Grond of substraat samenstellen

Begroeide bodempassage De toplaag van grond of substraat waardoor hemelwater in een infiltratieveld of een wadi en in mindere mate ook in greppels en sloten in de bodem infiltreert, moet de volgende eigenschappen hebben: Het is voldoende doorlatend: het gehalte aan fijne delen en organische stof moet laag zijn. Het is geschikt voor begroeiing: er moet een minimumgehalte aan organische stof aanwezig zijn en de bodem moet voldoende vocht vasthouden. Het moet verontreinigingen aan zich binden: hiervoor moet er voldoende organische stof en lutum (gronddeeltjes kleiner dan 2 μm) in de bodem zitten. Berging in substraten  Voor de bergingscapaciteit in een laag grond of substraat is de holle en beschikbare ruimte rondom het vulmiddel bepalend. Er bestaan vier relevante toestanden van vochtgehalte (zie ook Figuur A), van helemaal droog tot helemaal nat: helemaal droog: het substraat bestaat uit droge massa, alle poriën zijn gevuld met lucht; verwelkingspunt: het aandeel water in het substraat dat onder normale omstandigheden niet verdampt en niet door planten uit het substraat gehaald kan worden; veldcapaciteit; het aandeel water dat na uitlekken van een verzadigd substraat blijft hangen, dit deel is beschikbaar voor planten en verdamping; verzadiging; alle poriën in het substraat zijn volledig gevuld met water; De bergingscapaciteit van een substraatlaag bestaat uit het verschil tussen de veldcapaciteit en het verwelkingspunt. Procentueel is de bergingscapaciteit in substraat grofweg 5 tot 30% van de substraatlaag, afhankelijk van de dikte van het substraat en het toegepaste materiaal. Figuur A Vier toestanden van vochtgehalte die bepalend zijn voor de berging in substraat Vergroot afbeelding Het is ook mogelijk de berging in grond of een substraat ondergronds in te zetten, in een infiltratie-element. Daarin kan volledige verzadiging bij vulling eenvoudiger worden bereikt, wat een bergingscapaciteit van ongeveer 30% oplevert. De ontwerper zal deze berging boven de representatieve hoge grondwaterstand  leggen, zodat deze voorafgaand aan een bui beschikbaar is. Formules voor berging, infiltratiecapaciteit en ledigingscapaciteit van infiltratie-elementen vindt u in het onderdeel Schetsontwerp. Infiltratiesnelheid of zuivering  Het substraat vangt het zwevende stof af en bindt verontreinigingen aan de gronddeeltjes in infiltrerende voorzieningen zoals wadi’s. Het water zakt door de toplaag weg en infiltreert, eventueel via een ondergrondse infiltratievoorziening, naar het grondwater. Daarnaast is de toplaag de voedingsbodem voor de vegetatie. Wanneer substraat als filtermedium wordt toegepast in bijvoorbeeld helofytenfilters of bodempassages, worden er andere eisen aan korrelgrootte en porieruimte gesteld dan wanneer de focus ligt op infiltratie(snelheid) of berging. Om te zorgen dat water snel genoeg infiltreert, moet de bodem onder de toplaag minimaal dezelfde doorlatendheid hebben als de toplaag. Als uit het doorlatendheidsonderzoek blijkt dat de doorlatendheid van de bodem onvoldoende is, kan de ontwerper met bodemverbetering een overbrugging maken, wat concreet neerkomt op een extra laag grond of substraat. Soms is het voldoende om de bodem te vermengen met grof zand. Zo niet, dan kan de ontwerper ervoor kiezen om met drainage of aanvullende infiltratievoorzieningen de verwerkingssnelheid van hemelwater te vergroten. Substraat wordt ook op particulier terrein toegepast, namelijk op groenblauwe daken. Daarbij speelt waterdoorlatendheid minder een rol dan andere karakteristieken zoals de mogelijke gewichtsbelasting van het dak en de geschiktheid voor het toe te passen vegetatietype.  Verdamping van water en aanplant De verdamping vanuit het substraat speelt een belangrijke rol in het tijdig creëren van ruimte voor waterberging. Verdamping is cruciaal in de werking van onder andere blauwgroene daken, maar ook in substraat op het maaiveld bepaalt verdamping hoelang het duurt voordat de waterberging na een bui weer (volledig) beschikbaar is.  Verdamping en beschikbaar water  De beplanting bepaalt voor een groot gedeelte hoeveel water er verdampt. Het substraattype en het vegetatietype dienen op elkaar te worden afgestemd omdat de retentiecapaciteit van het substraat zodanig moet zijn dat de toegepaste vegetatie voldoende water kan opnemen. Hoe minder waterbergingscapaciteit in het substraat, des te kleiner de overlevingskans van de toegepaste vegetatie. Naast verdamping door middel van vegetatie, speelt ook directe verdamping uit substraat een rol. Dit is afhankelijk van onder andere lichtinval op en opwarming van het pakket. De omgeving heeft dus een invloed op de aanplant en de verdamping van water vanuit het substraat. Voedingsstoffen Om de doorlatendheid van substraat te verbeteren, moet het organische-stof-gehalte zo laag mogelijk zijn. Om er planten op te kunnen laten groeien, is er juist organische stof nodig. Dit zijn dus conflicterende eisen. Een optimaal mengsel is daarom in feite altijd een compromis en heeft de volgende eigenschappen: een humusgehalte (organische stof) van circa 3 tot 5%; een lutumgehalte van minder dan 1%; een m50-getal tussen de 200 en 300 mm. Aandachtspunt: bovengrondbelasting De substraatlaag boven een ondergronds infiltratie-element (bijvoorbeeld de toplaag van een wadi) mag niet te dik zijn, meestal maximaal 0,30 m. Dit betekent dat de bovengrondbelasting niet te groot mag zijn en het materieel voor het onderhoud dus niet te zwaar. De ontwerper moet met deze mogelijke beheerrandvoorwaarden rekening te houden of de draagkracht van het infiltratie-element aanpassen aan de substraatlaag.