In twee situaties kan water op het maaiveld staan:

  1. door neerslag vóór afstroming naar de riolering
  2. door een overlopend riool- of oppervlaktewatersysteem

Afstromende neerslag op het maaiveld

Als neerslag op verharde oppervlakken in stedelijk gebied valt, stroomt het water af naar de riolering. Dan is nog geen sprake van significante waterstanden op het maaiveld. De informatiebehoefte in deze situatie is vooral gericht op het bepalen van de hydraulische belasting op de vrijvervalriolering . Een flink deel van de totale neerslag komt niet in de riolering terecht, maar blijft op het oppervlak achter in plassen om later weer te verdampen, of infiltreert in de ondergrond. Van de jaarlijkse neerslag stroomt gemiddeld ongeveer 60% naar de riolering. Hoeveel hemelwater in een specifieke situatie naar de riolering gaat en hoeveel infiltreert en verdampt, is afhankelijk van veel factoren. Denk aan de neerslagkarakteristieken, de verdampingssnelheid na de bui, de ondergrond, de aard van de verharding, de helling van het terrein en de nabijheid van straatkolken.

Standaard inloopmodel

De afstroming van daken en wegen naar de riolering kunt u berekenen met een inloopmodel waarin u deze factoren opneemt. Een standaard inloopmodel is een schematische (0D) benadering.

2D inloopmodel

Soms is een standaard inloopmodel niet goed toepasbaar. Bijvoorbeeld als water over het maaiveld afstroomt, maar niet in de riolering terechtkomt, doordat de waterstroming over de straat de kolken 'voorbijschiet'. Hierdoor komt de hydraulische druklijn in de riolering niet overeen met de waterstand op het maaiveld. De kans hierop is het grootst in hellende gebieden (helling groter dan ongeveer 1%), maar behalve de helling is vooral bepalend hoe het maaiveld is ingericht. U kunt denken aan de aanwezigheid van verkeersdrempels, stoepbanden, straatkolken et cetera.

Figuur A Waterstand op het maaiveld is gelijk aan stijghoogte (druklijn) in het rioolVergroot afbeelding
Figuur B Waterstand op het maaiveld is niet gelijk aan stijghoogte (druklijn) in het rioolVergroot afbeelding

 

Deze situatie kunt u dit niet berekenen met een standaard inloopmodel. Om dit wel te modelleren, kunt u het standaard inloopmodel vervangen door een gedetailleerder (2D) stromingsmodel voor het maaiveld, dat ook de inloop naar de riolering berekent. Dit zorgt wel voor significant grotere inspanningen en langere rekentijden. U moet van tevoren inschatten of deze inspanningen gerechtvaardigd zijn. Deze inschatting hangt samen met de helling van het gebied, de inrichting van het maaiveld, de aanwezigheid van hellend onverhard gebied, eventuele praktijkervaringen met oppervlakkige afstroming in het gebied en gevoeligheid van het gebied voor wateroverlastsituaties.

Water het maaiveld door een overlopend riool- of oppervlaktewatersysteem

Als tijdens een extreme bui de berging en afvoer in het rioolsysteem of het stedelijke oppervlaktewatersysteem onvoldoende zijn, komt water op het maaiveld te staan. Water op straat is de gangbare uitdrukking voor water dat uit de riolering komt of niet kan afstromen via de straatkolken. Van wateroverlast is sprake als het water gebouwen binnentreedt en/of de infrastructuur ontregelt. Vloerpeilen en laaggelegen toegangen tot gebouwen bepalen of wateroverlast ontstaat. Inundatie betekent dat het oppervlaktewatersysteem buiten zijn oevers treedt. In al deze gevallen (water op straat, wateroverlast en inundatie) is sprake van waterberging op en watertransport over het maaiveld. Voor gemeenten is het belangrijk om te weten waar water op straat en wateroverlast kunnen optreden, onder welke condities en wat de mogelijke effecten zijn. De potentiële effecten hebben een relatie met de waterstand en (in mindere mate) de duur van de water-op-straatsituatie. De geografische locatie, de waterstand en de duur van water-op-straatsituatie tijdens extreme buien met een bepaalde statistische herhalingstijd  zijn dus belangrijke parameters . Alle Nederlandse gemeenten moeten in het kader van de Stresstest Klimaatbestendigheid hun knelpunten in kaart brengen.

Stroming over het maaiveld modelleren

Kenmerkend verschil met de stroming in buizen en watergangen is dat het water op het maaiveld niet in één richting stroomt, maar over een vlak. Wilt u inzicht krijgen in het lokale watertransport over het maaiveld (en dat is nodig om locatie, waterstand en duur van de water-op-straatsituatie te bepalen), dan zijn dus berekeningen nodig in het tweedimensionale vlak (2D). Hoe u dit schematiseert, hangt af van de mate van nauwkeurigheid die u nastreeft. Om in een model wateroverlast of inundatie te kunnen simuleren, is meestal een hoge mate van detail nodig. Daarnaast spelen de eigenschappen van het maaiveld een rol: is het een vlak gebied met weinig hoogtevariatie of is het gebied hellend met veel gradiënten? In het laatste geval moet u nog gedetailleerder (fijnmazige) berekeningen doen om rekening te kunnen houden met de soms grote invloed van lokale hoogtevariatie. 

2D-modellen voor de afstroming over het maaiveld kunt u in diverse bestaande rekenpakketten direct koppelen aan het 1D-rioolmodel. Zo kunt u een gecombineerde berekening maken voor riolering, watersysteem en maaiveld in een extreme situatie.

Exclusief voor leden
Geïnteresseerd in dit artikel? Log in!
En krijg toegang tot dit artikel en andere besloten delen van de website, met o.a. de kennisbank, beeldenbank en onderzoekspublicaties.
Vorige artikel Volgende artikel