Analyseren functioneren rioolstelsel

Bij deze analyse doorloopt u de volgende stappen: 1. Vastleggen theoretisch verwacht gedrag rioolstelsel in concrete indicatoren Om het functioneren van een rioolstelsel te beoordelen, moet u concrete indicatoren opstellen. Voor dit voorbeeld zijn dat: omvang droogweerafvoer (gemiddelde en variatie tijdens seizoenen); ledigingstijd; inzicht in de werking van de externe overstorten; maximaal optredende waterniveau boven de overstortdrempels; bij gescheiden rioolstelsel geen respons op neerslag in het vuilwaterstelsel. 2. Verzamelen benodigde gegevens voor elke indicator Om de indicatoren te kunnen beoordelen, moet u de volgende gegevens hebben: omvang droogweerafvoer (gemiddelde en variatie tijdens seizoenen): meten debiet bij eindgemaal en inzicht in hoeveelheid gevallen neerslag; ledigingstijd: meten waterniveau bij het eindgemaal en inzicht in gevallen neerslag en aanwezigheid van voorzieningen die naleveren (bijvoorbeeld groene daken); werking van de externe overstorten: meten waterniveau bij de overstorten, verzamelen gegevens overstorten (drempelhoogte en -breedte) en inzicht in gevallen neerslag; bij gescheiden rioolstelsel geen respons op neerslag in het vuilwaterstelsel: meten waterniveau in vuilwaterstelsel en inzicht in gevallen neerslag; inzicht in de hoeveelheid hemelwater naar riolering en/of rwzi. 3. Vergelijken huidig functioneren met gewenst functioneren U gebruikt de verzamelde (meet)gegevens om het functioneren van een rioolstelsel inzichtelijk te maken. U zoekt naar afwijkend gedrag van het stelsel. Dat doet u door het huidige functioneren te vergelijken met het gewenste functioneren, uitgaande van de vastgestelde indicatoren. Hieronder leest u voor elke indicator uit stap 2 hoe u dat kunt doen. Omvang droogweerafvoer (dwa) Figuur A geeft gemeten waarnemingen bij een gemaal weer. In het blauw ziet u de afgevoerde debieten (momentaan) en in het zwart het waterniveau in de kelder (momentaan). Om de dwa te bepalen, zijn twee lijnen toegevoegd: het lopende gemiddelde van het debiet per uur (rood) en per 24 uur (oranje). In de grafiek leest u nu de omvang van de dwa af tijdens een periode waarin geen neerslag is gevallen. Figuur A Analyseren functioneren rioolstelsel met meetgegevens: gemeten waarnemingen bij een gemaal (Bron: Partners4UrbanWater) Vergroot afbeelding U vergelijkt de uit de metingen afgeleide dwa met de theoretische waarden. Afhankelijk van het verschil beslist u of nader onderzoek noodzakelijk is. Als de werkelijke dwa hoger is dan de theoretische afvoer, dan duidt dit op de aanwezigheid van rioolvreemd water. Meer informatie vindt u bij Rioolvreemd water inventariseren. Ledigingstijd De ledigingstijd van een rioolstelsel (of voorziening) is gedefinieerd als de berging gedeeld door de pompovercapaciteit (zie figuur B). Als u de ledigingstijd van een rioolstelsel bepaalt, moet u er rekening mee houden dat er voorzieningen kunnen zijn (bijvoorbeeld groene daken) die water naleveren (zie figuur B). Daarom is het zinvol de ledigingstijd af te leiden uit uw meetgegevens en deze te vergelijken met de theoretische waarde. Figuur B Bepalen ledigingstijd rioolstelsel uit meetgegevens (Bron: Partners4UrbanWater) Vergroot afbeelding Als u het waterniveau bij het gemaal meet, kunt u deze metingen gebruiken om de ledigingstijd te bepalen. Ook kunt u de gegevens analyseren om meer inzicht in te krijgen in het effect van het naleveren van water. Hiervoor gebruikt u buien die hebben geleid tot een overstorting. Het rioolstelsel is dan helemaal gevuld geweest. U bepaalt het tijdstip waarop de overstorting eindigt en het tijdstip waarop het stelsel weer leeg is. Het verschil in tijd is de ledigingstijd van het stelsel (zie de groene pijlen in figuur A). Werking externe overstorten Wilt u uit uw meetgegevens informatie krijgen over de werking van externe overstorten, de duur van een overstorting, het overstortvolume en of water instroomt? Dan moet u waterniveaus meten bij de overstorten en deze voorzien van een datum/tijd-stempel. Als de buitenwaterstand aan de andere zijde van de overstortdrempel invloed uitoefent op de hoeveelheid overstortend water, moet u het waterniveau aan beide zijden van de overstortdrempel meten. Daarnaast moet u de drempelhoogten en -breedten kennen en moet u inzicht hebben in de hoeveelheid gevallen neerslag. De duur van een overstorting kunt u bepalen uit het verschil in tijd tussen de start en het einde van de gebeurtenis. Afhankelijk van de omstandigheden kunt u de hoeveelheid overstortend water inschatten met formules die de relatie tussen waterniveau en debiet weergeven. Figuur C geeft voor het jaar 2019 voor meerdere overstorten en randvoorzieningen het volgende weer: Aantal keer dat de overstort of voorziening in 2019 in werking is getreden. De verticale rode lijn geeft het streefaantal aan. In dit voorbeeld is deze waarde ingesteld op 6. Aantal keer dat tijdens het overstorten de ingestelde grenswaarde is overschreden. In dit voorbeeld is de waarde ingesteld op een volume van 10.000 m3. Aantal keer dat tijdens het overstorten water in het rioolstelsel of in de randvoorziening is gestroomd. In figuur C is onder andere te zien dat overstort 2222 in 2019 driemaal in werking is getreden en alle drie de keren is water in het rioolstelsel gestroomd in plaats van het stelsel uit. De overstorten 1611 en 923 treden in 2019 relatief vaak in werking. Als de overstorten 98, 712 en 418 in werking treden, is het overstortvolume in circa 50% van de gevallen minimaal 10.000 m3. De bergbezinkbassins Redeweg en Vaart zijn in 2019 achtereenvolgens slechts twee- en eenmaal volledig gevuld geweest. Figuur C Gegevens van overstorten en randvoorzieningen in het 2019: het aantal keer dat de voorziening in werking is getreden, het aantal keer dat het overstortvolume een ingestelde grenswaarde heeft overschreden en het aantal keer dat water in de voorziening is gestroomd in plaats van eruit (Bron: M. van Bijnen Advies) Vergroot afbeelding Figuur D laat de start- en eindtijden van overstortingen bij meerdere externe overstorten en randvoorzieningen zien. De overstorten en randvoorzieningen maken onderdeel uit van hetzelfde rioolstelsel. Met dit overzicht hebt u direct inzicht in de werking van de externe overstorten in vergelijking met de overstorten waar een randvoorziening aanwezig is. Uit de weergegeven tijdstippen is te zien dat de externe overstorten 816, 1433 en 1977 eerder overstorten in het oppervlaktewater dan dat de beide randvoorzieningen beginnen met vullen. Dat is een ongewenste situatie. Figuur D Externe overstorten en randvoorzieningen: de tijden waarop een externe overstort (donkerbruin) gaat lozen in oppervlaktewater, een randvoorziening begint te vullen (lichtbruin) en een randvoorziening volledig gevuld is en gaat lozen in oppervlaktewater (blauw) (Bron: M. van Bijnen Advies) Vergroot afbeelding Geen respons op neerslag in vuilwaterstelsel Bij een gescheiden rioolstelsel hoort het waterniveau in het vuilwaterstelsel tijdens neerslag niet te stijgen. Door het waterniveau bij het gemaal (meestal het laagste punt in het stelsel) te meten, kunt u dit controleren. Daarnaast moet u informatie hebben over de gevallen neerslag. In figuur E ziet u het gemeten waterniveau (groene lijn) bij een gemaal in een vuilwaterstelsel, het gemeten debiet (momentaan, grijze lijn) en de gevallen neerslag (rode lijn). De zwarte getallen in de figuur geven de afgevoerde daghoeveelheid in m3 aan. Figuur E Gemeten waterniveau en afgevoerde debieten vuilwatergemaal (Bron: Partners4UrbanWater) Vergroot afbeelding In de figuur kunt u zien dat tijdens dagen met neerslag (28 juli en 2 augustus) het waterpeil in de gemaalkelder stijgt en het afgevoerde debiet toeneemt. Op 28 juli valt er 44 mm neerslag. Het waterniveau stijgt tot maximaal circa 0,00 mNAP en de afvoer neemt die dag toe tot 1.022 m3. Het vuilwatergemaal voert tijdens neerslag een significante hoeveelheid af naar de rwzi. Inzicht in hoeveelheid hemelwater naar riolering en/of rwzi Om relatief snel en eenvoudig inzicht te krijgen in de hoeveelheid hemelwater die het rioolstelsel afvoert en naar de rwzi gaat, kunt u de methode HAAS (Hemelwater Afvoer Systematiek) toepassen. Met deze methode bekijkt u een eenvoudige waterbalans van een gebied over een langere periode. Dit levert geen detailinformatie op, maar zo kunt u wel onderzoeken in hoeverre de belasting op een rioolstelsel en de afgevoerde hoeveelheden via het gemaal overeenkomen.