Korte introductie

Deze informatie richt zich op het hydraulisch (systeem) functioneren van rioolstelsels. De analyse is voor een belangrijk deel gebaseerd op het gebruik van rekenmodellen. De combinatie van model en metingen geeft een compleet beeld van de werking van een rioolstelsel.

Het hydraulisch functioneren is een essentiële basis voor de analyse van het milieutechnisch functioneren. Het milieutechnisch functioneren van rioolstelsels met de stoffenbalans komt hier zijdelings aan de orde, omdat het plan is dit onderwerp verder uit te werken in een nieuw onderdeel.

Ruwe meetdata zijn in drie stappen om te zetten naar gevalideerde en bruikbare gegevens:

Stap 1: van ruwe naar verwerkte meetgegevens

De ruwe meetgegevens van meetinstrumenten kunnen foutieve waarden bevatten. Ook kunnen meetgegevens ontbreken. De eerste stap in de verwerking van ruwe gegevens is correcte tijdreeksen te krijgen. Hiervoor is het nodig om foutieve meetwaarden op te sporen en deze vervolgens te corrigeren of verwijderen.

Voor de analyse van de werking van het rioolsysteem zijn enkele relevante neerslagperioden met betrouwbare metingen voldoende. Voor de realtimetoepassingen van metingen (zie hieronder) moeten de meetreeksen bij voorkeur compleet zijn. Waar nodig en mogelijk kunnen ontbrekende meetgegevens worden aangevuld via interpolatietechnieken. Het resultaat van deze eerste stap is een tijdreeks van gevalideerde metingen.

Uitgebreide informatie over deze stap vindt u in Stap 1: Verwerken meetgegevens.

Stap 2: van verwerkte naar bewerkte meetgegevens

De meetinstrumenten kennen verschillende instellingen en meetsystemen slaan gegevens vaak in verschillende eenheden op. De tweede stap is daarom alle vergelijkbare meetgegevens om te rekenen naar dezelfde (tijds)eenheid, zoals de waterniveau in m NAP per minuut.

Bepaalde parameters zijn afgeleid uit andere meetparameters, bijvoorbeeld een overstortingsvolume dat is afgeleid uit een gemeten rioolwaterstand. Deze ‘afgeleide metingen’ worden in deze tweede stap berekend en vormen een nieuwe tijdreeks van metingen. Om meetfouten op te sporen, vindt vervolgens controle op onderlinge consistentie van de metingen en afgeleide metingen plaats. Het resultaat van deze tweede stap zijn eenduidige reeksen van (afgeleide) meetparameters die geschikt zijn voor verdere analyse.

Uitgebreide informatie over deze stap vindt u in Stap 2: Bewerken meetgegevens.

Stap 3: van bewerkte meetgegevens naar analyse

Voor de analyse van de werking van een rioolstelsel als systeem zijn zowel meetgegevens als een rioleringsmodel nodig. Het rioleringsmodel kan een bakken- of strengenmodel zijn. Met een bakkenmodel ontstaat globaal inzicht in de werking van het rioolstelsel. Een strengenmodel is nodig voor een fijnere detailanalyse, bijvoorbeeld van de werking van een krappe leiding of een overstort.

Voor de analyse is afstemming van het rioleringsmodel op de uitgevoerde metingen noodzakelijk. Dit is van belang om de betrouwbaarheid van de modelberekeningen te controleren. Uit de analyse kan blijken dat meetpunten ontbreken om een goede analyse uit te kunnen voeren. Dan is uitbreiding van het meetnet nodig. Ook zijn soms aanpassingen aan het meetnet nodig om de oorzaak van vreemde meetresultaten te verklaren. Het meetnet moet dus flexibel zijn, zodat aanpassingen aan nieuwe inzichten mogelijk zijn.

Uitgebreide informatie over deze stap vindt u in Stap 3: Analyseren meetgegevens.

Realtimetoepassingen

Als de metingen realtime binnenkomen, zijn ze te gebruiken voor realtimetoepassingen. Een veelgebruikte toepassing is realtimecontrol (zie Sturen hydraulisch functioneren (RTC)). Een nieuwe toepassing in de riolering is het realtime combineren van meetinformatie met modelinformatie. Deze toepassingen heten nowcasting en forecasting.

Nowcasting

Nowcasting gebruikt modellen om op plekken waar u niet meet tóch uitspraken te kunnen doen over de (actuele) toestand van het rioolsysteem. Dit betekent dat u met nowcasting bijvoorbeeld een overstortingsdebiet bepaalt op een plaats waar u niet kunt meten, en dat u het debiet in een leiding bepaalt op een plaats waar geen debietmeter is. Met andere woorden, nowcasting breidt het oorspronkelijke meetnet uit met ‘virtuele’ of ‘digitale’ meetpunten.

Het toepassen van nowcasting is interessant, omdat u daarmee de meetpunten en het (strengen)model van het rioolstelsel optimaal gebruikt. Nowcasting vereist een realtimemeetnet,  geavanceerde software en expertkennis om de meet- en modeldata te combineren en (realtime) te verwerken.

Forecasting

Forecasting lijkt veel op nowcasting, maar forecasting gebruikt modellen om de meetwaarde voor de nabije toekomst te voorspellen. Forecasting wordt normaliter toegepast op echte meetpunten, maar is natuurlijk ook te gebruiken op de virtuele of digitale meetpunten. Om de waterstand op een meetpunt in een rioolstelsel voor de komende uren te voorspellen, gebruikt forecasting de gemeten waarden, een model van het rioolstelsel en de neerslagvoorspelling. De techniek is vrijwel identiek aan die van nowcasting. Met forecasting is bijvoorbeeld het moment van een overstorting voortijdig te voorspellen. Daarop kan de waterbeheerder besluiten om het ontvangende water door te spoelen. Ook is de informatie te gebruiken voor realtimecontrole van het rioolstelsel.

Meetproject of meetcampagne

Beheerders zetten een meetproject vaak voor meerdere jaren op om de werking van het rioolstelsel te analyseren en volgen. Soms start een beheerder een kortdurend meetproject voor een specifieke (onderzoeks)vraag of uitvoeringsmaatregel. Deze informatie is vooral gericht op de eerste categorie: continu meten aan het functioneren van het rioolstelsel in het kader van het operationeel beheer. Maar de beschreven werkwijze is grotendeels ook toepasbaar bij een tijdelijke meetcampagne of bij discontinue metingen. Sla de metingen van een meetcampagne bij voorkeur ook in de centrale database op en verwerk ze op eenzelfde wijze.

Uitwerking in de praktijk

De succesvolle implementatie van deze informatie hangt af van veel factoren. Maar belangrijk is dat u zich realiseert dat meetgegevens alléén niet voldoende zijn voor een goede, volledige analyse. Hiervoor zijn behalve meetgegevens ook verwerkingssoftware, een rioleringsmodel, tijd en expertise nodig. Het opzetten van een meetproject vraagt om méér dan de plaatsing van meetinstrumenten.

Het gebruiken van het meetnet is een reguliere taak of ten minste een meerjarenproject. Het gebruiken van de (ruwe) meetgegevens is vaak duurder dan de aanschaf en installatie van de meetinstrumenten. Daarnaast zijn personele capaciteit, deskundigheid en goede afstemming met andere gemeentelijke afdelingen nodig om het meetproject te onderhouden en de data te analyseren (zie ook Organisatie rond een meetproject (= Organisatie en beheer)). In de praktijk blijkt steeds weer dat gemeenten de verwerking van meetgegevens onderschatten. Daardoor halen zij vaak veel te weinig informatie uit de metingen.

Bij het begroten van een meetplan moet de gemeente met al deze zaken rekening houden. Hoeveel het meetnet kost, is afhankelijk van de grootte en ambities van de gemeente. Belangrijk is dat zij het beschikbare budget evenwichtig verdeelt over de aanschaf en installatie van de meetapparatuur én de analyse van de gegevens. Als een gemeente zich dit vooraf realiseert, wordt het meetproject niet alleen kostbaar maar ook waardevol.