DOI: 10.4121/uuid:04ce735e-9ac0-4ff1-9505-bc1c9119efc7
title: Modellering van rioolstelsels tijdens water op straat: Metingen in een schaalmodel

description: Voor het ontwerp van rioolstelsels wordt gebruik gemaakt van hydrodynamische modellen. Met deze modellen worden stelsels zo ontworpen dat alleen bij buien die eens per 2 of 5 jaar optreden niet al het water wordt afgevoerd. Door deze modellen wordt de waterbeweging in de riolering goed beschreven en het is goed mogelijk om te bepalen hoe vaak er water op straat blijft staan. Daarnaast is het mogelijk om te bepalen op welke locaties deze wateroverlast begint. De gebruikte modellen zijn echter niet geschikt om uitspraken te doen over de mate van wateroverlast: vragen zoals waar, hoeveel en gedurende welke tijdsperiode wateroverlast optreedt kunnen niet betrouwbaar worden beantwoord. Door deze manier van ontwerpen, reageren stelsels die op gelijke wijze zijn ontworpen verschillend op extreme buien. In het ene stedelijk gebied worden putdeksels van het riool gedrukt en lopen gebouwen en tunnels onder, terwijl in een ander gebied bij een gelijkwaardige belasting alleen tijdelijk een paar cm water op de straat blijft staan. Er zijn modellen beschikbaar waarvan wordt gezegd dat zij water op straat situaties kunnen beschrijven. Dit is echter nog nooit aangetoond door kalibratie en verificatie. Dit onderzoek is een eerste stap in het modelleren van extreme buien, maar dan op basis van zorgvuldige modelanalyse, kalibratie en verificatie. In dit onderzoek zijn metingen gedaan van water op straat situaties in een schaalmodel. Uit dit schaalmodel kan worden bepaald wat de belangrijkste processen zijn. De kennis die hiermee wordt verkregen kan worden gebruikt voor de modellering van een praktijksituatie. Het schaalmodel is ontwikkeld door geometrische gelijkvormige schaling toe te passen gevolgd door Froude schaling van de stroomsnelheden. Voor schaalfactoren groter dan 1:5 wordt de stroming grotendeels laminair, de schaalfactor is derhalve op 5 gesteld. Ontwikkeld is een model met een recht stuk straat waar 7 regenkolken in de straat zijn gemonteerd en aangesloten op een onderliggende rioolbuis. Er is rekening gehouden met een toekomstige uitbreiding met zijstraten zodat een kruising ontstaat. Tevens is het mogelijk om de hellingshoek van de straat te veranderen. Aan de bovenstroomse zijde van het riool en van de straat kan een waterdebiet worden gedoseerd. Aan de benedenstroomse zijde van de straat en het riool kan de waterstand worden geregeld. De gedoseerde en gemeten afvoeren zijn gemeten met vlotterdebietmeters en V-stuwen. Tevens is met behulp van kleurstof bepaald hoeveel water er door de regenkolken stoomt. In het riool is het piëzometrisch niveau behulp van drukaansluitingen gemeten: in het instroombassin, in het uitstroombassin en op 8 plaatsen in de rioolbuis. Op de straat is op 9 plaatsen de waterstand gemeten. De uitkomsten van een ééndimensionale modellering van het riool lijken redelijk in overeenstemming met de metingen te zijn. Het is alleen met de hoeveelheid en nauwkeurigheid van de metingen niet mogelijk om vast te leggen wat parameterwaarden zijn. Voor de relatie tussen drukverschil (tussen riool en straat) en het debiet door de regenkolken blijkt er een aanzienlijk verschil te zijn tussen condities waarbij er water onder vrij verval het riool instroomt en situaties waarbij er water onder druk het riool instroomt. De relatie voor stroming door de regenkolken onder vrij verval van de straat naar het riool is niet eenduidig. Echter stroming onder druk van de straat naar het riool is net zoals stroming onder druk van het riool naar de straat eenvoudiger te beschrijven. Dit alles betekent dat in het schaalmodel situaties met hoge waterstanden op straat eenvoudiger te modelleren zijn dan situaties met lage waterstanden. Vervolgonderzoek dient zich te concentreren op het direct meten van onbekende parameters en op meer en nauwkeuriger meten. Daarnaast is het verstandig om andere een manier van waterstandsregeling aan de benedenstroomse zijde van de straat en het riool toe te passen.