I:OnderwijsCT3011 Inleiding W - TU Delft OCW...dingen, putten en huisaanluitingen waarmee het...

12
1 Riolering Riolering CT3011 - Inleiding watermanagement

Transcript of I:OnderwijsCT3011 Inleiding W - TU Delft OCW...dingen, putten en huisaanluitingen waarmee het...

Page 1: I:OnderwijsCT3011 Inleiding W - TU Delft OCW...dingen, putten en huisaanluitingen waarmee het af-valwater en het regenwater naar de riolering wordt geleid, straatkolken, aansluitleidingen

1

Riolering

Riolering

CT

3011 - Inleiding waterm

anagement

Page 2: I:OnderwijsCT3011 Inleiding W - TU Delft OCW...dingen, putten en huisaanluitingen waarmee het af-valwater en het regenwater naar de riolering wordt geleid, straatkolken, aansluitleidingen

2

CT3011 - Inleiding watermanagement

VOORWOORD

AfbakeningDeze module geeft een beknopt overzicht van de belangrijkste onderwerpen die bij het afvoeren en transporterenvan afvalwater een rol spelen.

IndelingDe module Riolering kent de volgende indeling:

1. Inleiding

2. Aanbod afvalwater en neerslag2.1 De droogweerafvoer (DWA)2.2 De regenwaterafvoer (RWA)

3. Gemengde en gescheiden rioolstelsels

4. Aanleg, organisatie en kosten van rioolinfrastructuur4.1 Aanleg4.2 Organisatie en kosten

Literatuur en websitesVragen en opgavenAntwoorden

LeerdoelenNa het bestuderen van dit hoofdstuk kun je:• onderscheid maken tussen de droogweerafvoer en regenwaterafvoer.• eenvoudige berekeningen uitvoeren m.b.t piekdebieten in speciale gebouwen.• verschillen aangeven tussen bestaande typen rioolstelsels.• criteria noemen die een rol spelen bij de keuze van het rioolstelsel.• aangeven wat er komt kijken bij de aanleg en het beheren van rioolstelsels.• aangeven hoe de riolering bekostigd wordt.

Page 3: I:OnderwijsCT3011 Inleiding W - TU Delft OCW...dingen, putten en huisaanluitingen waarmee het af-valwater en het regenwater naar de riolering wordt geleid, straatkolken, aansluitleidingen

3

Riolering

1. Inleiding

De riolering maakt deel uit van het zogehetenafvalwatersysteem. De functie van het afvalwater-systeem is het inzamelen en behandelen van afval-water tegen de laagste kosten en de geringste nade-lige effecten voor het milieu. Dit systeem bestaat uitde volgende onderdelen:• binnenriolering• buitenriolering• transportleidingen en gemalen• afvalwaterzuiveringsinrichting

De binnenriolering bestaat uit sanitaire toestellen enoverige toestellen die water gebruiken, zoals vaat-wasmachines en wasmachines, en uit standleidingen,liggende leidingen, grondleidingen en in- en uitpan-dige regenwaterafvoerleidingen. De buitenrioleringomvat het eigenlijke stelsel waarmee het afvalwaterwordt afgevoerd. Dit stelsel omvat ondergrondse lei-dingen, putten en huisaanluitingen waarmee het af-valwater en het regenwater naar de riolering wordtgeleid, straatkolken, aansluitleidingen op de riolering,overstorten, stuwputten, gemalen, bergbassins enbergbezinkbassins.

De huidige functie van de riolering is een afgeleidevan de functie van het afvalwatersysteem en behelsthet inzamelen en afvoeren van het afvalwater naareen afvalwaterzuiveringsinrichting. Daarnaast speeltde riolering een belangrijke rol bij de afvoer van neer-slag uit de bebouwde kom. Zowel de afvoer vanafvalwater als van neerslag uit de bebouwde omge-ving is van vitaal belang voor het bevorderen vande volksgezondheid en het handhaven van een goedwoon- en werkklimaat.

2. Aanbod afvalwater en neerslag

Water dat via de riolering wordt afgevoerd bestaatuit afvalwater, regenwater of een mengsel van beide.Het afvalwater is een redelijk continue stroom enwordt ook wel de droogweerafvoer (DWA) genoemd.De regenwaterafvoer (RWA) kan een veelvoud vande droogweerafvoer bedragen. De af te voeren hoe-veelheden rioolwater gelden bij het ontwerp van riool-stelsels als ontwerpgrondslagen. De verschillendeafvalwaterstromen die van belang zijn bij het ontwerpzullen in deze paragraaf behandeld worden.

2.1 De droogweerafvoer (DWA)De droogweerafvoer wordt onderverdeeld in huis-houdelijk afvalwater, industrieel afvalwater en“vreemd” water. Onder de laatste term wordt onder-meer infiltrerend grondwater verstaan.

Huishoudelijk afvalwaterDe dagelijks geproduceerde hoeveelheid huishou-delijk afvalwater wordt bepaald door gewoontes rond-om het watergebruik van de bevolking en is afhan-kelijk van het drinkwaterverbruik per persoon, de op-tredende verliezen en het aantal personen.

De geproduceerde hoeveelheid afvalwater op huis-niveau vertoont een ochtend- en avondpiek en is zeergering gedurende de nacht. Bij het ontwerp vanrioolstelsels moet rekening worden gehouden metdeze schommelingen, maar ook met toekomstigeontwikkelingen, zoals een verwachte bevolkingsgroeiof veranderingen in het drinkwaterverbruik per per-soon. Een deel van het aangevoerde drinkwater gaatverloren en komt niet tot afvoer naar de riolering.Dit betreft voornamelijk water gebruikt voor het be-sproeien van de tuin of water dat verdampt, bijvoor-beeld uit wasgoed. In Nederland bedragen de ver-liezen ongeveer 10% van het drinkwaterverbruik, zo-dat de hoeveelheid afvalwater ongeveer 120 liter perpersoon bedraagt.

Het is in Nederland gebruikelijk bij het ontwerpenvan rioolstelsels rekening te houden met een afvoervan huishoudelijk afvalwater gelijk aan 12 l/(inw.h).Hierbij wordt aangenomen dat de totale hoeveelheidhuishoudelijk afvalwater van 120 l/(inw.dag) in 10 hwordt afgevoerd. De in Nederland gehanteerde zo-geheten piekfactor wordt daarmee:

Figuur 1 - Schematische weergave van binnen- en buitenriolering

Page 4: I:OnderwijsCT3011 Inleiding W - TU Delft OCW...dingen, putten en huisaanluitingen waarmee het af-valwater en het regenwater naar de riolering wordt geleid, straatkolken, aansluitleidingen

4

CT3011 - Inleiding watermanagement

- piekafvoer is: 120/10 = 12 l/(inw.h)- gemiddelde afvoer is: 120/24 = 5 l/(inw.h)- piekfactor is: 12/5 = 2,4.

Voor speciale gebouwen als kazernes, scholen,ziekenhuizen, sportcomplexen en dergelijke is hetnodig het piekdebiet van het in het gebouw geloosdeafvalwater te kennen. Gemeenschappelijke douchesin scholen of sportinstellingen en klimaatregelings-installaties lozen permanent gedurende een vrij langetijd. Bij het berekenen van de afvoerleidingen wordtdan uitgegaan van een debiet gelijk aan de som vande lozingsdebieten van alle aangesloten toestellen.De meeste sanitaire toestellen werken echter inter-mittent, wat wil zeggen dat de lozing gedurende eenvrij korte tijd plaatsvindt met vrij lange tussenpozen.Het is niet waarschijnlijk dat verschillende toestellengelijktijdig met hun maximum debiet lozen en daaromniet nodig de afvoerleidingen daarop te berekenen.

De waarschijnlijkheid dat een bepaald toestel op eenbepaald willekeurig gekozen ogenblik in werking iswordt gegeven door:

tT

p∆

=

Waarin:T = de gemiddelde duur van ingebruikstelling van

het toestel∆t = tijdsinterval tussen twee opeenvolgende

ingebruikstellingen van het toestel

Wanneer een systeem nu is opgebouwd uit toestellenvan een verschillend type kan men aan elk toesteleen belastingsfactor f toekennen, die aangeeft inhoeverre dit toestel het systeem belast, wanneer hetbij zijn maximale frequentie gebruikt wordt. In tabel1 worden de belastingsfactoren aangegeven.

Door één bepaald toestel als referentie te kiezen kanmen:- Voor dat toestel Qmax uitzetten als functie van het

aantal toestellen n;- Ieder ander toestel, met een ander debiet, fre-

quentie van werking en gemiddelde duur van inwerkingstelling gelijkstellen aan f referentie-toestellen, zodat dezelfde relatie tussen Qmax enf*n wordt verkregen.

Om het waarschijnlijk maximum debiet in een afvoer-leiding te berekenen, moet het aantal belastings-eenheden (Σf *n) voor alle toestellen aangeslotenop de leiding worden berekend en in een diagram(Qmax, Σf *n) het maximum debiet worden afgelezen.Daarbij moeten bovendien de continue afvoerdebie-ten van toestellen of installaties worden opgeteld ende debieten van toestellen waarvan men weet datze allemaal samen in werking zijn.

Industrieel waterIn de industrie wordt op veel verschillende manierengebruik gemaakt van water. De door de industrieafgenomen hoeveelheid drinkwater verschilt dan ookaanzienlijk per type bedrijf en de samenstelling vanhet afvalwater is vaak zeer specifiek. Meestal mogenindustrieën hun afvalwater pas lozen wanneer hetvoldoet aan bepaalde voorwaarden.

Tabel 1 - Gemiddelde debieten en belastingsfactoren voor verschillende sanitaire toestellen.

inhoud Qgemiddeld T ∆t p = T/∆t ftoestel

l l/s l/min s min

badkuip 120 1 60 120 20 0,100 10

gootsteen 30 0,5 30 60 10 0,100 4

WC 9 1,5 90 6 10 0,010 2

wastafel 10 0,5 30 20 15 0,022 1

bidet 10 0,5 30 20 15 0,022 1

Figuur 2 - Waarschijnlijk maximum debiet in functie van het aantal belastingseenheden

Page 5: I:OnderwijsCT3011 Inleiding W - TU Delft OCW...dingen, putten en huisaanluitingen waarmee het af-valwater en het regenwater naar de riolering wordt geleid, straatkolken, aansluitleidingen

5

Riolering

Bij het ontwerpen van een rioolstelsel voor eennieuwe wijk is het niet altijd bekend welke industriezich daar zal vestigen. In die gevallen wordt uitge-gaan van een belasting met 2 l/(s.ha). Als het gaatom een bestaande wijk dan kan de hoeveelheidafvalwater worden berekend aan de hand van degegevens van het drinkwaterbedrijf dat het waterlevert. Sommige industrieën voorzien echter in deeigen waterbehoefte door de onttrekking van grond-water. In dat geval moet door het bevoegde gezag(de provincie) een onttrekkingsvergunning wordenafgegeven. Het waterverbruik van de betreffendeindustrie kan aan de tekst van de vergunning wordenontleend. Ook komt het voor dat bepaalde indus-trieën (frisdranken industrie, brouwerijen) het ge-bruikte water niet via de riolering lozen. Met beide

gevallen moet bij het vaststellen van de ontwerp-grondslagen voor het rioolstelsel rekening wordengehouden.

LekwaterOudere rioolstelsels zijn in veel gevallen niet zowaterdicht als ze wel behoren te zijn, wat kan leidentot de in- of exfiltratie van water. Ook kunnen opsommige plaatsen overkluisde watergangen en drai-nage of bronnering deel uitmaken van de riolering,waardoor een extra debiet wordt aangevoerd. Bij hetdimensioneren van een rioolstelsel of het uitvoerenvan een controleberekening moet hier in voorko-mende gevallen terdege rekening mee wordengehouden.

In Nederland blijkt de hoeveelheid afvalwater dieaankomt bij de zuivering meestal aanzienlijk groterte zijn dan de hoeveelheid afval die het rioolstelselingaat. Dit kan worden toegeschreven aan de infil-tratie van grondwater in de onder de grondwaterstandliggende riolen. Het gevolg is dat op jaarbasis vaakongeveer 30% van het ingezamelde rioolwater af-komstig is van infiltrerend grondwater. Bij het ont-werpen van rioolstelsels onder de grondwaterspiegelwordt daarom rekening gehouden met een infiltratievan 0,2 m3 /(km.h) riool per uur.

Hierbij moet het volgende worden aangetekend: Hetonverharde oppervlak van een gerioleerd gebied be-draagt gemiddeld 140 m2 per woning. Daarbij hoorteen lengte van het riool van ca. 7 m1 per woning.Hiermee rekening houdende betekent een lekdebietvan 0,2 m3/(km.h) dat ca 87,6 mm van de jaarlijkseneerslag vallende op het onverharde oppervlak vialekkende riolen wordt afgevoerd. Uit onderzoek isgebleken dat bij riolering gelegen in grond met ge-ringe draagkracht lekdebieten in de orde van groottevan 1 m3/(km.h) kunnen voorkomen. Dit betekentdat ca. 440 mm van de neerslag vallende op het on-verharde oppervlak via de riolering wordt afgevoerd.Dit komt ongeveer overeen met de effectieve neer-slag, dat wil zeggen de neerslag (vallend op hetonverharde oppervlak) die aan het grondwater wordttoegevoegd. Het dichten van lekkende riolen dientmet omzichtigheid te geschieden omdat uit het voor-gaande volgt dat grondwaterstanden daarmee zul-len stijgen. Daardoor kunnen kelders van woningenonderlopen en woningen ontoelaatbaar vochtig wor-den.

Figuur 3 - Studentenflat E. du Peronlaan

Voorbeelden:* 100 badenΣf*n = 100*10Qmax = 1100 l/min = 18 l/sDit betekent dat men veronderstelt dat nooitmeer dan 18 baden tegelijkertijd lozen.

* Studentenflat op de E. du Perronlaan.Per etage: 3 studentenappartementen met elk2 douches, 2 wastafels, 2 toiletten en eengootsteen en 2 gezinsappartementen met ééntoilet, douche, wastafel en gootsteen. Het com-plex heeft in totaal 18 etages. Voor het gemakwordt de belastingsfactor van een douche gelijkgesteld aan die van een bad.Σf*n = 144*10 +144*2 + 90*4 + 144*1 =2232Qmax = 2000 l/min = 33.3 l/s

Page 6: I:OnderwijsCT3011 Inleiding W - TU Delft OCW...dingen, putten en huisaanluitingen waarmee het af-valwater en het regenwater naar de riolering wordt geleid, straatkolken, aansluitleidingen

6

CT3011 - Inleiding watermanagement

2.2 De regenwaterafvoer (RWA)Hoewel het in Nederland slechts 7% van de tijd re-gent wordt de afvoer van afvalwater in 25% van degevallen beïnvloed door neerslag. In Nederland valtgemiddeld 775 mm neerslag per jaar, waarvan deverdeling over het jaar gemiddeld vrij gelijkmatig is.Per dag kan de hoeveelheid neerslag sterk variërenen ook de neerslagintensiteit loopt behoorlijk uiteen.

Een deel van de neerslag komt niet tot afstromingen draagt daardoor niet bij aan de belasting van deriolering. Het nauwkeurig inschatten van de hoeveel-heid neerslag die daadwerkelijk tot afstroming komtis zeer belangrijk, aangezien een foute inschattingzowel een onder- als overdimensionering van hetrioolstelsel tot gevolg kan hebben. Het afvloeiings-gedrag is afhankelijk van de omvang van de volgen-de verschijnselen:• Interceptie: Het gedeelte van de neerslag dat

zodanig aan het oppervlak wordt geadsorbeerddat het niet tot afstroming komt.

• Evapotranspiratie: Het regenwater dat direct ver-dampt op de grond, op planten en op gebouwenen het water dat indirect via planten verdamptwordt.

• Infiltratie: De hoeveelheid water die door het(on)verharde oppervlak heen de bodem in zakt.

• Berging door plasvorming.

Een voorwaarde bij het ontwerpen van rioolstelselsis dat, tijdens neerslag van welke intensiteit en hoogtedan ook, woningen en gebouwen nooit onder waterkomen te staan. In de praktijk moet altijd aan dezevoorwaarde worden voldaan. Toch wordt op gezette

tijden melding gemaakt van schade als gevolg vanoverstromingen veroorzaakt door hevige neerslag.Zonder uitzondering is deze schade een gevolg vanfouten in het ontwerp, de aanleg van het stelsel enwijzigingen in de afvoersituatie waaraan niet hethoofd is geboden of een combinaties van deze. Hetis dan ook van groot belang om goed inzicht tehebben in de mogelijk te verwachten neerslag-hoeveelheden en het afvloeiingsgedrag.

Dat de neerslag in Nederland niet gelijkmatig ver-deeld valt betekent dat de hoeveelheid af te voerenwater na een bui enorm kan oplopen, zoals hetvolgende rekenvoorbeeld illustreert. Riolen wordengedimensioneerd op een neerslagintensiteit van 60l/s.ha, hetgeen overeenkomt met 21.6 mm/h. DeDWA komt, bij een verhard oppervlak van 40 m2 perpersoonovereen met 12 l/h/40 m2 = 0.3 mm/h,waardoor het verschil tussen DWA en RWA wel eenfactor 60 of meer kan bedragen. Uiteraard is het nieteconomisch om alle onderdelen voor het rioolstelselen de afvalwaterzuivering te dimensioneren op der-gelijke piekfactoren.

De gemalen en persleidingen en de afvalwater-zuivering worden over het algemeen gedimensio-neerd op een piekfactor van 3-5 : DWA. De aan-wezigheid van berging en overstorten in de rioleringzorgen er voor dat de riolering toch de grote variatiein belasting kan verwerken. In figuur 6 is het debietin een eindriool (verzamelriool aan het eind van eenstelsel) uitgezet voor achtereenvolgens een drogedag, een dag met verschillende buien en opnieuween droge dag. Het verschil in orde van groottetussen DWA en RWA is duidelijk zichtbaar.

Bij het ontwerp van de riolering wordt het afvloei-ingsgedrag doorgaans in rekening gebracht met be-

Figuur 5 - Wateroverlast

Figuur 4 - Lekkende leiding

Page 7: I:OnderwijsCT3011 Inleiding W - TU Delft OCW...dingen, putten en huisaanluitingen waarmee het af-valwater en het regenwater naar de riolering wordt geleid, straatkolken, aansluitleidingen

7

Riolering

hulp van een afvloeiingscoëfficiënt. Op grond vanjarenlange ervaring worden Nederlandse rioolstel-sels ontworpen op het kunnen verwerken van eencontinue regenintensiteit van 60 l/s/ha. Voor hellendegebieden wordt, ter bevordering van de meerdereveiligheid, soms 90 l/s/ha gekozen. De in rekeningte brengen hectares betreffen die van het totale ver-harde oppervlak.

3. Typen rioolstelsels

De afvoer van afvalwater en hemelwater kan in prin-cipe op twee verschillende manieren plaatsvinden:• gemengd• gescheiden

Een gemengd rioolstelsel bestaat uit één leiding-stelsel, waardoor zowel het (huishoudelijk en indus-trieel) afvalwater als een deel van het regenwaternaar een afvalwaterzuiveringsinrichting wordt afge-

voerd. (zie figuur 7)Een gescheiden rioolstelsel bestaat uit een vuil-waterriolering en een regenwaterriolering. (zie figuur8) De vuilwaterriolering transporteert het afvalwaternaar een zuiveringsinrichting, terwijl de regen-waterriolering het ingezamelde regenwater recht-streeks op het oppervlaktewater loost.

Doordat bij een gescheiden stelsel een dubbel lei-dingnet benodigd is, liggen de kosten van een ge-mengd stelsel vaak lager dan die van een gescheidenstelsel. Een gemengd stelsel heeft echter een aantalnadelen. Het belangrijkste nadeel wordt veroorzaaktdoor de in een gemengd stelsel aanwezige over-storten. Deze overstorten worden aangebracht omdatde capaciteit van een gemengd rioolstelsel voor deafvoer van regenwater om economische redenenbeperkt is. Via deze overstorten wordt bij hevige neer-slag een mengsel van afvalwater en hemelwater ophet oppervlaktewater geloosd. De kwaliteit van hetoppervlaktewater kan hierdoor, veelal tijdelijk, ernstigverminderen. Onder andere vissterfte, stank en vi-suele verontreiniging kunnen het gevolg zijn.

Een ander nadeel is de zeer onregelmatige afvoer.Tijdens neerslag kan de totale afvoer een veelvoudvan de droogweerafvoer (DWA) bedragen. Dit heeftgevolgen voor het ontwerp en de bedrijfsvoering vande in het stelsel aanwezige gemalen en van de

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2

0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00

Tijd (hh:mm)

Deb

iet

in m

3/s

Figuur 6 - Verloop van het debiet in een eindriool in Loenen tijdens DWA en RWA

Figuur 7 - Gemengd stelsel

Figuur 8 - Gescheiden stelsel

VoorbeeldDagelijks gebruiken wij 135 liter drinkwater perpersoon voor verschillende handelingen. Ook dehoeveelheid regen die per jaar in Nederland valt,is om te rekenen naar een hoeveelheid water inliters per persoon per dag. Stel dat wij bijvoorbeeldper persoon gemiddeld 40 m2 dakoppervlak ‘be-zitten’. Jaarlijks valt er in totaal een hoeveelheidvan 775 mm neerslag. Per persoon levert dat eenhoeveelheid water op van 31.000 liter per jaar.Dat komt overeen met afgerond 85 liter per per-soon per dag. Dat is vergelijkbaar met wat wij perpersoon per dag aan water gebruiken om het toi-let te spoelen, te douchen en in bad te gaan (90,4lpppd).

Page 8: I:OnderwijsCT3011 Inleiding W - TU Delft OCW...dingen, putten en huisaanluitingen waarmee het af-valwater en het regenwater naar de riolering wordt geleid, straatkolken, aansluitleidingen

8

CT3011 - Inleiding watermanagement

afvalwaterzuiveringsinrichting (AWZI).

Met name om de overlast door overstortingen te be-perken zijn in de loop van de vorige eeuw gescheidenrioolstelsels aangelegd. Bij een gescheiden riool-stelsel wordt het hemelwater via uitlaten rechtstreeksgeloosd op het oppervlaktewater. Hierbij werd ver-ondersteld dat het hemelwater slechts in geringemate verontreinigd zou zijn, doordat het immers nietvermengd wordt met huishoudelijk en industrieel af-valwater.

Tijdens de afstroming over het straat- en dakopper-vlak raakt het hemelwater echter verontreinigd doorallerhande stoffen, zoals dierlijke fecaliën, stof, olie,bandenslijpsel en zink van dakgoten. Daarnaastwordt vanuit een regenwaterstelsel circa 50 keer perjaar geloosd op het oppervlaktewater, terwijl een ge-mengd stelsel gemiddeld minder dan 5 à 7 keer perjaar overstort. Uit onderzoeken van de NationaleWerkgroep Riolering en Waterkwaliteit (NWRW) isdan ook gebleken dat de jaarlijkse belasting van hetoppervlaktewater vanuit gemengde en gescheidenstelsels in dezelfde orde van grootte ligt.

Daarnaast blijkt bij de aanleg van een gescheidenstelsel doorgaans al 2-5 % van de aansluitingen foutof illegaal. Het aansluiten van een huisaansluitingop het regenwaterriool of van een regenwaterafvoer-leiding op het vuilwaterriool blijkt regelmatig voor tekomen. In het eerste geval wordt het oppervlakte-water continu belast door afvalwater, in het tweedegeval kan het vuilwaterriool overbelast raken enkunnen problemen op de AWZI ontstaan.

Om de nadelen die verbonden zijn aan zowel hetgemengde als het gescheiden stelsel te ondervangenis men in sommige gevallen overgestapt op dezogenaamde verbeterde gemengde of gescheidenstelsels. Van een verbeterd gemengd stelsel is sprakeals er achter de overstorten zogenaamde berg-bezinkbassins zijn aangebracht die tijdens hevigeneerslag het overstortende water in het bassin ber-gen. De hoeveelheid overstortend water neemt hier-door af en daarmede eveneens de vervuiling vanhet oppervlaktewater. Een verbeterd gescheidenstelsel is een gescheiden stelsel dat op een geschikteplaats verbonden is met het vuilwaterriool. Op diemanier worden foute aansluitingen voorkomen ende nadelen van een gescheiden rioolstelsel in be-langrijke mate tenietgedaan. In Nederland is 74%

van de rioolstelsels van het gemengde type en 22%van het gescheiden type. De overige 4 % wordtgevormd door verbeterde gemengde of verbeterdegescheiden stelsels.De keuze voor een (verbeterd) gemengd of geschei-den stelsel is afhankelijk van:

• terreingesteldheidIn Nederland gelden als belangrijkste aspecten vande terreingesteldheid de aanwezigheid van openwater en de helling van het terrein. De kosten vaneen gescheiden stelsel worden in belangrijke matebepaald door de aanwezigheid van open waterwaarop het regenwaterstelsel kan lozen. Wanneervoldoende open water aanwezig is kunnen regen-waterriolen met een beperkte afmeting en lengteworden aangelegd, waardoor de kosten beperktkunnen blijven.

• reeds aanwezige (ondergrondse)infrastructuur

Met name bij stadsuitbreidingen kan de bestaandeinfrastructuur van invloed zijn op de stelselkeuze.Wanneer een stadsuitbreiding afwatert op een be-staand gemengd stelsel kan het noodzakelijk zijn omeen gescheiden stelsel aan te leggen en slechts deDWA naar het bestaande gemengde stelsel af te voe-ren om overbelasting van het bestaande gemengdestelsel te voorkomen.

• milieu aspectenElk type rioolstelsel kent een kenmerkende milieu-belasting. Afhankelijk van de functie en de aard vanhet ontvangende oppervlaktewater stelt de water-kwaliteitsbeheerder bepaalde eisen aan de vuiluit-

Figuur 9 - Aanleg van buizen en put.

Page 9: I:OnderwijsCT3011 Inleiding W - TU Delft OCW...dingen, putten en huisaanluitingen waarmee het af-valwater en het regenwater naar de riolering wordt geleid, straatkolken, aansluitleidingen

9

Riolering

worp vanuit het riool-stelsel. Op basis van deze eisenkan gekozen worden voor een bepaald stelseltype.Op dit moment geldt als richtlijn dat nieuwe stelselsin principe worden aangelegd als verbeterd ge-scheiden stelsel.

4. Aanleg, organisatie en kosten vanrioolinfrastructuur

In Nederland zijn gemeenten verantwoordelijk voorhet doelmatig inzamelen en transporteren van afval-water dat binnen hun grondgebied vrijkomt. Hier-onder valt dus zowel de aanleg als het beheer enonderhoud van rioolinfrastructuur. De verantwoordingvoor de afvalwaterzuivering ligt bij de zuiverings-schappen. Daarnaast treden de zuiveringsschappenop als vergunningverlenende instantie in het kadervan de Wet Oppervlaktewater Verontreiniging(WVO). Vanuit deze positie stellen zij eisen aan hetfunctioneren van de gemeentelijke riolering.

In de Wet Milieubeheer is de zorgplicht van ge-meenten opgenomen voor de aanleg en het beheervan de riolering. Gemeenten zijn sinds 1993 verplichteen Gemeentelijk Rioleringsplan te hebben vastge-steld om de zorgplicht waar te kunnen maken. Deplanperiode is zo’n 4 à 5 jaar en inmiddels zijn ge-meenten dus al bijna toe aan de derde generatieGRP’s. Het GRP heeft een strategisch en beleids-matig karakter en vormt de basis voor het gemeente-bestuur bij besluiten over de doelen en middelen vooraanleg en beheer van de riolering op langere termijn.Ook worden (twee)jaarlijks operationele programma’sopgesteld waarbinnen de aanleg van de riolering,het uitvoeren van maatregelen en het uitvoeren vanonderzoek worden vastgelegd. Deze operationeleprogramma’s geven een nadere uitwerking van dein het GRP beschreven strategie.Voor het ontwerp van nieuwe en te vervangenrioolstelsels beschikken grote gemeenten over ont-werpafdelingen. Bij gemeentelijke samenwerkings-verbanden van veelal kleine gemeenten en zelf-standig werkende middelgrote gemeenten is datdikwijls niet het geval. Door die gemeenten wordtdaarom vaak een beroep gedaan op externe ontwer-pers van ingenieursbureaus. Ook bij het oplossenvan problemen met stelsels of het bepalen van uit-gangspunten voor de toekomst wordt vaak samen-gewerkt met ingenieursbureaus en universiteiten.

4.1 AanlegGespecialiseerde aannemers nemen de aanleg envernieuwing van rioolstelsels voor hun rekening. Hetis precisiewerk waarbij bijvoorbeeld laserapparatuurwordt gebruikt. De stelsels moeten namelijk jarenlangveilig en storingsvrij kunnen functioneren. De buizenen putten dienen daarom ook aan de zware normente voldoen.

In Nederland worden we natuurlijk geconfronteerdmet een sterk wisselende ‘grondslag’: Aannemerskrijgen te maken met zandbodems, slappe veen-bodems, weerbarstige klei, löss, leem en allerhandemengvormen. Als de bodem uit zand bestaat is deaanleg tot op zekere hoogte betrekkelijk eenvoudig.Maar zelfs als de bodem het stelsel kan dragen,moeten toch vaak voorzieningen worden getroffen.Het gaat daarbij om grondverbeteringen als een bed-ding van zand onder in de sleuf of zand voor de aan-vulling van de sleuf.

In principe wordt begonnen met de ontgraving. Dewijze van ontgraven wordt bepaald door de aard vande grondslag, de benodigde diepte en breedte vande sleuf, de taludhelling, de beschikbare werkruimteen de kans op beschadiging van nabij gelegen boven-en ondergrondse constructies. Als er genoeg ruimteis wordt een sleuf gemaakt die onderin breed genoegis om naast de buizenstreng en putten te kunnenwerken. Wanneer dit niet gaat, op een smalle grachtof in een steeg, kunnen bijvoorbeeld hulpwandenworden aangebracht die voorkomen dat loodrechtesleufwanden instorten. Het ontgraven dient nauw-keurig met de vereiste bodemhelling en diepte teworden uitgevoerd. Hierbij kan gebruik worden ge-maakt van zichtplanken of laserstralen.

Bij een onvoldoende draagkrachtige bodem is eenfundering noodzakelijk. Die kan bestaan uit een op-legging op staal, oplegging op sloven of roosters ofeen fundering op palen. Vaak moet er ook wordengeheid. Zo kunnen onder elke buis bijvoorbeeld twee-maal twee palen geheid worden met daarop betonnenbruggetjes (“kespen”), die de buizen dragen en van-zelfsprekend de nodige palen onder de putten.Vervolgens kan met het leggen van de buizen wordenbegonnen. Daarbij wordt bij voorkeur tegen destroomrichting in gewerkt, om wateroverlast tijdensde werkzaamheden te voorkomen. Telkens nadat eengedeelte van de rioolleiding tussen twee of meerputten is gereedgekomen dient geïnspecteerd te

Page 10: I:OnderwijsCT3011 Inleiding W - TU Delft OCW...dingen, putten en huisaanluitingen waarmee het af-valwater en het regenwater naar de riolering wordt geleid, straatkolken, aansluitleidingen

10

CT3011 - Inleiding watermanagement

worden of de gelegde rioolleiding waterdicht en vrijvan gebreken is.

Soms moet de riolering in een gracht of op de rivier-bodem worden gelegd. Dan moeten stalen dam-wanden worden geheid, zodat het water kan wordenweggepompt. En ook bij de veel voorkomende situa-tie dat het onderste deel van de sleuf zich onder hetniveau van het grondwater bevindt zal er gepomptof gedraineerd moeten worden. Als een rioolleidingmoet worden aangelegd onder bijvoorbeeld (spoor)-wegen of watergangen is de open sleuf methode nietmogelijk. In deze gevallen worden technieken alsdoorpersen of boren toegepast. Een nadere beschrij-ving van deze technieken is te vinden in het vak‘Transport en inzameling van afvalwater II’.

Tenslotte vereist ook het aanvullen van de sleuf na

het leggen van de buizen grote zorgvuldigheid. Deaarde moet laag voor laag worden aangebracht, entelkens worden verdicht, aan beide zijden steedsevenveel omdat de aarde de leiding anders verdraaitof wegdrukt. Het materiaal voor de sleufaanvullingdient daarbij in alle gevallen vrij te zijn van hardevoorwerpen, zoals stenen, puin, stukken hout ofbevroren grond.

4.2 Organisatie en kostenIn Nederland lag in 2000 de rioleringsgraad opongeveer 97%. Dit percentage zal nog toenemendoor het aansluiten van nog niet aangesloten per-celen. De totale geschatte lengte van de rioleringbedraagt 82.400 km, wat gelijk is aan iets meer dan5 m riolering per persoon. De vervangingswaardevan de riolering bedraagt ongeveer 70 miljard gul-den. Bij een gelijkmatige vervanging in 60 jaar be-dragen de exploitatiekosten per jaar 1,3 miljard gul-den.

Voor de dekking van de kosten van de aanleg en hetbeheer van de riolering bestaat een groot aantalmogelijkheden. Het rioolrecht is de belangrijksteinkomstenbron. Het rioolrecht kan voor de dekkingvan vrijwel alle kosten worden ingezet, het is echterniet toegestaan om het rioolrecht aan te wenden voorhet opstellen van rioleringsplannen voor uitbreidings-plannen. Over het algemeen wordt bij het vaststellenvan de hoogte van de heffing van het rioolrecht eenonderscheid gemaakt tussen woningen, die per aan-sluiting betalen, en grootverbruikers, die per m3

betalen. De totale opbrengst van het rioolrecht magde totale kosten van de aanleg en het beheer van deriolering niet overstijgen

Voor een goed beheer van de riolering is inzicht inde huidige staat van de riolering noodzakelijk. Infor-matie over de staat en het functioneren van hetrioolstelsel kan worden verkregen door inspecties.Om op basis van deze informatie conclusies omtrentde toestand van de riolering te kunnen trekken is hetnoodzakelijk om het resultaat van de inspecties opeen eenduidige manier vast te leggen en te beschrij-ven. NEN 3399 [NNI, 1992] bevat een classificatie-systeem waarmee op basis van een 18-tal toe-standsaspecten de toestand van de riolering syste-matisch kan worden beschreven. Deze toestands-aspecten zijn ingedeeld in de groepen waterdichtheid,stabiliteit en afstroming.

Figuur 10 - Aanleggen van riolering

Figuur 11 - Riolering in een gracht.

Page 11: I:OnderwijsCT3011 Inleiding W - TU Delft OCW...dingen, putten en huisaanluitingen waarmee het af-valwater en het regenwater naar de riolering wordt geleid, straatkolken, aansluitleidingen

11

Riolering

Literatuur en websites

• Vereniging van Producenten van Betonleiding-systemen VPB,Inzameling en transport van af-valwater, deel 4, 1993, Woerden.

• Prof. Ir. Jean Berlamont, Rioleringen, 1997, Leuven (België).• Leidraad Riolering

• www.riool.net• www.rioleringstechniek.nl/• www.rioned.nl• www.vng.nl

Vragen en opgaven

Tentamen

1 In het stadshart van een gemeente ligt een oud gemengd stelseldat via de overstort te veel overlast geeft voor het ontvangendeoppervlaktewater. Een ambtenaar van de gemeente heeft in hetdictaat ct 3011 gelezen dat een verbeterd gescheiden rioolstelseleen veel kleinere belasting van het oppervlaktewater oplevert enstelt voor om het bestaande gemengde stelsel om te bouwennaar een verbeterd gescheiden stelsel. U wordt als deskundigegevraagd om aan te geven wat hiervan de gevolgen (in termenvan aanpassingen aan infrastructuur, kosten en eventuelerisico’s) zijn voor:• binnenriolering• buitenriolering

2. Een poldertje dat van oudsher voor landbouw werd gebruikt isvolgebouwd met kassen voor de glastuinbouw. Hetafwateringssysteem is daar nog niet op aangepast.1. Zullen de waterstanden van het oppervlaktewater in de polder

bij hevige neerslag hoger of lager worden dan voordat er kassenwaren gebouwd? Waarom?

Om de bij a) genoemde problemen te voorkomen worden tweeoplossingen voorgesteld: vergroten van het oppervlak open wa-ter in de polder of vergroten van de afvoercapaciteit van hetafvoergemaal van de polder. Aan u wordt gevraagd beideoplossingen te kwantificeren. Afgesproken wordt dat u gebruikmaakt van de ‘regen-duurlijnmethode’2. In de onderstaande figuur zijn twee regenduurlijnen gegeven.

Een van de twee heeft een herhalingstijd van 5 jaar, de andereen herhalingstijd van 10 jaar. Welke herhalingstijd heeft debovenste regenduurlijn?

De gegevens voor de berekeningen zijn:• totale oppervlakte van de polder is 1000 ha.• oppervlakte open water is 5% van het totale oppervlak• de toegestane peilstijging van het open water is 40 cm met

een herhalingstijd van T=10 jaar.• bij het ontwerpen van het afwateringssysteem mag er vanuit

worden gegaan dat in de polder (verhard en onverhard gebiedsamen) 10 mm neerslag wordt geborgen.

• de afvoercapaciteit van het afvoergemaal van de polder is 15mm/etm (betrokken op de hele polder).

3. Met hoeveel m2 moet het oppervlak open water wordenuitgebreid bij gelijkblijvende gemaalcapaciteit? Lever de figuurmet de regenduurlijnen in bij uw werk.

4. Welke gemaalcapaciteit is nodig bij gelijkblijvend oppervlakopen water? Lever de figuur met de regenduurlijnen in bij uwwerk.

5. Aan het gebruik van de regenduurlijn methode kleven enkelebezwaren, noem er twee met uitleg.

6. Adviseert u uitbreiding van het oppervlak open water ofuitbreiding van de gemaal capaciteit? Geef de argumenten.

Opgave 5, AfwateringIn deze opgave werkt u met de in de onderstaande tabel gegevenneerslaggegevens. De tabel bevat de cumulatieve dagsommen inmm voor twee ontwerpbuien, met herhalingstijden T1 en T2.

1. Construeer de regenduurlijnen voor de herhalingstijden T1 en T2

in één figuur.2. Geldt T1 > T2 of geldt T2 > T1? Geef uitleg.3. Bereken met behulp van de geconstrueerde regenduurlijnen het

benodigde percentage open water in een polder als gegeven is:• de toegestane peilstijging van het open water is 0,10 m• de berging op het verharde en onverharde gebied is 21 mm• de polder wordt bemalen met een gemaalcapaciteit van

18 m3/s.• het oppervlak van de polder is 10000 hectare.

4. Aan het gebruik van de regenduurlijn methode kleven enkelebezwaren, noem er twee met uitleg.

Regenduurlijnen

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

Nee

rsla

g (m

m)

5 10 15 20 25 30

Tijd (uren)

dag 1 dag 2 dag 3 dag 4 dag 5

herhalingstijdT1

40 54 62 68 71

herhalingstijdT2

28 40 47 52 54

Page 12: I:OnderwijsCT3011 Inleiding W - TU Delft OCW...dingen, putten en huisaanluitingen waarmee het af-valwater en het regenwater naar de riolering wordt geleid, straatkolken, aansluitleidingen

12

CT3011 - Inleiding watermanagement