1-2-2012
Infiltratievoorzieningen meten, modelleren, dimensioneren
Harry van Luijtelaar Stichting RIONED Utrecht, 2 februari 2012
Overzicht presentatie • • • •
Dimensioneren (module C2200) Weten begint met meten ! Modelleren (nut en noodzaak) Conclusies en aanbevelingen
1
1-2-2012
Dimensioneren (module C2200)
Ledigingscapaciteit variabel • afhankelijk bodemopbouw • afhankelijk waterstand in voorziening • Afhankelijk waterdruk in voorziening
Module C2200: gemiddelde capaciteit
2
1-2-2012
Neerslagreekssimulatie
1955 1956 19571958 1959 1960 1961 1962 1963 1964 19651966 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 19781979
• Functioneren voorziening: – Overloop : volume, duur en frequentie !! – Lediging : afvoer naar bodem
Uitgangspunten dimensioneren • Bodem voorziening dicht (op termijn geslibd) • Variabele ledigingscapaciteit (gerekend als gemiddelde) • Reductiefactor doorlatendheid (afh. methode bepaling) • Effect cunet (berging grondverbetering vaak buiten beschouwing) • Vorm voorziening (rechthoekig) Veel veiligheden ingebouwd
3
1-2-2012
Conclusie dimensioneren • Veel veiligheden ingebouwd • Hoe functioneren voorzieningen echt?
Weten begint met meten
4
1-2-2012
Metingen in: Apeldoorn Ede Egmond a/Z Eindhoven Emmen Gorssel Heuvelrug Nijmegen Steenwijk Weert
Verschillende meetmethoden • Schaalproeven, vergelijken buistypen (Steenwijk en Emmen) • Pompproeven, vooral verticale voorziening (Heuvelrug, Gorssel) • Meten in afgesloten leiding, vullen met tankwagen (Nijmegen, Weert) • Meten waterstanden in stelsel, continu (Eindhoven) • Laboratorium proeven (doek, vervuiling) (België, Duitsland, Nederland)
5
1-2-2012
Pompproef debiet
gws
Tankwagenproef
• evenwicht tussen pompdebiet en infiltratiedebiet • waterstand in voorziening wordt gemeten – voor de proef (GWS) – bij evenwicht in=uit • resultaat doorlatendheid bodem
meting
lozing
• meting lozing (lediging) tankwagen, fors volume in een korte tijd • meting waterstand in riool (tijd) • meting waterstand in cunet (tijd)
6
1-2-2012
Meten samengevat • Metingen op veel locaties….. …… en op veel verschillende manieren • Stichting RIONED ontwikkelt een meetprotocol voor lokale proeven (voorbeeld Weert)
Modelleren nut en noodzaak Je weet niets als je alleen meet !
7
1-2-2012
Detail infiltratiemodel riool cunet
bodem
• profielvorm leiding, verstopping bodem • infiltratiedebiet f(waterdruk, wandopp.) • berging/doorlatendheid cunet
Simulatie infiltratieproef gegevens Gegevens: – (Ligging) leiding en cunet – Verloop lozing in de tijd – Doorlatendheid/porositeit cunet en bodem – Aanname verstopping bodem leiding Resultaten: – waterstand leiding ----- meting – waterstand (vulling) cunet – volumebalans simulatie
8
1-2-2012
15
Proef Emmen (xxxl)
Overloop
Volumebalans
Grond Grondverb,zijde Grondverbetering
Volume (m3)
Waterstand (m tov bodem voorziening)
Voorziening
3.0
Meting Berekening
2.5
10
Tijd (minuten) 5
2.0 0
1.5
0
200
400
600
800
1,000
1,200
1.0
0.5
Tijd (minuten) 0.0 0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
• Leiding diameter 1500 mm • Grondverbetering buiten beschouwing • Lijnen meting en berekening liggen vrijwel op elkaar
Waterstand (m tov bodem voorziening)
Proef Nijmegen 2.0
Meting Berekening
1.5
1.0
0.5
Tijd (minuten) 0.0 0.0
• • • •
10.0
20.0
30.0
Leiding diameter 800 mm Leiding ligt onder verhang Grondverbetering buiten beschouwing Proef herhaald na reinigen riool
9
1-2-2012
Waterstand (m tov bodem voorziening)
Pompproef Heuvelrug Ledigen voorziening
7.0
Meting Berekening
6.0 5.0 4.0 3.0 2.0
Tijd (minuten)
1.0 0.0 0
5
10
15
20
25
30
• geen cunet effect, zeer doorlatende bodem • model rekent met toename infiltratiedebiet afhankelijk van drukopbouw in voorziening • met aangenomen doorlatendheid klopt het evenwichtsniveau vrijwel exact
Waterstand (m tov bodem voorziening)
Werking cunet 1.0
Meting Berekening 0.5
Tijd (minuten) 0.0
0
100
200
300
400
500
600
• aanname doorlatendheid cunet is beperkt, vulling cunet daardoor traag • infiltratiedebiet neem toe met vulling cunet • vulling cunet werkt uiteindelijk lediging leiding tegen
10
1-2-2012
Effect cunet (grondverbetering) cunet
grond
• • • •
volume water in leiding (100%) porositeit cunet circa 30% extra volume water in cunet (+40%) extra infiltratieoppervlak (incl bodem)
Effect dichtslibben bodem voorz. Waterniveau voorziening alleen wanden wanden + bodem
tijd (h) 0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
Voorziening met dichte bodem: • volledig ledigen duurt tot 3 keer langer • 80% lediging duurt bijna 2 keer langer
11
1-2-2012
Conclusies en aanbevelingen
Conclusies • Ontwerpmethode volgens C2200 is grof en relatief veilig (veel aannames) • Infiltratiecapaciteit voorziening kan in de loop van de tijd afnemen • Resultaten van veel soorten metingen aan infiltratievoorzieningen beschikbaar • RIONED werkt aan een meetprotocol • Resultaten metingen zijn goed te reproduceren met een detailmodel • Effect cunet substantieel
12
