden rioolstelsel separate system Trennsystem réseau (de type) séparatif grondwater groundwater Grundwasser eaux souterrain huisaansluiting house sewer system Grundstück entwässerung drainage domestique huishoudelijk afvalwater domestic sewage Häusliches Schmutzwasser eaux usées domestiques industrieel afvalwater trade effluent Betriebliches Schmutzwasser effluent industriel lekwater infiltration/exfiltration Infiltration/Exfiltration infiltration afstromend hemelwater stormwater Regenwasser eaux de ruissement regenwaterafvoer rain discharge Regenabfluß écoulement de pluie riolering sewer system Kanalisation réseau d assainissement riool sewer Abwasserkanal émissionaire rioolwater sewage Abwasser effluent Internationale vaktermen Op dit moment wordt door de Europese Technische Commissie CEN/TC 165 gewerkt aan een drietalige (Engels, Frans en Duits) Europese norm met termen en definities op het gebied van riolering en afvalwaterzuivering. Behalve in de normbladen (zodra deze van kracht zijn) kunnen de buitenlandse vaktermen worden opgezocht in de verschillende gezondheidstechnische naslagwerken die in omloop zijn. Een handig naslagwerk met de Engelse /Franse /Duitse en Italiaanse vaktermen is het Worterbuch für das Wasser und Abwasserfach van F. Meinck en H. Möhle. 2. Stelselkeuze Om een juiste keuze tussen de verschillende types rioolstelsels uit Hoofdstuk 1 te kunnen maken is het nodig rekening te houden met een aantal verschillende aspecten. In dit hoofdstuk worden de stedenbouwkundige en de milieukundige aspecten behandeld. Tenslotte wordt de invloed van de terreingesteldheid en de reeds aanwezige infrastructuur op de stelselkeuze belicht. 2.1 Stedenbouwkundige aspecten De riolering maakt onderdeel uit van het afvalwatersysteem, dat op zijn beurt een onderdeel is van het stedelijke watersysteem. Met het laatste wordt het samenstel van ont- en afwateringsmiddelen bedoeld dat moet zorgen voor de afvoer van grondwater, afvalwater en oppervlaktewater uit het gebied waarbinnen de bebouwing is gelegen. In figuur 2.1 is de plaats van het afvalwatersysteem in het stedelijke watersysteem weergegeven. De aanleg van drainagemiddelen, riolering en open waterpartijen veroorzaakt, soms aanzienlijke, veranderingen in de waterhuishouding. De stedenbouwkundige vormgeving van een wijk is van rechtstreekse invloed op de stelselkeuze en de kosten van aanleg van het afvalwatersysteem. Deze invloed is het sterkst in de laag gelegen delen van Nederland. Uitgangspunten bij de inrichting van de waterhuishouding in de stad zijn (Zie figuur 2.2): het grondwaterpeil moet 0,80 m beneden het peil van de beganegrondvloer zijn gelegen. het vloerpeil dient tenminste 0,30 m boven de kruin van de weg te zijn gelegen. Het verlangde grondwaterpeil kan worden bereikt door het terrein op te hogen, door het aanleggen van een netwerk van drains of door een combinatie van beide. Het drainagewater moet òf onder vrij verval naar open water (singels, vijvers) worden afgevoerd òf met behulp van gemaaltjes en persleidingen daar naar toe worden geleid. Het waterpeil in de singels is een gegeven. De 13
riolering civiele gezondheidstechniek - ct3420 Figuur 2.1 - Stedelijk watersysteem afstand tussen de singels wordt bepaald door het verschil tussen de terreinhoogte minus 0,80 m en het waterpeil in de singels en is afhankelijk van de doorlaatbaarheid van de bodem. De afstand tussen de singels op zijn beurt bepaalt de hoeveelheid uit te geven grond en is daarmede van invloed op de exploitatie-opzet van de nieuwbouwwijk. Het aantal singels en hun onderlinge afstand is bovendien van invloed op de kosten van de aanleg van riolering. Naarmate meer open water in de wijk wordt aangelegd dalen de kosten van aanleg van de riolering en omgekeerd. Figuur 2.2 - Woonrijp maken en de grondwaterstand In de Nederlandse praktijk wordt het open water in de stad dikwijls opgevat als een element dat het woonklimaat een verbetering doet ondergaan. Stedenbouwkundigen hebben dikwijls de neiging het open water uitsluitend vanuit dit gezichtspunt te benaderen. Uit het voorgaande kan worden afgeleid dat de ligging binnen de wijk van het open water van grote invloed kan zijn op de kosten van aanleg van ontwateringsmiddelen (drainage en riolering). Het is om die reden absoluut noodzakelijk dat stedenbouwkundigen bij het opstellen van het stedenbouwkundige plan in een vroeg stadium in overleg treden met de rioleringsdeskundigen om te komen tot een optimaal ontwerp. Wordt dit nagelaten dan verkeert het plan dikwijls in een zodanig stadium van realisatie dat slechts met moeite kan worden ingegrepen. Er zijn voorbeelden te over die aantonen dat daardoor de rentabiliteit van de nieuwbouwactiviteiten onverwacht lager blijkt te zijn dan aanvankelijk berekend. Ten behoeve van de afvoer van regen- en afvalwater kan worden gekozen tussen een gemengd en een gescheiden stelsel. De kosten van aanleg van een gescheiden stelsel worden in belangrijke 14
civiele gezondheidstechniek - ct3420 riolering mate bepaald door de aanwezigheid van open water waarop het regenwaterstelsel kan lozen. In de laag gelegen delen van Nederland is dit open water dikwijls in oorsprong reeds aanwezig of dient te worden aangelegd ter handhaving van het gewenste grondwaterpeil. In de hoger gelegen delen van het land is, ter handhaving van het gewenste grondwaterpeil, de aanleg van open water meestal geen noodzaak. In die gevallen is een gescheiden rioolstelsel qua aanleg en onderhoud duurder dan een gemengd stelsel. Het regenwater moet immers worden afgevoerd door riolen die, in benedenstroomse richting, in afmetingen toenemen. Het kiezen van een gemengd stelsel ligt dan voor de hand. Hetgeen geldt ten aanzien van een gescheiden stelsel met betrekking tot de beschikbaarheid van open water geldt tot op zekere hoogte eveneens voor het gemengde stelsel. Dit stelsel wordt qua aanleg goedkoper naarmate meer punten aanwezig zijn waar, bij hevige neerslag, het stelsel via overstorten kan worden ontlast. Een aspect dat niet over het hoofd moet worden gezien is dat het lozen van water vanuit de riolering tijdens overstortingen een nadelige invloed kan hebben op de kwaliteit van het stadswater. Bij het opstellen van het stedenbouwkundig plan moet met dit aspect rekening worden gehouden. Ten aanzien van de keuze voor een verbeterd gescheiden stelsel gelden geen andere overwegingen dan hiervoor met betrekking tot het gescheiden stelsel zijn vermeld. Dit is niet het geval ten aanzien van een verbeterd gemengd stelsel. Het bergbezinkbassin of een soortgelijke voorziening, dat onderdeel uitmaakt van een dergelijk stelsel, moet op een plaats worden aangebracht waar het zich kan vullen tijdens een neerslag die aanleiding geeft tot een overstorting. In het algemeen zal de voorziening op het laagste punt in het stelsel worden aangebracht, bovenstrooms van dit punt is echter ook mogelijk. In alle gevallen zal, vanwege het ruimtebeslag dat een dergelijke voorziening vergt, met de lokatie tijdens het opzetten van het stedenbouwkundig plan rekening moeten worden gehouden. Ook in dit geval is vroegtijdig overleg tussen stedenbouwkundige en rioleringsdeskundige noodzakelijk. 2.2 Milieu-aspecten Van 1983 tot 1990 is door de Nationale Werkgroep Riolering en Waterkwaliteit (NWRW) uitgebreid onderzoek verricht naar de vuiluitworp vanuit rioolstelsels en de effecten daarvan op de kwaliteit van het oppervlaktewater. In deze paragraaf worden eerst de conclusies van de NWRW zelf beschreven, waarna een uitgebreide analyse wordt gegeven van de invloed van de stelselkeuze op de emissies vanuit rioolstelsels. Tenslotte wordt besproken welke invloed randvoorzieningen op de emissies vanuit rioolstelsels hebben en welke invloed deze emissies hebben op de oppervlaktewaterkwaliteit. 2.2.1 Conclusies van de Nationale Werkgroep Riolering en Waterkwaliteit De NWRW heeft ten aanzien van invloed van de stelselkeuze op de vuiluitworp enkele conclusies kunnen verbinden aan de uitkomsten van de onderzoekingen. Een deel van de conclusies was reeds eerder getrokken, echter niet op grond van metingen doch op basis van berekeningen. De uitkomsten van de berekeningen werden deels bevestigd door de resultaten van de metingen. Met het oog op de stelselkeuze worden hierna de belangrijkste conclusies weergegeven: de vuiluitworp vanuit gemengde en gescheiden stelsels liggen op jaarbasis in dezelfde orde van grootte. (Dit houdt in dat indien de kwaliteit van het oppervlaktewater wordt bepaald door de jaarlijkse belasting met zekere verontreinigingen, het type stelsel met de laagste aanlegkosten de voorkeur geniet.) het verbeterd gescheiden stelsel vertoont de laagste vuilemissie. 1 (In het geval waarin op kwetsbaar water wordt geloosd en in het geval van een nieuw aan te leggen stelsel geniet het verbeterd gescheiden 1 Deze door de NWRW getrokken conclusie wordt in paragraaf 2.2.2. van nuances voorzien. 15
riolering civiele gezondheidstechniek - ct3420 stelsel de voorkeur. Indien in een bestaande situatie een gescheiden stelsel aanwezig is, dient te worden nagegaan of ombouw tot een verbeterd gescheiden stelsel mogelijk is.) bij voorkeur dient te worden geloosd op grotere, niet stagnante wateren. (Lozingen op singels en vijverpartijen moeten worden vermeden.) uitsluitend het regenwater vallend op verkeersarme woonwijken kan rechtstreeks op het oppervlaktewater worden geloosd. (Zonder meer afkoppelen van verhard oppervlak wordt afgeraden.) indien de hoeveelheid overstortend water dient te worden beperkt kan dit het meest effectief geschieden door een bergbezinkbassin tussen overstort en oppervlaktewater te plaatsen. (Dit houdt de aanleg van een verbeterd gemengd stelsel in. Deze maatregel is vooral geschikt in het geval van reeds aanwezige gemengde stelsels.) 2.2.2 Stelselkeuze en emissies: Nadere analyse Door de NWRW zijn van vier gemengde stelsels (Bodegraven, Kerkrade, Loenen en Oosterhout) en twee gescheiden stelsels (Amsterdam en Heerhugowaard) de emissies aan vervuilende stoffen bepaald. Van de gemengde stelsels zijn de resultaten van Bodegraven niet representatief omdat van de 33 bemeten buien de 11 hevigste buien zijn weggelaten. De reden hiervoor was het feit dat voor die buien de overstort waaraan werd gemeten door een te hoge buitenwaterstand was verdronken, zodat geen betrouwbare overstortingsdebieten (en dus ook geen betrouwbare vuilemissies) konden worden berekend. De resultaten van Bodegraven worden daarom niet vermeld. Het gescheiden stelsel in Heerhugowaard is halverwege het onderzoek omgebouwd tot een verbeterd gescheiden stelsel. De resultaten van de metingen zijn in de volgende tabellen samengevat. Jaarlijkse vuilemissie In tabel 2.1 is de uitworp in kg/(ha.a) voor de belangrijkste vervuilingsparameters weergegeven. De eerste drie kolommen betreffen de emissies vanuit de gemengde stelsels van Kerkrade, Loenen en Oosterhout. De onderdrempelbergingen van deze stelsels bedroegen respectievelijk 0,8, 5,2 en 5,2 mm. (De onderdrempelberging komt overeen met de inhoud van het rioolstelsel beneden de laagste overstortdrempel gedeeld door het totale afvoerende verharde oppervlak). Bestudering van de tabel laat zien dat de jaarlijkse vuilemissie per ha sterk afneemt naarmate de berging toeneemt. Ook laat de tabel zien dat de jaarlijkse vuilemissie van gescheiden stelsels Tabel 2.1 - Jaarlijkse vuilvracht in kg/(ha.a) Kerkrade Loenen Oosterhout Amsterdam Heerhugowaard gemengde stelsels gescheiden stelsels verb. gescheiden stelsel berging 0,8 mm 5,2 mm 5,3 mm 4,3 mm 1 7,3 mm 1 7,3 mm 1 BZV 212 38 75 34 29 3 CZV 840 354 268 254 424 38 N-kj 40,4 11,2 13,5 14,6 28,8 2,1 P 9,4 3,8 4,1 2,3 3,7 0,5 droogrest 2140 419 186 108 596 94 lood 0,61 0,15 0,14 0,39 0,09 0,02 zink 1,86 0,33 0,43 1,31 1,02 0,34 chroom 0,13 0,013 0,02 0,127 0,094 0,008 koper 0,53 0,093 0,16 0,202 0,115 0,013 nikkel 0,07 0,013 0,01 0,094 0,058 0,005 kwik - 0,023 0,002-0,006 - cadmium 0,01 0,005 0,002 0,010 - - 1 berging in de regenwaterriolen 16
civiele gezondheidstechniek - ct3420 riolering dezelfde grootte-orde heeft als die van gemengde stelsels met een berging van 5 à 6 mm. De cijfers laten verder zien dat de jaarlijkse vuilvracht van het verbeterd gescheiden stelsel aanzienlijk lager ligt dan van de overige stelsels. De invloed van de pompovercapaciteit kan uit de gepresenteerde cijfers niet worden afgeleid. (De pompovercapaciteit is gelijk aan de totale capaciteit van de pompen in het gemaal minus de droogweerafvoer). Duitse onderzoekingen geven aan dat naast de grootte van de berging ook de grootte van de pompovercapaciteit van invloed kan zijn op de jaarlijkse vuiluitworp. Stootbelasting Beargumenteerd kan worden dat niet de jaarlijkse uitworp doch de stootbelasting maatgevend is voor de oppervlaktewaterkwaliteit. Dat is vooral het geval voor kortetermijn effecten in het oppervlaktewater, bijvoorbeeld de afbraak van zuurstofbindende stoffen met als gevolg zuurstofloosheid en mogelijk vissterfte. Tabel 2.2 geeft een overzicht van de gemeten stootbelastingen. Nu blijkt dat de gescheiden stelsels een aanzienlijk lagere stootbelastingen te zien geven dan de gemengde stelsels, met uitzondering van zink. Dat is waarschijnlijk het gevolg van regenwaterafvoer uit zinken dakgoten. Verder zijn de stootbelastingen van het verbeterd gescheiden stelsel nog een factor 2 lager dan van een gewoon gescheiden stelsel. Geconcludeerd moet worden dat met betrekking tot stootbelastingen het gescheiden stelsel de voorkeur geniet boven een gemengd stelsel, waarbij de uitvoering als verbeterd gescheiden stelsel de laagste vuilemissies geeft. Gemiddelde concentraties Met betrekking tot de zuurstofhuishouding en de troebelheid van het oppervlaktewater zijn vooral de concentraties aan BZV, CZV en droogrest van belang. In tabel 2.3 worden de gemiddelde concentraties per overstorting weergegeven. Een vergelijking van de gemengde stelsels onderling laat zien dat geen der stelsels een significant lagere vuilemissie heeft. Voor het BZV scoort Loenen als laagste, maar voor het CZV geeft Kerkrade het laagste gemiddelde. Kijkend naar de droogrest geeft daarentegen Oosterhout het beste resultaat. De resultaten zijn dus niet eenduidig. Worden de gemengde vergeleken met de gescheiden stelsels dan blijken de concentraties gemeten aan de laatsten substantieel lager te zijn. Verrassend is het feit dat de concentraties toenemen zodra het gescheiden stelsel van Heerhugowaard tot een verbeterd gescheiden stelsel Tabel 2.2 - Stootbelasting in kg/ha Kerkrade Loenen Oosterhout Amsterdam Heerhugowaard gemengde stelsels gescheiden stelsels verb. gescheiden stelsel berging 0,8 mm 5,2 mm 5,3 mm 4,3 mm 1 7,3 mm 1 7,3 mm 1 BZV 23 14 26 4 2 1 CZV 146 223 100 29 40 16 N-kj 4,2 5,8 4,9 1,3 1,5 0,7 P 1,2 2,3 1,0 0,3 0,3 0,2 droogrest 727 321 92 47 91 33 lood 0,102 0,066 0,057 0,065 0,011 0,006 zink 0,239 0,109 0,117 0,224 0,079 0,116 chroom 0,031 0,009 0,006 0,013 0,011 0,003 koper 0,353 0,042 0,068 0,013 0,006 0,002 nikkel 0,013 0,009 0,004 0,007 0,006 0,002 kwik - 0,128 0,004-0,003 - cadmium 0,001 0,009 - - - - 1 berging in de regenwaterriolen 17
riolering civiele gezondheidstechniek - ct3420 Tabel 2.3 - Gemiddelde concentratie per overstorting Kerkrade Loenen Oosterhout Amsterdam Heerhugowaard gemengde stelsels gescheiden stelsels verb. gescheiden stelsel berging 0,8 mm 5,2 mm 5,3 mm 4,3 mm 1 7,3 mm 1 7,3 mm 1 BZV 75 40 124 8 3 4 CZV 243 271 389 69 36 40 N-kj 13,4 10,4 15,2 4,2 2,2 1,9 P 3,0 2.9 4,8 0,6 0,3 0,4 droogrest 320 303 108 29 37 134 lood 0,130 0,162 0,108 0,103 0,007 0,018 zink 0,472 0,358 0,359 0,319 0,088 0,459 chroom 0,021 0,190 0,010 0,031 0,007 0,012 koper 0,092 0,088 0,113 0,005 0,009 0,014 nikkel 0,013 0,019 0,009 0,024 0,005 0,005 kwik 0,001 0,043 0,002-0,001 - cadmium 0,003 0,010 0,001 0,0002 - - 1 berging in de regenwaterriolen wordt gemaakt, met uitzondering van de concentratie aan N-Kj. Een mogelijke verklaring is dat de koppeling van het regenwaterstelsel met het vuilwaterstelsel er voor zorgt dat bij neerslagen van geringe omvang na afloop vuil in het regenwaterstelsel achter blijft. Dit vuil wordt bij neerslagen die aanleiding geven tot een overstorting vanuit het regenwaterstelsel opgewoeld en vermengd met het van de straat meegevoerde vuil. Een hogere concentratie is blijkbaar het geval. Maximale concentraties Indien de maximaal per overstorting opgetreden concentraties in beschouwing worden genomen ontstaat eenzelfde beeld. Conclusies ten aanzien van milieubelasting en stelselkeuze Veel van de overstorten lozen op stilstaand tot bijna stilstaand water. Voor het optreden van eutrofiëring is vooral de jaarlijkse fosfaatbelasting van belang. Uit tabel 2.1 kan worden afgeleid dat een gescheiden stelsels een iets gunstiger effect teweeg brengt dan een gemengde stelsel en dat een verbeterd gescheiden stelsel verreweg de voorkeur geniet. De kwaliteit van onderwaterbodems nabij overstorten en lozingspunten wordt in hoofdzaak bepaald door de jaarlijks geloosde hoeveelheden aan droogrest en zware metalen. Tabel 2.1 laat zien dat met betrekking tot de emissie van drogestof er geen duidelijk onderscheid is te maken tussen gemengde en gescheiden stelsels. Heel anders ligt dat voor zware metalen; daar geven de gescheiden stelsels over de hele linie hogere jaarvrachten. Alleen een verbeterd gescheiden stelsel zal zowel voor de drogestof als voor de zware metalen een duidelijk lagere jaarvracht geven. Op grond van de vergaarde meetgegevens moet worden vastgesteld dat een verbeterd gescheiden stelsel, met het oog op de bescherming van de oppervlaktewaterkwaliteit, duidelijke voordelen biedt boven een traditioneel gemengd stelsel. Gelet op het gegeven dat gescheiden en verbeterde gescheiden stelsels kostbaarder zijn dan gemengde stelsels, zal de stelselkeuze met zorg moeten worden verricht. 2.2.3. Reductie van de emissies De emissies vanuit rioolstelsels kunnen worden beperkt door zogeheten randvoorzieningen aan te brengen. Randvoorzieningen die in aanmerking komen zijn bergbezinkbassins, bergbezinkriolen, werveloverstortputten en putten met een hoge zijdelingse overstort. In Hoofdstuk 6 wordt nader ingegaan op de werking en de uitvoering van de verschillende types randvoorzieningen. Het kenmerk van randvoorzieningen is dat zij ten eerste een deel van het overstortende water bergen en ten tweede in staat zijn uit het binnen- 18
civiele gezondheidstechniek - ct3420 riolering stromende water vuil af te scheiden. Van groot belang bij de keuze is de relatie tussen afscheidend vermogen en investeringen. In het kader van de NWRW-onderzoekingen zijn de vuilemissies van de genoemde voorzieningen, met uitzondering van het bergbezinkriool, onderzocht. Het onderzoek aan het bergbezinkriool is verricht in opdracht van de Provincie Utrecht. In tabel 2.4 zijn de gemiddelde vuilvrachten, uitgedrukt in procenten van de binnenstromende vuilvracht, weergeven zoals die uit de onderzoekingen zijn af te leiden. De tabel moet als volgt worden gelezen: In het geval van het bergbezinkbassin te Amersfoort is, tijdens overstortingen vanuit het bassin, gemiddeld over de gehele meetperiode 31% van de naar het bassin afgevoerde CZV op het oppervlaktewater geloosd terwijl 69% is tegengehouden. Van deze 69% is 26% als gevolg van bezinking niet overgestort en 43% is tegengehouden doordat een deel van het toegevoerde water, na afloop van de overstorting, in het bassin is achtergebleven (berging). In de laatste kolom (Amersfoort) zijn de percentages vermeld voor alle buien die het bassin geheel, maar ook gedeeltelijk hebben gevuld. Wanneer ook de kleine buitjes worden meegenomen neemt de invloed van de berging toe omdat bij een gedeeltelijke vulling zonder overstorting de reductie volledig is toe te schrijven aan de berging. De belangrijkste bijdrage tot de reductie van de emissie wordt geleverd door de vergroting van de berging van het gehele systeem. Uit berekeningen verricht aan het stelsel van Loenen, die hier niet nader worden toegelicht, blijkt dat vergroting van de berging naarmate de totale berging groter is, een afnemend rendement tot gevolg heeft, m.a.w. de afname van de jaarlijkse vuiluitworp is omgekeerd evenredig met de toename van de berging. Het voorgaande houdt in dat naarmate de onderdrempelberging groter is, het effect van het toevoegen van een bergbezinkbassin met een inhoud van 2 mm op de jaarlijkse vuiluitworp afneemt. Overigens is met het oog op de reductie van de concentratie aan vervuilende stoffen het bezinkrendement tijdens overstortingen uit het bassin van groot belang. Voor de eerder genoemde randvoorzieningen kunnen bezinkrendementen uit de vuilvrachten worden berekend: b e zin k re n d e m e n t = b e zo n k e n v ra ch t x 1 0 0 % in g e k o m e n v ra ch t-g e b o rg e n v ra ch t De bezinkrendementen zijn vermeld op de laatste regel van tabel 2.4. Bergbezinkbassins zullen zeker een bijdrage leveren aan de reductie van de jaarlijkse vuiluitworp maar tijdens hevige neerslagen zal in veel situaties de Algemene Milieu Kwaliteit (AMK, waterkwaliteitsdoelstellingen volgens de Derde Nota Waterhuishouding) niet worden bereikt omdat voor dergelijke buien de bergingscapaciteit van de bassins verre van toereikend is. Tabel 2.4 - Gemiddelde CZV-vrachten van randvoorzieningen bergbezinkbassin 1 vervel overstort 2 hoge zijdelingse overstort bergbezinkriool bergbezinkbassin 3 Amersfoort Kerkrade Goes Maartensdijk Rotterdam Amersfoort geloosd 31% 38% 47% 45% 78% 20% tegengehouden 69% 62% 53% 55% 22% 80% bezinking 26% 40% 47% 26% 17% berging 43% 22% 6% 29% 22% 63% bezinkrendement 46% 51% 50% 37% 0% 63% 1 zonder interne overstortingen 2 de berging in een werveloverstortput is zeer gering; letterlijke bezinking vindt niet plaats 3 inclusief interne overstortingen 19
riolering civiele gezondheidstechniek - ct3420 2.2.4 Effecten van randvoorzieningen op de oppervlaktewaterkwaliteit Het effect van de in de vorige paragraaf beschreven lozingen op de kwaliteit van het oppervlaktewater is helaas niet onderzocht. Wel is door de NWRW op andere lokaties onderzoek verricht naar het effect van lozingen via riooloverstorten. Deze onderzoekingen zijn beschreven het NWRW-rapport, thema 9, Effecten van emissies op oppervlaktewater. Lokatierapporten [VROM, 1990]. In tabel 2.5 staan enkele relevante kenmerken van enkele onderzochte lokaties vermeld benevens enkele gegevens die betrekking hebben op neerslag en overstortende hoeveelheden. De lokaties zijn zodanig gekozen dat in globale zin de effecten van de zogeheten CUWVO-basisinspanning [CUWVO, 1992] kunnen worden beschouwd. Deze aanbevelingen zijn opgesteld voor zowel bestaande als nieuw te bouwen rioolstelsels. Hierbij zijn de opstellers uitgegaan van een zogenaamde basisinspanning waaraan een stelsel in ieder geval moet voldoen: Voor bestaande gemengde stelsels geldt als basisinspanning een onderdrempelberging van 7 mm met een pompovercapaciteit van 0,7 mm per uur, aangevuld met 2 mm berging in de vorm van bergbezinktanks achter iedere overstort. Voor bestaande gescheiden stelsels wordt aanbevolen deze om te bouwen naar verbeterde gescheiden stelsels met een onderdrempelberging van minimaal 4 mm en een pompovercapaciteit van 0,3 mm/h. Voor nieuwe stelsels wordt aanbevolen om deze aan te leggen als verbeterde gescheiden stelsels met een onderdrempelberging van minimaal 4 mm en een pompovercapaciteit van 0,3 mm/h. Bovenstaande richtlijnen zijn bedoeld om de vuiluitworp tot een aanvaardbaar niveau terug te dringen. Er wordt uitdrukkelijk de mogelijkheid open gehouden om via alternatieve wegen aan de hierboven genoemde basisinspanning te voldoen, met dien verstande dat wordt aangetoond dat de vuiluitworp met het alternatieve stelsel niet hoger is dan die voor een stelsel volgens de basisinspanning. Het is interessant te lezen welke de bevindingen waren van de onderzoekers die, nadat een overstorting was opgetreden, de oppervlaktewaterkwaliteit ter plaatse hebben bestudeerd. Punt A bevindt zich nabij de overstort, punt B bevindt zich een eindweegs benedenstrooms en punt C is een referentie punt op grote afstand van het lozingspunt. De door hen gedane letterlijk aangehaalde zintuiglijke waarnemingen waren als volgt: Lokatie 21. De zintuiglijke waarneembare effecten zijn beperkt gebleven tot de twee (kleine) overstortingen die gevolgd zijn. Ter hoogte van het A-punt is enig overstortmateriaal aan de oevers gevonden (papierresten), het water heeft een lichte rioollucht. Op A- en B-punt is een lichte grijskleuring van het water waargenomen kort na de overstortingen. Tijdens de bemonstering in de achtergrond is een lichte (riool- en) rottingsgeur waargenomen op A- en B-punt. Tabel 2.5 - Lokatie Overstortende hoeveelheden op enkele lokaties Berging (mm) Poc (mm/h) Neerslag (mm) Lokatie 30. Vooral de grote overstorting van 16 juli 1987 heeft erg grote zintuiglijke waarneembare effecten veroorzaakt. Zowel op A- als B-punt is het water grijs/wit/groen gekleurd en is relatief veel (grof) overstortmateriaal in het water langs de oevers aangetroffen. Ook heeft het water, evenals na de overige overstortingen, een duidelijke rioollucht. Op de middellange termijn is deze situatie al aan- Overstortende hoeveelheden (mm) 21 7,0 1,2 32 5 25 3 30 9,0 0,64 17 3 20 5 25 10 33 11 1,4 40 15 32 15 42 8,0 0,72 20 3 19 1 11 2 20