Uitvoeringsvarianten van vgs en positie in afvalwaterketen en watersysteem

Hemelwaterstelsels van verbeterd gescheiden stelsels (vgs) kennen veel uitvoeringsvarianten. Vooral de afvoermogelijkheid richting rwzi heeft in de praktijk verschillende vormen gekregen. Afhankelijk van de aanlegperiode, de beschikbaarheid van afdoende verhang, de ontwerper of de beheerder van het stelsel is voor een bepaalde uitvoeringsvariant gekozen. Variant 1: vgs met koppelputten De meest eenvoudige opzet van een vgs is met een of meerdere koppelputten tussen het hemelwater- en vuilwaterstelsel (zie figuur A). Via een koppelput kan water uit het vaak hogergelegen hemelwaterstelsel naar het lagergelegen vuilwaterstelsel stromen. Ondanks het niveauverschil heeft de koppelput ook vaak een terugslagklep om te voorkomen dat afvalwater naar het hemelwaterstelsel terugstroomt. In de praktijk moet de beheerder deze kleppen regelmatig controleren op blokkades.   Deze vgs-opzet is de meest eenvoudige, want hierbij is de minste regelmacht uit te oefenen over de afvoer vanuit het hemelwaterstelsel. De afvoer wordt volledig bepaald door zaken die niet eenvoudig en snel beïnvloedbaar zijn: de afmetingen van de verbindingsbuizen in de koppelputten (die vaak een grotere capaciteit hebben dan 0,3 mm/h), de vulling van het achtergelegen vuilwaterstelsel en het functioneren van de terugslagkleppen. Figuur A Vgs met koppelput(ten) Vergroot afbeelding Variant 2: vgs met koppelputten en debietbegrenzing Veel vgs met koppelputten hebben een vorm van debietbegrenzing in de koppelputten. Dit kan bijvoorbeeld een wervelventiel zijn, maar ook een schuif die deels is dichtgedraaid (zie figuur B). Deze debietbegrenzing wordt soms achteraf toegepast om de daadwerkelijke afvoer richting rwzi meer in lijn te brengen met de beoogde 0,3 mm/h, of om de afvoer ten opzichte van het ontwerpcriterium te reduceren naar bijvoorbeeld 0,1 mm/h. De ervaring leert dat ook deze debietbegrenzers gevoelig kunnen zijn voor vervuiling en regelmatig gecontroleerd moeten worden.       Met de toevoeging van debietbegrenzing in koppelputten verandert de regelmacht over de afvoer van het hemelwaterstelsel feitelijk niet. De afvoer van hemelwater wordt nog steeds grotendeels bepaald door de geometrie van de infrastructuur en is niet op korte termijn (bijvoorbeeld tijdens een bui) aan te passen. Figuur B Vgs met koppelput(ten) en debietbegrenzing Vergroot afbeelding Variant 3: vgs met gemaal richting rwzi Een veelgebruikt alternatief voor koppelputten is een gemaal dat water vanuit het hemelwaterstelsel richting rwzi afvoert (zie figuur C). Zo’n gemaal ligt vaak direct naast het vuilwatergemaal en voert dan af naar dezelfde persleiding als de pompen van het vuilwaterstelsel. Net als bij koppelputten is de beoogde afvoercapaciteit van het gemaal 0,3 mm/h, maar deze blijkt in de praktijk nogal eens hoger te liggen. Dat kan bijvoorbeeld het gevolg zijn van de ‘voorliefde’ voor robuustheid, waardoor een grotere pomp is geïnstalleerd.       Met deze opzet neemt de regelmacht over de afvoer vanuit het hemelwaterstelsel toe ten opzichte van varianten 1 en 2. Door de pomp te bedienen, is actief in te grijpen in de afvoer. De mate waarin deze stuurmacht in de praktijk ook daadwerkelijk wordt ingezet, verschilt per stelsel. De meeste gemalen sturen alleen lokaal op in- en uitslagpeil. Soms is daaraan een regeling toegevoegd om af te schakelen als het waterniveau in het hemelwaterstelsel het drempelpeil bereikt. Enkele vgs hebben een regeling die ook rekening houdt met de toestand in het ontvangende rioolstelsel. Als bijvoorbeeld het ontvangende (gemengde) stelsel dreigt over te storten, wordt de pomp in het hemelwatergemaal afgeschakeld. Figuur C Vgs met gemaal richting rwzi Vergroot afbeelding Variant 4: vgs met gemalen richting rwzi én oppervlaktewater Op enkele locaties in Nederland hebben vgs-gemalen pompen richting rwzi én oppervlaktewater (zie figuur D). Hierdoor is de onder­drempel­berging in het hemelwaterstelsel ook te legen richting het oppervlaktewater. Deze variant is ook zonder extra pomp uitvoerbaar; met een regelklep in de afgaande persleiding van de bestaande pomp en een extra stuk persleiding naar het oppervlaktewater is dezelfde variant te realiseren. Wel blijkt een regelklep in de praktijk ook weer gevoelig voor verstopping.       Deze vgs-opzet geeft de maximale regelmacht over de afvoer vanuit het hemelwater­stelsel; het water is actief richting zowel rwzi als oppervlaktewater af te voeren. Wel vraagt het om een geavanceerde aansturing van de pompen die regelt wanneer welke pomp operationeel is. Dat kan relatief eenvoudig op alleen waterniveau (bijvoorbeeld: pomp richting oppervlaktewater aan bij waterstanden boven het inslagpeil van de pomp richting rwzi), maar ook door een extern signaal te gebruiken dat de weersomstandigheden aangeeft (bijvoorbeeld: pomp richting oppervlaktewater aan bij zware neerslag). Een nadere uitwerking van deze uitvoeringsvariant vindt u bij Vgs 2.0. Figuur D Vgs met gemalen richting rwzi en oppervlaktewater Vergroot afbeelding   In figuur E is er een duidelijke scheiding tussen bemalingsgebieden met verschillende stelseltypen. Maar in de praktijk zijn stelsels regelmatig vervlochten via al dan niet ‘tijdelijke’ verbindingen, waardoor het functioneren kan afwijken van het veronderstelde gedrag.  Figuur E Afvoermogelijkheden vgs in een afvalwatersysteem Vergroot afbeelding