Ontwikkeling impactstresstest extreme buien

STOWA en Stichting RIONED werken aan de ontwikkeling van een impacttest extreme neerslag, waarin de effecten van extreme buien op het stedelijke en omliggende landelijke gebied in samenhang worden meegenomen.

De zomer van 2014 laat ons zien waar systemen kwetsbaar zijn bij de verwerking van extreme buien. Het zijn ‘mooie' leermomenten die ons waardevolle informatie geven. De KNMI-klimaatscenario's geven aan dat extreme buien in de toekomst nog veel extremer worden. Om de effecten hiervan goed te kunnen beoordelen, gebruiken we steeds meer nieuwe geavanceerde rekentechnieken. Hierbij kunnen we wateroverlast en de gevolgen daarvan nabootsen en maatregelen ertegen droog oefenen. Zo kunnen we het falen van systemen veel proactiever gaan aanpakken.

Scherper inzicht
De verdere ontwikkeling van rekentechnieken, benodigde informatie en het klimaat stelt de vakwereld voor zowel nieuwe mogelijkheden als uitdagingen. Met nieuwe inzichten zullen we ons steeds beter en effectiever kunnen en moeten wapenen tegen de gevolgen van extreme buien. In die ontwikkeling zal de rioleringsbeheerder nóg beter moeten afstemmen met zijn collega's van weg- en groenbeheer waar knelpunten het meest effectief aan te pakken zijn. En gemeenten en waterschappen zullen de riolering en het watersysteem (zowel kwantitatief als kwalitatief) meer in samenhang moeten analyseren. Een integrale kijk op het functioneren van de riolering ondergronds, de voorzieningen bovengronds, het maaiveld en het ontvangende watersysteem is noodzakelijk.


Meer urgentie
De ontwikkeling van rekentechnieken om wateroverlast te simuleren, is de laatste jaren in een stroomversnelling terechtgekomen. Dat is mede te danken aan de steeds sneller wordende computers en de beschikbaarheid van meer gedetailleerde en nauwkeuriger informatie (zoals de AHN2-hoogtekaarten van het bebouwde gebied) en van verbeterde radarbeelden. De ontwikkeling is ook te danken aan een groeiende interesse bij beheerders, bestuurders en bewoners, doordat hevige regen vaker voorkomt. In een flink aantal gemeenten hebben extreme buien de nodige overlast veroorzaakt, soms een paar keer kort achter elkaar.

Riolering boven de grond
Traditioneel werd met rioleringsmodellen naar de verwerking van regenwater gekeken. De analyse van het functioneren van een rioolstelsel was gericht op voldoende afvoercapaciteit door het leidingenstelsel naar de overstorten. De maatstaf was net geen water op straat bij een maatgevende bui, meestal bui08 met een herhalingstijd van twee jaar. De simulatie van water op straat was zeer grof geschematiseerd en daardoor onnauwkeurig. De interactie tussen riolering en oppervlaktewater was vaak onderbelicht. Met nieuwe rekentechnieken zijn ook de bovengrondse afstroming en berging van regenwater veel nauwkeuriger te simuleren. In hoog tempo nemen de mogelijkheden van integrale simulaties van het functioneren van grotere systemen toe.

Daarom is het mogelijk en wenselijk om de systeemgrenzen van de riolering te verruimen naar het bovengrondse gebied. De berging en afvoer van regenwater op en via de straat zijn te vergelijken met de uiterwaarden van een rioolstelsel. Die uiterwaarden hebben een belangrijke functie bij het verwerken van extreme neerslaghoeveelheden en die is te simuleren met een 2D-maaiveldafstromingsmodel in combinatie met een 1D-rioleringsmodel. De resultaten van deze simulaties worden realistischer, omdat naast het functioneren van de riolering de hoogteligging van een gebied nauwkeurig wordt meegenomen.

Nieuwe maatstaven en meetmethoden
De nieuwe rekentechnieken vragen om nieuwe maatstaven en meetmethoden. Waar we nu werken met fictieve buien waar het over het gehele gebied overal even hard regent, gaan we toe naar het gebruik van uit radarbeelden geselecteerde zware tot extreme buien. Bij zware buien zijn de omvang van het regengebied en de ruimtelijke verdeling van neerslagintensiteiten over dat gebied belangrijke variabelen. Extreme intensiteiten treden vaak zeer plaatselijk op. Om de resultaten van modelberekeningen aan de praktijk te kunnen toetsen, is het essentieel om die ruimtelijke verdeling van de neerslag goed mee te nemen.

Het traditionele inloopmodel vertaalt de neerslag op een gebied naar de effectieve belasting van een rioolstelsel via een aantal verschillende typen afvoerend oppervlak. In de nieuwe benadering is het inloopmodel grotendeels geïntegreerd in het bovengrondse maaiveldafstromingsmodel. In de afvoer van neerslag van een gebied worden inloopprocessen zoals oppervlakteberging, infiltratie in de bodem en afstromingsvertraging daardoor veel realistischer benaderd.

Meer informatie, meer kennis
Kortom, de analyse wordt vollediger, gedetailleerder en alleen daardoor al nauwkeuriger. Natuurlijk moeten we ons best (blijven) doen om rekenmodellen te voeden met actuele, correcte en nauwkeurige gegevens, zoals:

  • ruimtelijke verdeling van extreme neerslag;
  • hoogteligging van het bebouwde gebied;
  • ligging en werking van het watersysteem;
  • detailinformatie van de aansluiting van kolken en perceelaansluitingen op de riolering.

Belangrijk is dat iedere beheerder de gegevens van het eigen rioolstelsel en watersysteem volledig, actueel en nauwkeurig beschikbaar heeft. Het is absoluut noodzakelijk dat we dergelijke informatie op professionele wijze verzamelen, vastleggen en beheren. Dat kan een ieder niet op zijn eigen houtje doen, maar wordt nu landelijk gecoördineerd in open standaarden, zoals het GWSW. Hiermee kunnen we op termijn steeds eenvoudiger en effectiever kijken naar verleden, heden en toekomst én daaruit lering trekken. Goede informatie is de sleutel (en nu nog vaak de ‘missing link') in de cyclus van analyseren, leren en verbeteren.

Grenzen met oppervlaktewater (en grondwater)
In dit grotere geheel zijn er nog twee systeemgrenzen aan het stedelijke regenwatersysteem: het functioneren van het grondwater en van het stedelijke en regionale oppervlaktewatersysteem. Beide hebben een eigen dynamiek. Het grondwatersysteem is voor de analyse van extreme buien vaak minder relevant dan het oppervlaktewatersysteem.

De afstemming tussen riolering en oppervlaktewater was tot nu toe om verschillende redenen niet sterk ontwikkeld. Doordat de aandacht meer komt te liggen op het analyseren van extreme gebeurtenissen, wordt een goede afstemming wel belangrijker. Want bij extreme buien gaat het oppervlaktewater sneller en feller reageren. De kans dat overlaten verdrinken wordt groter. Hierdoor kan de afvoer van neerslag uit de bebouwde omgeving flink vertragen, waardoor ernst en duur van de overlast kunnen toenemen. Omgekeerd kan de afvoer uit het bebouwde gebied ook grote effecten hebben op het watersysteem, wat vooral benedenstrooms tot knelpunten kan leiden.

De ervaring leert dat een integrale analyse van stad en land met gemeenten en waterbeheerder veel wederzijds begrip kan opleveren voor elkaars problemen en afwegingen. Het is een belangrijke stap om te komen tot maatschappelijk verantwoorde maatregelen in een bredere afweging dan tot nu toe gebruikelijk is.

Wisselwerking rekentools en waarnemingen
De technieken om de werkelijkheid steeds beter na te bootsen, zullen ons helpen heldere afwegingen te maken over hoe ver we willen gaan met het bestrijden dan wel accepteren van overlast. Terugkoppeling naar en toetsing op waarnemingen en ervaringen uit de praktijk, zoals tijdens de zomer 2014, zijn en blijven essentieel.


Dan kunnen we ook goed onderscheiden waar nog verschillen zitten tussen theorie en praktijk (model en werkelijkheid). Simulaties met een steeds nauwkeuriger benadering van de werkelijkheid geven ons betere informatie, die essentieel is voor de keuze van effectieve en doelmatige maatregelen. Tegelijk moeten we waken voor een blind vertrouwen in rekenmodellen.

Ontwikkelen impacttest
Bij gemeenten, waterschappen en adviesbureaus is behoefte aan informatie en afspraken over de toepassing van geavanceerde rekentechnieken en de controle en het gebruik van de resultaten. STOWA en Stichting RIONED ontwikkelen daarom een impacttest extreme neerslag. Dit gebeurt in een breed samenwerkingsverband van specialisten op het gebied van stedelijk en landelijk waterbeheer en meteorologen.

Eerste fase
De eerste fase van de ontwikkeling van de impacttest bestaat uit:

  • het verkennen van de mogelijkheden;
  • het uitwerken van de procedure, met aandacht voor keuze en classificering van extreme buien;
  • het verkennen van geschikte testmethodieken om de schadegevoeligheid voor extreme neerslag te bepalen;
  • het selecteren van geschikte testcases.
De grote uitdaging hierbij is om de wensen en meningen van de deskundigen vanuit de diverse specialismen zo veel mogelijk onder één noemer te brengen.

Tweede fase
De tweede fase richt zich op de daadwerkelijke toepassing van de impacttest op enkele testgebieden. Hierbij ligt de focus primair op het afstemmen van de theoretische benadering op de praktijk zoals die bij extreme situaties is waargenomen.
Samengevat omvat de impacttest veel meer dan de ontwikkeling van een instrument:
  • Benutten van nieuwe rekentechnieken en beschikbare data, verbinden van landelijk watersysteem, stedelijk watersysteem en stedelijke inrichting (RO), loskomen van ‘vastgeroeste' tradities.
  • Meer begrijpen over het functioneren onder extreme omstandigheden, wat gebeurt er waar en waarom, daarbij een ‘what-if benadering' volgend.
  • Streven naar hoog detail in analyses voor inzicht in functioneren van het hele systeem: kleine oorzaken kunnen grote gevolgen hebben.
  • Nadruk op goed huisvaderschap in plaats van een statistische (norm)gedreven afrekencultuur: waterschappen en gemeenten werken samen om waar nodig en wenselijk op elkaar af te stemmen (op grotere schaal) en gaan ook zelf aan de slag in het binnenste van hun eigen systemen om daar juiste afwegingen te maken.

De ontwikkeling van deze impacttest beoogt een eenduidige aanpak te formuleren in het anticiperen op extreme neerslag met de meest geavanceerde middelen. Informatie over de voortgang en de uitwerking van het project kunt u vinden op de websites van Stichting RIONED en STOWA. De ontwikkeling van deze test is geen argument om de aanpak van de gevolgen van extreme neerslag nog even af te wachten. Vooral in de inrichting van de buitenruimte kunt u vaak met kleine maatregelen al veel bereiken.
Lees ook het rapport De riolering op straat (2014).


Kopenhagen op 2 juli 2011 getroffen door een extreme bui van circa 150 mm in 2-3 uur


Kennisbank


U Bezocht Onlangs


GEEF UW SUGGESTIE