21bb2259 Bijlage 2 behorende bij 21bb2256 - Onderzoek naar het functioneren van Waterpasserende verhardingen in de gemeente Rotterdam
Tekst van het document
5.5.2
Betreffende de wijze van reinigen: • De keuze van equipment is een afweging tussen kwaliteit van reiniging versus de mogelijkheid om met dat equipment ook in staat te zijn op elke locatie het gehele oppervlak te kunnen reinigen: Datum
Pagina
19 juni 2020
32 van 73
o
o
o
•
• •
• •
5.5.3
Inzet van een Milieu- en Incident Reinigingsmachine leidt visueel tot een goede reiniging, echter deze machine is in veel gevallen te groot om te kunnen worden ingezet en bereikt ook niet de volledige straat Inzet van een standaard ZOAB cleaner leidt tot een zichtbaar minder goed resultaat, maar de afmetingen zijn dusdanig dat deze wel de meeste plaatsen kan bereiken. Het resultaat kan wel worden verbeterd door opvolgende reinigingscycli uit te voeren. Het beste compromis tot dusver is gevonden in het equipment van de firma van der Vleut, een handzaam equipment met visueel het beste resultaat.
Visueel goede resultaten zijn bereikt met droog leegzuigen van de voegen. Waarschijnlijk wordt het beste resultaat bereikt tijdens een droge periode, omdat dan de voegvulling makkelijker loskomt. De combinatie van toepassing van water onder hoge druk met het gelijktijdig leegzuigen levert een nauwelijks beter resultaat en heeft diverse nadelen, zoals het hoge waterverbruik, meer afvoerkosten en lagere productiesnelheid. Inzet van heet water om mos en onkruid te doden is waarschijnlijk uitsluitend zinvol indien de behandeling separaat, enkele dagen voorafgaand aan het leegzuigen plaatsvindt. De conclusie op basis van de metingen in de Schermlaan is dat de te bereiken verbetering door de reiniging tegenvalt, ondanks een op het eerste oog goed resultaat. Het lijkt erop dat het risico op natte straten voor zeer korte regenbuitjes wordt verminderd na reiniging, maar niet voor serieuze regenval en juist bij zwaardere regenval dient de WPV goed te functioneren. Het loont de moeite de toegepaste reinigingstechnieken te optimaliseren of te zoeken naar betere reinigingstechnieken. Aanbevolen wordt de metingen te herhalen, om uit te sluiten dat het ongunstige gevonden resultaat in de Schermlaan een toevalstreffer zou zijn.
Betreffende de uitgevoerde proeven: • DRI metingen zijn een uitstekend middel om te onderzoeken of reinigingstechnieken effectief zijn. • Van belang is dat de proefduur per DRI test voldoende lang is. Er is momenteel ervaring met een proefduur van het constant head deel tot 6 minuten en dat lijkt te kort; geadviseerd wordt dit te verlengen tot 10 minuten. Het falling head deel van de test blijkt minder bruikbaar en zou om die reden kunnen vervallen om tijd te besparen per proef. • Eerder is geconstateerd dat, gelet op lokale variatie in resultaten, het aantal proeven per wegdek tenminste 3 zou moeten bedragen.
Datum
Pagina
19 juni 2020
33 van 73
6
Geohydrologisch effecten van WPV’s
6.1
Inleiding De meetopstelling van het geohydrologisch WPV monitoringsprogramma loopt sinds mei 2017. De opzet is om door grondwatermetingen op verschillende WPV-locaties met elkaar te vergelijken, antwoord te krijgen op de vragen die spelen rondom infiltratie in stedelijk gebied en waterpasserende verharding in het bijzonder. Met de resultaten kan beter onderbouwd worden aangegeven wat beheerders en bewoners kunnen verwachten met betrekking tot vertraagde afvoer en grondwatereffecten, en wanneer waterpasserende verharding wordt toegepast. Waterpasserende verharding is één van de bouwstenen om regenwater te infiltreren in plaats van af te voeren via een leiding. Hiermee wordt het riool ontlast en wordt regenwater vertraagd afgevoerd naar het watersysteem. Vragen die hieruit voortvloeien zijn: - Wordt regenwater geïnfiltreerd? - Wordt de afvoer vertraagd? - Blijft er voldoende ontwateringsdiepte? - Welke aspecten van de uitvoeringswijze zijn van invloed op het goed functioneren van de WPV? Opgemerkt wordt dat tevens een uitgebreide rapportage over de Grondwatermonitoring bij WPV is uitgegeven. Zie hiervoor hoofdstuk 9. Onderstaande beschrijving is hiervan een samenvatting.
6.2
Omschrijving onderzoek Het onderzoeksprogramma heeft zich in 3 jaar verder ontwikkeld. In de loop van het project zijn enkele aanvullingen en aanpassingen gedaan om de resultaten beter te kunnen verklaren. Het huidige programma bestaat uit vier locaties waar waterpasserende verharding is aangelegd op basis van de Ontwerpaspecten uit 2014; de Bellevoysstraat, Wagenbergstraat, Steenvoorde en van Kinsbergenstraat (weergegeven in Figuur 13). Daarnaast is als referentielocatie zonder WPV de Pluimhoefstraat toegevoegd en is er 1 peilbuis in de rijbaan van de Wagenbergstraat zonder WPV geplaatst. Op alle locaties zijn peilbuizen geplaatst om het grondwatergedrag te meten en zijn niveaumeters geplaatst in het schoonwater afvoersysteem (DIT, drainage of HWA-riool) wanneer aanwezig, om ook hier het effect te meten. In de Bellevoysstraat is de drain aangesloten op het gemengd riool met een terugslagklep, hier wordt als enige ook in de vuilwaterput gemeten. Daarnaast is bij alle locaties een peilbuislocatie gezocht achter de bebouwing, in de tuinen. Kenmerken verschillende locaties locatie WPV Afvoersysteem
Wagenbergstraat wel drainage Ø315 mm open verbinding met oppervlaktewater
Kolken
Bellevoysstraat wel drainage Ø160 mm naar gemengd riool (via slechte keerklep) ja, op gemengd riool
Van Kinsbergenstraat wel geen drainage
Pluimhoefstraat niet (referentie) geen drainage
geen
Steenvoorde wel DIT Ø315 mm open verbinding met oppervlaktewater ja, op DIT
geen
ja
Afschot
3%
nvt
1,50%
nvt
3%
Datum
Pagina
19 juni 2020
34 van 73
De vijf locaties verschillen op details in uitvoeringwijze en watersysteem; in de Bellevoysstraat en de Steenvoorde zijn kolken toegepast en in de van Kinsbergenstraat en de Wagenbergstraat niet. In de Bellevoysstraat en de Wagenbergstraat is drainage toegepast, in de van Kinsbergenstraat niet en in Steenvoorde is DIT-riolering toegepast. De drainage en DIT-riolering in de Wagenbergstraat en Steenvoorde staan vrij in verbinding met oppervlaktewater, de drainage in de Bellevoysstraat is aangesloten op de gemengde riolering in dezelfde straat (met een terugslagklep). De locaties liggen allen in een andere wijk in Rotterdam en verschillen daarom ook in ondergrond, bebouwing en historie van het watersysteem. Op de meetlocaties zijn drie of vier peilbuizen in een raai over het wegprofiel gezet, zodat het grondwatergedrag zichtbaar werd vanaf de gevel (in de stoep), via parkeervak tot aan ontwateringmiddel in de weg. In de Pluimhoefstraat is dit niet gebeurd; omdat hier geen drainage of DIT-riool in de weg ligt, is ontwatering in de breedte van de weg niet te verwachten. De peilbuizen zijn zowel in de lengterichting van de weg (ontwateringrichting) geplaatst als in de breedte richting. De Van Kinsbergenstraat is (vanaf 20 augustus 2019) uit het meetprogramma gehaald vanwege bouwwerkzaamheden op de locatie.
Bij de monitoringsresultaten is gekeken naar 1 droge periode (5/8/2019 tot 19/8/2019) met korte hevige buien. Daarnaast zijn 2 langdurige natte periodes bekeken (25/9/2019 tot 9/10/2019 en 2/3/2019 tot 17/3/2019) waarin veel neerslag viel (respectievelijk 148 en 106 mm). Van deze periodes zijn de meetreeksen in grafieken bij elkaar gebracht om gedrag te vergelijken. Verder zijn de resultaten van de totale meetreeks gebruikt om een aantal gegevens in tabel te brengen, zoals de grondwaterstand (gemiddelde, maximale en 95%-waarde) en ontwateringdiepte. Het onderzoek heeft zich specifiek gericht op het grondwatergedrag bij het afvoeren van regenwater. Hierbij is gezocht naar locaties en kenmerken die in basis te vergelijken zijn, omdat overal waterpasserende verharding is toegepast met dezelfde ontwerprichtlijnen. Van de verschillende locaties is geen waterbalans op gesteld en de (geo-) hydrologische grens en afvoerend oppervlak zijn niet bepaald. Als indicatie voor neerslag en de intensiteit van de bui is gebruikgemaakt van het meetstation Zestienhoven van KNMI (uur waardes). Het station is meer dan 5 km van de meetlocaties verwijderd en geeft dus geen exacte gebeurtenissen of hoeveelheden weer.
Datum
Pagina
19 juni 2020
35 van 73
Figuur 13: Monitoringslocaties WPV en referentielocatie straat
6.3
Resultaten De meetresultaten zijn in 2 workshops met geohydrologen en rioleurs besproken. In deze sessies en de voorbereiding ervan is het grondwatergedrag geanalyseerd en zijn de verschillen tussen de locaties besproken. Geconstateerd is dat de reactie op neerslag duidelijk zichtbaar is in de grondwaterstand (zie figuur 14).
Datum
Pagina
19 juni 2020
36 van 73
Figuur 14: Natte en droge periodes Wagenbergstraat, Steenvoorde, Bellevoysstraat en Pluimhoefstraat Bij de straat zonder drain en kolken (Van Kinsbergenstraat) is te zien dat de grondwaterstand onder de rijbaan sterker reageert dan onder de stoep, dit is de bijdrage van de WPV. Bij de straten met drain en zonder kolken (Wagenbergstraat en Steenvoorde) is de afstand tot de drain bepalend voor de grondwaterstijging. 6.3.1
Piekvertraging en ledigingstijd De gemiddelde piekvertraging (tijd tussen optreden van de piek van de bui en de piek in de grondwaterstand) van de meest representatieve locatie (Wagenbergstraat) is 3,4 uur. In andere straten is er relatief meer aanvoer vanuit naastgelegen groen, waardoor de piekvertraging groter lijkt te worden. De grondwaterverhoging veroorzaakt door de WPV is afhankelijk van de hydrologische uitgangssituatie, hieronder vallen de ontwateringdiepte, afstand tot de drain en de duur en intensiteit van de bui. Als het al een paar dagen geregend heeft is de grondwaterstand in zijn geheel wat hoger. In droge tijden is in de Wagenbergstraat te zien dat de grondwaterstand onder de parkeervakken eerder en hoger piekt dan die in de stoep: in de parkeervakken wordt vooral het effect van de infiltratie door WPV gemeten en in de stoep is een effect van afstroming vanuit de tuinen en groengebieden zichtbaar (Figuur 15). In nattere perioden zijn beide effecten moeilijk te scheiden, al lijkt de piek wel grotendeels door de WPV veroorzaakt te worden (zie infiltratieberekening). De ledigingstijd van het wegcunet (herstel van de grondwaterstand tot de waarde van vóór de bui) hangt vooral van de grootte van de bui af. Bij grotere buien (>20 mm) wordt de ledigingstijd al snel >2 dagen (ca. 3,75 dagen).
Door toestroming vanuit de omgeving duurt het langer voordat de grondwaterstand in het wegcunet is hersteld. In straten met veel toestroom vanuit onverharde gebieden is het daardoor moeilijk om de vertraging in de afvoer die met WVP gerealiseerd wordt, te bepalen. Datum
Pagina
19 juni 2020
37 van 73
6.3.2
WPV met of zonder kolken Op de referentielocatie zonder WPV (Pluimhoefstraat) is ook het effect van neerslag te zien in de grondwaterstand. In vergelijk met de Bellevoysstraat is te zien dat de grondwaterreactie van de twee straten over het algemeen weinig verschilt en dat wanneer er wel een verschil is, de Pluimhoefstraat (zonder WPV) sterker reageert. Het toepassen van kolken bij WPV vermindert de infitratie. Wordt de Bellevoysstraat met Steenvoorde vergeleken, dan laat de grondwaterstand in Steenvoorde veel meer kleinere pieken zien. De verkanting van het wegprofiel is een belangrijk verschil tussen Steenvoorde (1,5%) en de Bellevoysstraat (3%), dit veroorzaakt waarschijnlijk de verschillen in de kortdurende grondwaterreacties.
6.3.3
Infiltratie vanuit WPV berekenen Door de gemeten pieken in de grondwaterstand onder de parkeervakken en de rijbaan te vergelijken met een theoretische stijging gerelateerd aan de hoeveelheid neerslag, kan het geïnfiltreerde volume ruw geschat worden (bijlage 6). Bij de vergelijking van 10 buien in de Wagenbergstraat (100% infiltratie verwacht, geen kolken toegepast), is een afwijking tussen de gemeten en berekende verhoging van -27% tot +21% gevonden. De gemiddelde afwijking is maar +1,6%, de berekende stijging komt goed overeen met de berekende stijging bij 100% infiltratie. Aangezien het neerslagstation relatief ver weg ligt (> 9 km), kan dit veel van de afwijking verklaren. In de Bellevoysstraat zijn de verschillen tussen de gemeten en berekende stijging veel groter, gemiddeld 43,5%. Dit betekent dat er maar een gedeelte van het water infiltreert (gemiddeld 56%). Hier is duidelijk het effect van kolken zichtbaar, bijna de helft van het regenwater wordt hierdoor afgevoerd in plaats van geïnfiltreerd. Ook voor Steenvoorde is een infiltratieberekening gedaan, al is deze veel minder zeker doordat (1) de peilbuizen in de kleilagen onder het zandcunet staan, (2) de grondwaterstandsstijging ook deels in de klei optreedt en (3) er een groenstrook direct aan de weg grenst, waar vanuit ook water naar de drain stroomt.
Volgens deze berekening infiltreert circa 80% van het hemelwater in Steenvoorde. Hoewel er kolken zijn toegepast, zorgt de kleinere verkanting voor een grotere infiltratie. In de Van Kinsbergstraat infiltreert naar verwachting ook 100% van het water, het water kan alleen niet snel genoeg worden afgevoerd waardoor de ontwateringsdiepte niet gehaald wordt.
6.3.4
Effecten van drainage De langdurige stijging van de grondwaterstand in een natte periode is in de Pluimhoefstraat het grootste, dit komt doordat hier geen drainage ligt (zie figuur 15). In de Van Kinsbergenstraat is geen drainage aangebracht. Hierdoor, maar ook door de kleilagen in het wegcunet, is de grondwaterstand sterk gestegen en moest de weg opnieuw aangelegd worden. Om voldoende ontwateringsdiepte te garanderen, moet er drainage worden gelegd bij WPV en mogen er geen slecht doorlatende lagen in het wegcunet liggen.
Datum
Pagina
19 juni 2020
38 van 73
Figuur 15: Natte periode Wagenbergstraat, Steenvoorde, Bellevoysstraat en Pluimhoefstraat 6.3.5
Effect achterliggend terrein De grondwaterstand is in de achtertuinen vrijwel altijd hoger dan in de weg, met uitzondering van zeer droge periodes door transpiratie van de vegetatie. Ook is de stijging van de grondwaterstand in de achtertuinen na een bui meestal groter dan of gelijk aan de stijging in het cunet. Dit is te verklaren doordat de bodemopbouw in de tuinen veel minder zandig is dan het wegcunet, en verder van de drainage af ligt. Het lijkt erop dat vooral de omgeving en de werking van het ontwaterkingsmiddel de grondwaterstand in het zandcunet op de langere termijn bepalen (dagen en maanden), en de WPV de grondwaterstanden op korte termijn (uren). Een tijdelijke stijging van de grondwaterstand in het wegcunet door de WPV (10 cm) tegelijk met de stijging van het oppervlaktewaterpeil en dus het drainagepeil (5 cm) verminderden het verhang van de grondwaterstand van de tuinen naar de drain. Dit zal naar verwachting tijdelijk (uren) de ontwatering van de tuinen vertragen. Door de toepassing van de drain worden over het jaar heen de tuinen minder nat, omdat de afstand tot het ontwateringsmiddel (de drain) korter is. Bij heftige buien met vooraf droge periodes treedt er een stijging van de grondwaterstand in de stoep op terwijl deze in het cunet al aan het dalen is (Figuur 16); dit kan worden verklaard door toestroming uit achtertuinen.
Het grondwatergedrag in de stoep wordt hier meer beïnvloed door het gedrag in de achtertuinen dan door de infiltratie in de rijbaan. Dit was te verwachten, aangezien het grondwater richting de drainage stroomt. In natte condities is het lastig de piek van de aanvoer vanuit de tuinen te scheiden van de piek door de WPV. In Figuur 16 is dit duidelijk te zien, na elke bui ligt de piek in de stoep steeds dichter bij de piek in de parkeerplaats.
Datum
Pagina
19 juni 2020
39 van 73
Figuur 16: Wagenberstraat; grondwaterstanden bij korte buien in droge start conditie 6.3.6
Effect DIT-riolering op drainage In de DIT leiding in de Steenvoorde is een directe reactie op de neerslag zichtbaar in de waterstand. De piek in de waterdruk is heel kort (ca 10 minuten) en komt boven de grondwaterstand in de rijbaan uit. In het grondwater is vaker geen dan wel een reactie te zien, en deze is altijd klein (2,5 cm) en kort (één tot enkele uren). Hieruit is op te maken dat de drainerende functie van de DIT-leiding nauwelijks beïnvloed wordt door de transportfunctie. Een kanttekening hier is dat de filters van de peilbuizen in de klei staan en korte reacties dus waarschijnlijk niet goed worden weergegeven. De Bellevoysstraat laat hetzelfde effect zien na (ongewenste) overstorten van het gemengd riool naar de drainagebuis; ook hier treedt bij grote pieken een korte periode water uit de drain in het cunet. In de Bellevoysstraat is deze reactie vaker te zien dan in Steenvoorde; er treedt 1x een reactie van 5 cm op. Hier staan alle peilbuizen wel in het zandcunet.
Datum
Pagina
19 juni 2020
40 van 73
Figuur 17: Effect transportfunctie DIT-riool op drainage
Figuur 18: Bellevoysstraat: effect overstorten op de grondwaterstand onder de rijbaan
Datum
Pagina
19 juni 2020
41 van 73
6.3.7
Effect singelpeil Het singelpeil bepaalt het drainageniveau van de drain en is hierdoor van invloed op de grondwaterstand. Bij de Wagenbergstraat en Steenvoorde is dit effect goed te zien, hier konden de waterstanden wel 14 cm stijgen bij een flinke bui in natte condities. Bij kleinere buien bleef de stijging onder de 5 cm. Een voorbeeld is weergegeven in Figuur 19 hieronder, waar het singelpeil (drainageniveau) voor langere tijd hoog bleef.
Figuur 19: Wagenbergstraat; verhoogd singelpeil (groene lijn: singelpeil = drainagepeil)
6.3.8
De ontwateringsdiepte (verschil grondwaterstand – maaiveld) In Bijlage 6 zijn van 5 meetlocaties de grondwaterstanden en ontwateringsdiepte van alle meetpunten in een tabel gezet. Hierbij is zowel naar de gehele meetreeks gekeken als naar de periodes met veel neerslag. Hierin is te zien dat de gemiddelde grondwaterstand in de 2 natte periodes (van ieder 2 weken) hoger ligt dan gemiddeld (+13 cm). Zowel drainage als infiltratie door de WPV lijkt een rol te spelen in deze verhoging. De straat met drain en effectieve WPV (Wagenbergstraat) laat namelijk dezelfde stijging zien als de straat met slechter functionerende WPV zonder drain (Bellevoysstraat). De straat met zowel minder effectieve WPV als drainage (Steenvoorde) laat de kleinste stijging zien (+5 cm en + 8 cm). Zolang de wegen op uitgiftepeil liggen, is de ontwateringsdiepte vrijwel altijd voldoende. Alleen in het trottoir wordt hij vaak niet gehaald in natte periodes, dit is eerder een effect van toevoer uit de tuinen dan van WPV. Deze toevoer zorgt ook voor een groot deel voor de gemiddelde grondwaterstandverhoging in natte periodes.
Datum
Pagina
19 juni 2020
42 van 73
6.4
Conclusies In antwoord op de onderzoeksvragen zijn uit de meetresultaten de volgende conclusies te trekken: 1) Wordt regenwater geïnfiltreerd? - Er infiltreert water door WPV. Het effect op het grondwater is het sterkst op de parkeervakken en is minder sterk in de rijbaan (vlakbij de drain). - Bij een profiel zonder kolken is de sterkste reactie van het grondwater te zien. - Met een vlakker profiel is meer reactie van grondwater te zien, ook met kolken 2) Wordt regenwaterafvoer vertraagd? Waterpasserende verharding draagt bij aan vasthouden-bergen-vertraagd afvoeren; a. Kleinere bui wordt ongemerkt verwerkt via WPV, bodem en grondwater b. Grotere bui wordt enkele uren vertraagd (piekvertraging) c. Grotere buien worden verspreid over enkele dagen geheel afgevoerd (piekreductie), hierbij is het echter moeilijk om onderscheid te maken tussen afvoer vanaf de WPV en de onverharde omgeving - WPV bepaalt het gedrag over de korte duur (uren) van het grondwater. - De (goedwerkende) drain en toevoer vanuit de omgeving bepaalt de grondwaterstand op langere termijn. - Pieken zijn kortdurend, binnen een paar uur is de stijging door WPV weg. - Vertraging van neerslagpiek tot effectpiek in grondwaterstand is 3,5 tot 4,5 uur bij een bui van 30 mm. - Door afvoer van water vanuit onverharde gebieden is het moeilijk om de vertraging goed te bepalen.
3) Wordt er voldoende ontwateringsdiepte gerealiseerd? - Wanneer het maaiveld op uitgiftepeil ligt, wordt er onder de rijbaan altijd voldoende ontwateringsdiepte gerealiseerd (ook in de natte periodes). - De ontwateringsdiepte onder de stoep wordt niet altijd gehaald in natte periodes, dit wordt veroorzaakt door de toestroming uit de omgeving. 4) Welke uitvoeringsaspecten zijn van invloed op het goed functioneren van WPV? - De betrouwbaarheid van het cunet en de goede werking van de drainage zijn de meest bepalende factoren voor het functioneren van het systeem - Bij DIT-riolering is alleen bij een paar neerslaggebeurtenissen vastgesteld dat regenwater uit de DIT-leiding in het zandcunet treedt en de grondwaterstand direct naast de drain kortdurend met een paar centimeter stijgt. - Bij slecht doorlatende tuinen met hogere grondwaterstand dan in het zandcunet wordt het grondwatergedrag bij de gevel meer beïnvloed door het grondwatergedrag in de omgeving (afstroming vanuit achtertuinen) dan door WPV. De WPV heeft tijdelijk invloed op ontwatering van de tuinen. - Bij goed werkende drainage is het gedrag van oppervlaktewater goed terug te zien in het wegcunet. In de metingen in de Wagenbergstraat is bijvoorbeeld de reguliere bemaling (zaagtand) in lange droge periode terug te zien evenals het voorbemalen vooraf aan een verwachtte intensieve bui.
Ook zijn verhoogde waterstanden bij heftige neerslag gezien.
Datum
Pagina
19 juni 2020
43 van 73
-
-
Het toepassen van een terugslagkleppen tussen drainage en gemengd riool is risicovol. Bij de terugslagklep in de Bellevoysstraat is duidelijk te zien dat het gemengd riool ondanks de terugslagklep de drainage instroomt, dit is zeer ongewenst. Grondwater stroomt daarentegen niet via de terugslagklep het gemengde riool in. Op momenten dat de grondwaterstand boven het drainage niveau uitkwam, vond er geen uitstroom plaats van de drain naar het gemengde riool. Het toepassen van kolken en de verkanting van het wegprofiel zijn beide van invloed op de infiltrerende werking van de verharding.
Datum
Pagina
19 juni 2020
44 van 73
6.5
Aanbevelingen -
-
-
-
-
Bij toepassen WPV altijd een vorm van drainage toepassen. Zorgen voor goede doorlatendheid tussen infiltrerend oppervlak en drainage (het water moet het ontwateringsmiddel kunnen bereiken). Hiervoor de doorlatendheid wegcunet toetsen op een minimale doorlatendheid van 2 m/d. Indien aansluiten drainage op gemengd riool echt noodzakelijk is, het aantal aansluitpunten tot het minimum beperken en een extra tussenput toepassen. Negatieve instroming geschiedt dan op 1 punt, met een extra opvang, terugslagkleppen en reinigingspunt voordat het vervuilde water de drain in kan lopen. Bij voorkeur DIT riolering toepassen in plaats van drainage, zodat eventuele kolken hierop kunnen worden aangesloten. Vooral belangrijk wanneer er toch op het gemengd riool moet worden aangesloten (de waterstand in het gemengde riool stijgt daardoor minder). Kolken toepassen is vanuit geohydrologisch oogpunt niet nodig. Wanneer om andere reden toch gekozen wordt voor toepassing van kolken de volgende richtlijn hanteren: o Zo vlak mogelijk straten (max 1%) o Maximaal de helft van het regulier aantal kolken toepassen, dat wil zeggen 300 tot 400 m2 afvoerend oppervlak per kolk.
Om nog meer zicht te krijgen op de werking van waterpasserende verharding en onderliggende drainage kan het interessant zijn: o De afvoer te meten van de drains (in de uitstroomleiding) in combinatie met een Fullscale test; o (Op enkele locaties) ook de lokale neerslag te meten; o In de Van Kinsbergen de monitoring te continueren en hiervoor een goede referentiesituatie te zoeken; o De wisselwerking tussen aanvulling van de grondwaterstand in het cunet vanuit de WPV en de tuinen te modelleren; o De doorlatendheid van het cunet op verschillende locaties te meten met zowel DRItesten als zeefanalyses.
Voorstel proces toepassen WPV • In Inventarisatie/Variantenstudie fase 1 wordt bepaald dat het gebied geschikt is voor infiltratie van regenwater en voor toepassen WPV. Dit gebeurt op basis van geohydrologisch onderzoek (bureaustudie) en veldwerk. • Het veldwerk bestaat uit een aantal boringen in het wegcunet. Boringen buiten wegcunet zijn niet nodig, omdat voortaan altijd drainage wordt toegepast onder WPV. • De boringen worden getoetst op een minimale doorlatendheid ks = 2 m/dag, te bepalen met zeefkrommes, evt. aangevuld met Ksat proeven in de onverzadigde zone. • Het nieuw toe te passen zand (bijvoorbeeld t.b.v. ophogen of herprofileren) moet voldoen aan de classificatie drainzand of zand in zandbed. • Vanuit het geohydrologisch advies wordt aangegeven welke maatregelen nodig zijn om regenwater te kunnen infiltreren in het wegcunet. Dit advies zal altijd bestaan uit het toepassen van een vorm van drainage. • Deze bouwsteen wordt daarna in variantenstudie fase 2 en FA-fase verder uitgewerkt. Daarbij dient in beeld gebracht te worden hoeveel oppervlak afstroomt op de WPV.
Datum
Pagina
19 juni 2020
45 van 73
7
Spoorvormingsmetingen
7.1
Inleiding De draagkracht van zand is afhankelijk van het vochtgehalte. Dit vochtgehalte heeft een optimum waarbij de draagkracht maximaal is. Te veel water in het zand gaat ten koste van de draagkracht ervan;.er is dan als het ware sprake van weinig draagkrachtig drijfzand. Omdat het vochtgehalte in het zandbed bij waterpasserende bestratingen groter is dan bij niet-waterpasserende bestratingen is de mogelijke invloed van het water in het zandbed onderzocht door middel van spoorvormingsmetingen. In 2014-2015 zijn in de Zuidwijk in Rotterdam-zuid (ten noorden en zuiden van Schoonegge) rioleringswerkzaamheden uitgevoerd. Tegelijkertijd met deze rioolvervanging is in een groot aantal straten een waterpasserende elementenverharding aangelegd. In onderstaande figuur 20 is het betreffende gebied weergegeven.
Figuur 20. Onderzoeksgebied Zuidwijk Bij de aanleg van de waterpasserende verhardingen is een aantal varianten in de verhardingsconstructie toegepast, met als doel te onderzoeken wat het effect is van deze variaties op de waterdoorlatendheid van de verharding en dientengevolge logischerwijze ook op de spoorvormingsgevoeligheid van de verharding; de draagkracht van een (over)verzadigd zandbed is immers geringer dan van een ‘normaal’ zandbed. De volgende variaties zijn aangebracht: a. variatie in opbolling: 1,5% en 3% dwarshelling; b. variatie in materiaal van de straatlaag: straatzand 0/2 en split 2/6;
Datum
Pagina
19 juni 2020
46 van 73
c. variatie in breedte van het verbeterde zandbed1; verbeterd zandbed alleen ter hoogte van de rioolsleuf of verbeterd zandbed over de volledige breedte van de verharding. In totaal zijn 16 verschillende straten onderzocht met 4 verschillende combinaties van variaties. Tevens is een 5de variatie onderzocht, zijnde een verharding zonder waterpasserende elementen. De onderzochte variaties zijn: - Blauw: split 2/6, 3% opbolling, aangepast zand onder volledige breedte (SWD)2 - Geel: split 2/6, 1,5 % opbolling, aangepast zand t.h.v. rioolsleuf (N-SWD) - Bruin: straatzand, 1.5% opbolling, aangepast zand t.h.v. rioolsleuf (N-SWD) - Oranje: straatzand, 3% opbolling, , aangepast zand t.h.v. rioolsleuf (N-SWD) - Rood: (referentie, normale BSS), straatzand, 3% opbolling, aangepast zand onder volledige breedte (SWD). In figuur 21 zijn de straten en de bijbehorende variatie weergegeven.
Figuur 21. Onderzochte straten en daarin voorkomende variaties.
In een verbeterd zandbed is een drainerend, grover, zand aangebracht met een fractie op 250 µm tussen de 25% en 50%. Normaal zand voor zandbed mag een fractie op 250 µm bezitten van maximaal 40%. 2 SWD = constructie zoals opgenomen in de Standaard Wegenbouw Details Rotterdam (met verbeterd zand over hele breedte van de verharding). N-SWD= constructie niet volgens SWD, met alleen verbeterd zand in de rioolsleuf. 1
Datum
Pagina
19 juni 2020
47 van 73
Op alle 16 gedefinieerde straten is op enkele momenten in de tijd de spoorvorming gemeten.3
7.2
Uitgevoerde metingen en resultaten
7.2.1
Spoorvormingsmetingen met 1 m rei In december 2016 en maart 2019, dus met een tussenpoos van 26 maanden4 is met een 1 meter lange rei de spoorvorming in de 16 straten in Zuidwijk gemeten. In figuur 22 wordt het principe van de meting getoond.
Figuur 22. Spoorvormingsmeting met 1m rei
In december 2016 is op 24 plaatsen in het linkerspoor en 24 (andere) plaatsen in het rechterspoor de spoordiepte gemeten op de 16 onderscheiden straten. De resultaten van die metingen zijn weergegeven in tabel 6. De gemeten spoordiepten kunnen worden gezien als de visueel waarneembare diepste sporen en kuilen over een te overziene weglengte (5 – 10 m).
3 In eerste instantie is van diverse straten de waterdoorlatendheid gemeten met de Dubbele Ring Infiltrometer
(DRI). Vanwege de grote spreiding in resultaten is in 2017-2018 nader onderzoek verricht naar automatisering van de DRI. Er zijn in Zuidwijk na 2016 géén aanvullende DRI-metingen meer uitgevoerd. De periode van 26 maanden is niet specifiek gekozen, maar vloeide voort uit de voortgang van het onderzoek naar het meten van de spoorvorming met een mobiele scanauto. 4
Datum
Pagina
19 juni 2020
48 van 73
Tabel 6. Samenvatting spoordiepten (in mm) in de verschillende straten (dec. 2016) blauw split, 3%, SWD 15 13,5 2 35 8,66
aantal metingen gemiddelde min max standaardafwijking
geel split, 1,5 %, N-SWD 3 16,7 14 20 3,06
bruin straatzand, 1,5 %, N-SWD 6 8,7 6 16 3,88
oranje straatzand, 3 %, N-SWD 19 8,7 2 25 5,88
rood referentie bss, 3 %, SWD 5 14,4 7 29 8,56
De tabel laat zien dat het erop lijkt dat de met straatzand gevoegde WPV ’s minder spoorvorming tonen dan de met split gevoegde WPV’s. Tevens is er bij de WPV’s niet meer spoorvorming geconstateerd dan bij de als referentie gebruikte niet-WPV. In maart 2019, na 26 maanden, zijn de metingen herhaald en werd op (ongeveer) 25 gelijke plaatsen als in december 2016 opnieuw de spoorvorming bepaald. Het resultaat hiervan is weergegeven in tabel 7. De toename van de spoorvorming is in deze periode voor alle straten met ongeveer hetzelfde percentage toegenomen, waarmee deze metingen de eerdere conclusie bevestigen. Tabel 7. Toename spoorvorming van dec. 2016 tot maart 2019 blauw split, 3%, SWD aantal metingen Gemiddelde (%) min max
geel bruin oranje split, straatzand, straatzand, 1,5 1,5 %, 3 %, %, NN-SWD N-SWD SWD
9
1
4
11
117
114
106
125
16 233
13 400
25 350
Geconcludeerd wordt dat er eigenlijk geen reden is om aan te nemen dat er een verschil bestaat tussen de spoorvorming bij waterpasserende en niet-waterpasserende elementenverhardingen. Probleem van de meting van de spoordiepten met een rolrei is dat de meetplaatsen selectief zijn gekozen, daar waar visueel een spoor of kuil in de bestrating werd waargenomen. Bij herhaling van de meting is niet vastgelegd waar elke meting poreceis had plaatsgevonden, zodat het lastig is de toename van spoordiepte per meting te volgen. Om die reden is er gezocht naar een objectievere alternatieve mogelijkheid, zie 7.2.2.
7.2.2
Spoorvormingsmetingen met mobiele scanauto: Methodiek Al na de eerste serie spoorvormingsmetingen met de rei in december 2016, zie ook paragraaf 3, werd onderkend dat de spoordiepten op selecte plaatsen waren gemeten en dus eigenlijk geen
Datum
Pagina
19 juni 2020
49 van 73
goede objectieve vergelijkbare resultaten gaf. In samenwerking met de afdeling Basisinformatie van de gemeente werd een meetmethode met een (mobiele) scanner ontwikkeld. Gelijktijdig met de metingen met de rei is in maart 2019 op een aantal straten in Zuidwijk, zowel mét als zonder waterpasserende elementenverharding, met een mobiele scanauto de spoorvorming gemeten. De metingen werden uitgevoerd door Geomaat, een extern meetbedrijf. De spoorvorming is gepresenteerd als een ‘kleurenplaat’ van de wegverharding, waarbij de hoogteligging van de meetpunten is gerapporteerd als afwijking van een theoretisch nul-profiel. (zowel in positieve richting = opbolling, als in negatieve richting = verzakking). Figuur 23 geeft een voorbeeld van de meetresultaten van de Boekenrode, zowel met ‘methode A’ als nul-referentie (linkerzijde), als ‘theoretisch profiel’ als nul-referentie (rechterzijde).
Figuur 23.
Meetresultaten Boekenrode met mobiele scanauto; linkerzijde: methode A. Rechterzijde: theoretisch profiel.
Datum
Pagina
19 juni 2020
50 van 73
Methode A als nul-referentie is hierbij de methode waarbij het hoogste punt tussen 1/3 en 2/3 van de breedte van de straat wordt aangenomen als de kruinhoogte. Tussen de trottoirbanden en deze kruinhoogte wordt een rechte lijn aangenomen. Bij de theoretische methode wordt een fictieve kruinhoogte getrokken aan de hand van de theoretische helling van de straat met de kruin in het midden. e.e.a. zoals gedefinieerd in de standaard 2015. Zie figuur 24.
Figuur. 24. Theoretische helling volgens Standaard 2015. (= verworpen meetmethode) De juistheid van de twee profielen is visueel beoordeeld. De resultaten van ‘methode A’ komen voor wat betreft de ‘rode verzakkingen’ (= diepe verzakkingen) overeen met wat buiten wordt waargenomen. De minder grote verzakkingen en opbollingen (oranje resp. groen en geel) kunnen niet visueel worden waargenomen. De resultaten van het theoretische profiel matchen niet met de visueel waargenomen vervormingen. Deze referentie is derhalve verworpen. Spoorvormingsmetingen met mobiele scanauto: MeetresultatenOok uit de resultaten van de mobiele scanauto kan niet worden geconcludeerd dat er significante verschillen zijn in spoordiepte tussen waterpasserende en niet-waterpasserende elementenverhardingen van ongeveer dezelfde leeftijd.. Na één meetronde (maart 2019) kan dus niet worden geconcludeerd dat waterpasserende bestratingen sneller spoorvorming vertonen dan niet waterpasserende bestratingen en of er verschil is tussen de hiervoor genoemde constructievarianten. Niet te min worden de spoordieptemetingen met de mobiele scanauto hoopvol geacht voor verdere ontwikkeling. Deze ontwikkeling vindt thans in eigen beheer door de afdeling Basisinformatie plaats. In de eerste helft van 2020 worden ‘eigen’ metingen door Basisinformatie uitgevoerd op waterpassende en niet-waterpasserende elementenverhardingen.
De metingen dienen nog gedurende een aantal jaren te worden herhaald.
7.3
Conclusies en aanbevelingen Geconcludeerd is dat de spoorvormingsmetingen met de rei niet tot objectief vergelijkbare resultaten leiden. De in samenwerking met de afdeling Basisinformatie van de gemeente ontwikkelde meetmethode met een (mobiele) scanner biedt hoopvolle en betere resultaten.
Datum
Pagina
19 juni 2020
51 van 73
Uit de tot nu toe uitgevoerde metingen met rei en met de mobiele scanner blijkt dat er geen aanwijzingen zijn dat er een verschil is in spoorvorming tussen WPV’s en niet-WPV’s. De nauwkeurigheid van deze conclusie is echter beperkt vanwege het beperkte aantal metingen. Het voorstel is om nader onderzoek te doen, waarbij de uitgevoerde spoordieptemetingen met de mobiele scanner nog tenminste 2 x worden herhaald, met een tussenpoos van telkens circa 1 jaar. Op basis van de meerjarige resultaten kan het eventuele verschil in spoordiepte tussen de constructievarianten en spoordiepten tussen waterpasserende en niet-waterpasserende verhardingen betrouwbaarder worden vastgesteld. De eerstkomende meting staatvoor het voorjaar van 2020 gepland.
Datum
Pagina
19 juni 2020
52 van 73
8
Conclusies en aanbevelingen Onderstaand worden de conclusies en aanbevelingen gerangschikt op basis van de oorspronkelijke onderzoeksvragen.
8.1
Doorlatendheidsproeven Onderzoeksvraag: Hoe kan het doorlaatvermogen van een WPV in-situ betrouwbaar worden vastgesteld? Conclusies: • De verbeterde DRI test biedt een relatief eenvoudige en uitstekend uitvoerbare proef waarmee de doorlatendheid van de elementenverharding van een straat kan worden bepaald. • Voor het vaststellen van de invloed van vervuiling op de waterdoorlatendheid van de elementenverharding is de verbeterde DRI test daarmee uitstekend bruikbaar. • Voor het bepalen van de afvoercapaciteit van het gehele systeem van WPV en onderliggend zandpakket bij een extreme bui is een Full-scale test een betere test. • DRI metingen van het wegcunet hebben in alle gevallen een doorlatendheid opgeleverd die aanmerkelijk hoger bleek dan die van de elementenverharding. De test biedt een goed inzicht in de doorlatendheid van dit cunet. • DRI metingen van het wegcunet om het effect van verontreiniging vast te stellen zijn minder zinvol gebleken. Vaststellen of verontreiniging onderin de voeg van de wegverharding terechtkomt is met een DRI test op het wegcunet niet goed mogelijk, omdat bij deze test het gehele oppervlak wordt gebruikt terwijl de vervuiling zich uitsluitend manifesteert onder de voegen.
• Indien uit een Full-scale test verkregen resultaten voor de doorlatendheid worden toegepast in modelberekeningen, dient rekening te worden gehouden met het eventuele verschil van de omvang van de waterlozing tijdens de proef en de extreme regenbui waar de modelberekeningen voor zijn bedoeld. Een manier om hier rekening mee te houden is het beoordelen van de doorlatendheid als functie van de tijd en daarmee als functie van het door de WPV gepasseerde debiet. • Bij een vergelijkende test is een goede match gevonden tussen een Full-scale- en een verbeterde DRI test. Het is aanbevelenswaardig deze vergelijking te herhalen op meer locaties. Hierbij is van belang dat ook het eerste deel van de meting van de Full-scale test (tijdens het vullen van het straatvak) moet worden uitgewerkt tot een doorlatendheid en dat juist de meting tijdens deze periode moet worden vergeleken met de DRI tests. Aanbevelingen: • Aanbevolen wordt de vergelijking verbeterde DRI tests en Full-scale tests te herhalen voor nog tenminste 2 locaties. Mogelijk kan dit weer in samenspraak met de Hogeschool Rotterdam worden opgepakt. Hierbij is het zinvol de DRI tests langer te laten duren dan bij eerdere tests is gedaan; bij voorkeur gelijk aan de duur van de full-scale test. • Bij het vaststellen van de doorlatendheid van een elementenverharding met verbeterde DRI proeven moet:
Datum
Pagina
19 juni 2020
53 van 73
o o
•
8.2
Per locatie in alle gevallen tenminste 4 tests worden gedaan. De doorlatendheid worden bepaald tijdens de constant-head fase waarin de waterstand in de ringen constant wordt gehouden. o Deze constant-headfase moet per proef tenminste 10 minuten duren. o De falling headfase kan worden overgeslagen. Het standaard uitvoeren van een test op het onder de elementenverharding aanwezige zandpakket is minder zinvol en kan worden overgeslagen, tenzij er specifieke redenen zijn om te twijfelen aan de doorlatendheid van dit zandpakket.
Reinigen Onderzoeksvraag: Wat is het doorlaatvermogen van verschillende typen WPV’s, hoe verandert dat in de tijd en hoe kan het onderhoudsregime bijdragen aan het in stand houden ervan? Conclusies: • Uit onderzoek is gebleken dat Huwa, Wylandt en Drainflow door de relatief smalle voegen al direct na aanleg geen van alle voldoen aan de in Rotterdam gehanteerde eis met betrekking tot waterdoorlatendheid. Bovendien zijn deze stenen door de smalle voeg moeilijker te reinigen dan betonstenen. Om deze redenen kunnen deze typen in Rotterdam niet worden toegepast. Opgemerkt wordt dat er inmiddels wel een alternatief beschikbaar is in de vorm van een kleurechte waterpasserende betonstraatsteen die een vergelijkbare uitstraling heeft als een baksteen. • In eerder onderzoek is geconcludeerd dat het doorlaatvermogen van WPV’s van waterpasserende betonstraatstenen direct na aanleg ruim voldoen aan de eis van 540 l/s/ha, maar dat na 5 jaar gemiddeld de doorlatendheid van een WPV met circa de helft is teruggelopen. Uit in het kader van het huidige onderzoek uitgevoerde doorlatendheidsproeven blijkt zelfs dat in sommige gevallen al circa 2 jaar na aanleg de doorlatendheid al dusdanig is afgenomen dat niet meer wordt voldaan aan de gestelde eis. De afname van waterdoorlatendheid in de tijd is daarmee een belangrijk aandachtspunt.
• De keuze van reinigingsequipment is een afweging tussen kwaliteit van reiniging versus de mogelijkheid om, gelet op afmetingen, met dat equipment ook in staat te zijn op elke locatie het gehele oppervlak te kunnen reinigen. Tijdens het onderzoek is het beste compromis tot dusver gevonden in het equipment van de firma van der Vleut, een handzaam equipment met visueel het beste resultaat. Qua methodiek van reinigen is het beste resultaat bereikt: o Na een droge periode (geen regenval), door droog leeg te zuigen o Na een natte periode, door een combinatie van nat leegspuiten en opzuigen van het uitkomende materiaal. o Met heet water voorbehandelen blijkt weinig meerwaarde te hebben. • Op basis van meting blijkt echter dat de bereikte verbetering van doorlatendheid ook na gebruik van de visueel beste reinigingsmethode ernstig tegenvalt. Er is geen verbetering in doorlaatvermogen opgetreden. Dit wordt geweten aan het risico dat vervuild materiaal zich mogelijk tijdens het reinigingsproces zou kunnen afzetten aan de onderkant van de gereinigde voegen. Om die reden dient de methodiek van reinigen nader te worden
Datum
Pagina
19 juni 2020
54 van 73
ontwikkeld. Indien hier geen verbetering in wordt bereikt zou dit namelijk betekenen dat de WPV al na enkele jaren niet meer functioneert.
Aanbevelingen: • Aanbevolen wordt nader onderzoek te doen naar ervaringen bij andere partijen, met name naar gevallen waarbij het effect op de doorlatendheid van de verharding ook is gemeten. • Aanbevolen wordt in samenspraak met één of meer uitvoerende partijen enkele proeflocaties op te zetten, waar wordt geëxperimenteerd met de uitvoeringsmethode van het reinigen. Dit is alleen zinvol indien zowel direct vóór als direct ná reiniging verbeterde DRI testen worden uitgevoerd. Op basis van het resultaat van deze proeven kan worden geprobeerd de reinigingsmethode te optimaliseren. • Aanbevolen wordt om meer gestructureerd de doorlatendheid van WPV’s te gaan bewaken. Hierbij wordt het volgende voorgesteld: o Op basis van jaarlijkse visuele inspectie van vervuiling vaststellen welke straten kritisch zouden kunnen zijn. o Met een frequentie van eens per 2 tot 5 jaar verbeterde DRI tests uitvoeren op elke aangebrachte WPV om op basis van het meetresultaat vast te stellen waar reiniging dient plaats te vinden. o Kort na reiniging het effect hiervan meten door opnieuw DRI metingen uit te voeren.
8.3
Geohydrologisch effect WPV Onderzoeksvraag: Wat is het geohydrologisch effect van de WPV? Conclusies: • Aangetoond is dat regenwater infiltreert door WPV’s, dat de grondwaterstand stijgt tijdens regenbuien en dat hierdoor de afvoer van regenwater wordt vertraagd. De mate van vertraging is afhankelijk van de grootte van de bui, waarbij grotere buien enkele uren worden vertraagd. • De ontwateringsdiepte wordt onder de rijbaan altijd gehaald indien het maaiveld op uitgiftepeil ligt. Onder de stoepen is dat niet altijd het geval. • De waterdoorlatendheid van het cunet en de goede werking van de drainage zijn de meest bepalende factoren voor het functioneren van het systeem • Bij slecht doorlatende tuinen met hogere grondwaterstand dan in het zandcunet wordt het grondwatergedrag bij de gevel meer beïnvloed door het grondwatergedrag in de omgeving (afstroming vanuit achtertuinen) dan door WPV. De WPV heeft tijdelijk invloed op ontwatering van de tuinen. • Het toepassen van terugslagkleppen tussen drainage en gemengd riool blijkt risicovol. Bij de terugslagklep in de Bellevoysstraat is duidelijk te zien dat het gemengd riool ondanks de terugslagklep de drainage instroomt, dit is zeer ongewenst. Grondwater stroomt daarentegen niet via de terugslagklep het gemengde riool in. Op momenten dat de grondwaterstand
Datum
Pagina
19 juni 2020
55 van 73
•
boven het drainage niveau uitkwam, vond er geen uitstroom plaats van de drain naar het gemengde riool. Het toepassen van kolken en verkanting van het wegprofiel veroorzaken beide een vermindering van de infiltrerende werking van de verharding.
Aanbevelingen voor de aanleg: Bij toepassen WPV altijd een vorm van drainage toepassen. • Zorgen voor goede doorlatendheid tussen infiltrerend oppervlak en drainage (het water moet het ontwateringsmiddel kunnen bereiken). Hiervoor de doorlatendheid wegcunet toetsen op een minimale doorlatendheid van 2 m/d. • Indien aansluiten drainage op gemengd riool echt noodzakelijk is, het aantal aansluitpunten tot het minimum beperken en een extra tussenput toepassen. Negatieve instroming geschiedt dan op 1 punt, met een extra opvang, terugslagkleppen en reinigingspunt voordat het vervuilde water de drain in kan lopen. • Bij voorkeur DIT riolering toepassen in plaats van drainage, zodat eventuele kolken hierop kunnen worden aangesloten. Vooral belangrijk wanneer er toch op het gemengd riool moet worden aangesloten (de waterstand in het gemengde riool stijgt daardoor minder). • Kolken toepassen is vanuit geohydrologisch oogpunt niet nodig. Wanneer om andere reden toch gekozen wordt voor toepassing van kolken de volgende richtlijn hanteren: o Zo vlak mogelijk straten (max 1%) o Maximaal de helft van het regulier aantal kolken toepassen, dat wil zeggen 300 tot 400 m2 afvoerend oppervlak per kolk.
• Om nog meer zicht te krijgen op de werking van waterpasserende verharding en onderliggende drainage kan het interessant zijn: o De afvoer te meten van de drains (in de uitstroomleiding) in combinatie met een Fullscale test; o (Op enkele locaties) ook de lokale neerslag te meten; o In de Van Kinsbergen de monitoring te continueren en hiervoor een goede referentiesituatie te zoeken; o De wisselwerking tussen aanvulling van de grondwaterstand in het cunet vanuit de WPV en de tuinen te modelleren; o De doorlatendheid van het cunet op verschillende locaties te meten met zowel DRItesten als zeefanalyses.
Voorstel proces toepassen WPV: • In Inventarisatie/Variantenstudie fase 1 wordt bepaald dat het gebied geschikt is voor infiltratie van regenwater en voor toepassen WPV. Dit gebeurt op basis van geohydrologisch onderzoek (bureaustudie) en veldwerk. • Het veldwerk bestaat uit een aantal boringen in het wegcunet. Boringen buiten wegcunet zijn niet nodig, omdat voortaan altijd drainage wordt toegepast onder WPV. • De boringen worden getoetst op een minimale doorlatendheid ks = 2 m/dag, te bepalen met zeefkrommes, evt. aangevuld met Ksat proeven in de onverzadigde zone. • Het nieuw toe te passen zand (bijvoorbeeld t.b.v. ophogen of herprofileren) moet voldoen aan de classificatie drainzand of zand in zandbed.
Datum
Pagina
19 juni 2020
56 van 73
•
•
8.4
Vanuit het geohydrologisch advies wordt aangegeven welke maatregelen nodig zijn om regenwater te kunnen infiltreren in het wegcunet. Dit advies zal altijd bestaan uit het toepassen van een vorm van drainage. Deze bouwsteen wordt daarna in variantenstudie fase 2 en FA-fase verder uitgewerkt. Daarbij dient in beeld gebracht te worden hoeveel oppervlak afstroomt op de WPV.
Spoorvorming: Onderzoeksvraag: Hoe presteert WPV ten opzichte van traditionele verharding met betrekking tot wegbouwkundige levensduur? Conclusies: • Spoorvormingsmetingen met de rei leiden niet tot objectief vergelijkbare resultaten. De in samenwerking met de afdeling Basisinformatie van de gemeente ontwikkelde meetmethode met een (mobiele) scanner biedt hoopvolle en betere resultaten. • Uit de tot nu toe uitgevoerde metingen blijkt dat er geen aanwijzingen zijn dat er een verschil is in spoorvorming tussen WPV’s en niet-WPV’s. De nauwkeurigheid van deze conclusie is echter beperkt vanwege het beperkte aantal metingen. Aanbeveling: • Aanbevolen wordt om nader onderzoek te doen, waarbij de uitgevoerde spoordieptemetingen met de mobiele scanner nog tenminste 2 x worden herhaald, met een tussenpoos van telkens circa 1 jaar. Op basis van de meerjarige resultaten kan het eventuele verschil in spoordiepte tussen de constructievarianten en spoordiepten tussen waterpasserende en nietwaterpasserende verhardingen betrouwbaarder worden vastgesteld.
Datum
Pagina
19 juni 2020
57 van 73
9
Literatuur •
Advokaat, J., Het waterpasserend vermogen van waterpasserende verhardingen Bachelor thesis Hogeschool Rotterdam, juni 2016
•
Tauw 2017: Full-scale proeven 2 locaties Rotterdam, R001-1243090RWE-lhl-V01-N, d.d. 4 oktober 2017
•
Rotterdam SO 2020: Grondwatermonitoring bij WPV, vergelijking 5 monitoringslocatie, IBR, IB-2018-311.01, 16 maart 2020 K:\SO\IR\IB-dossiers\2018\IB-2018-0311 Monitoring Waterpasserende Verharding\Rapportages_Notities\Eindrapport grondwatermetingen\IB-2018-311.01 Rapportage grondwatermetingen monitoring WPV 16-03-2020.pdf
•
Diverse notities door Rotterdam SO, zie bijlage 7
Datum
Pagina
19 juni 2020
58 van 73
Bijlage 1 StandaardWegenbouwDetail voor WPV’s
Datum
Pagina
19 juni 2020
59 van 73
Bijlage 2 overzichtskaart WPV’s
Datum
Pagina
19 juni 2020
60 van 73
Locaties: M4H - Marconistraat (LoS) Centrum - Hoevebuurt Charlois - Schoonegge Delfshaven - Middelland Feijenoord - Hefkwartier Hillegersberg/Schiebroek - Noord Hillegersberg Schiebroek - Zuid Hoek van Holland - Dorp IJsselmonde - Sportdorp IJsselmonde - Tuinenhoven Nesselande - Ibizahof Nesselande - Nelly van Moorselhof Oud Mathenesse - Hoekersingel
Locatie met WPV in de stad Rotterdam per 10-4-2017
Bijlage 3 Full-scale test 2018 Wagenbergstraat
Datum
Pagina
19 juni 2020
61 van 73
Test 1
Oppervlakte plot: Inhoud plot:
41,472 m2
Full‐scale proef @ 26.06 waterdoorlatende verharding Wagenbergstraat
7000 liter
R8055
11
Starttijd vullen:
0,427083 uur
Stoptijd vullen:
0,438194 uur
Droogvallen plot:
0,460417 uur
Totale tijdsduur:
0,033333 uur
Totale duur na vullen:
0,022222 uur
Totaal mm water:
168,7886 mm
Waterniveau na vullen:
8,283333 cm
Waterniveau bij droogvallen:
0,379167 cm
Verschil in waterniveau:
7,904167 cm
R8053
W6632
W7625
10 9
Waterhoogte in cm
8 7 6 5 4 3
Methode 1
Infiltratiecapaciteit:
211 mm/uur
2
Methode 2
Infiltratiecapaciteit:
148 mm/uur
1 0 9:15
Oppervlakte plot: Inhoud plot:
10:00
10:15
10:30
10:45
11:00
11:15
11:30
11:45
12:00
12:15
12:30
12:45
13:00
13:15
13:30
datum en tijd
0,511806 uur
Stoptijd vullen:
0,521528 uur
Droogvallen plot:
0,570833 uur
Totale tijdsduur:
0,059028 uur
Totale duur na vullen:
0,049306 uur
Totaal mm water:
147,907 mm
9
Waterniveau na vullen:
10,52917 cm
8
Verschil in waterniveau:
9:45
6134 liter
Starttijd vullen:
Waterniveau bij droogvallen:
9:30
41,472 m2
Full‐scale proef @ 26.06 waterdoorlatende verharding Wagenbergstraat
Methode 1
Infiltratiecapaciteit:
104 mm/uur
Methode 2
Infiltratiecapaciteit:
89 mm/uur
Gemiddelde test 2
10
0 cm 10,52917 cm
Gemiddelde test 1
11
Waterhoogte in cm
Test 2
7 6 5 4 3 2 1 0 10:00
10:15
10:30
10:45
11:00
11:15
11:30
11:45
12:00
datum en tijd
12:15
12:30
12:45
13:00
13:15
13:30
Bijlage 4 DRI tests vergelijking met Full-scale 2018
Datum
Pagina
19 juni 2020
62 van 73
Datum
Pagina
19 juni 2020
63 van 73
Datum
Pagina
19 juni 2020
64 van 73
Bijlage 5 DRI tests reinigingstechniek 2019
Datum
Pagina
19 juni 2020
65 van 73
DRI metingen Schermlaan water-, lucht- en niet gereinigd
Doorlatendheid WPV Constant head [mm/uur]
water gereinigd meting
test 1
test 2
lucht gereinigd
test 3
test 4
test 5
niet gereinigd 0‐situatie
test 6
test 7
test 8
test 9
Gemiddeld
119
171
261
90
169
60
298
80
0:02:30 0:05:00 0:07:30 0:10:00 0:12:30
149 90 60 90 209
209 209 179 149 119
298 298 239 209
119 90 90 60
418 90 0
90 60 30
298 298
60 90 90
Zand cunet test 10 test 11 test 12 80 612 591 664 60 806 746 806 90 537 597 657 90 537 567 597 567 537 597
Doorlatendheid WPV Constant head [L/s/ha]
water gereinigd meting
test 1
test 2
lucht gereinigd
test 3
test 4
test 5
niet gereinigd 0‐situatie
test 6
test 7
test 8
test 9
Gemiddeld
332
481
725
249
705
166
829
221
0:02:30 0:05:00 0:07:30 0:10:00 0:12:30
414 249 166 249 580
580 580 497 414 332
829 829 663 580
332 249 249 166
1161 249 0
249 166 83
829 829
166 249 249
Zand cunet test 10 test 11 test 12 221 1520 1575 1713 166 2238 2072 2238 249 1492 1658 1824 249 1492 1575 1658 1575 1492 1658
Bijlage 6 Geohydrologische metingen Vergelijking straten De Bellevoysstraat geeft een gemiddelde verhoging van +12 cm en +13 cm in natte periodes (2 weken). Ondanks het verzakte maaiveld leidt dit niet tot onvoldoende ontwateringsdiepte over deze periodes (inclusief 95-percentiel waarde, al is dit wel krap). Voldoende is 80 cm onder uitgiftepeil. De Wagenbergstraat daarentegen haalt de ontwateringsdiepte nooit, in natte periodes (+13 cm en +6 cm gemiddeld) wordt de ontwateringsdiepte zelfs 0,57 cm. Dit is wel toe te schrijven aan het lagergelegen maaiveld (34 cm onder uitgiftepeil). In de achtertuinen kan de gemiddelde grondwaterstand stijgen met +33 cm, de ontwateringsdiepte loop dan terug tot gemiddeld 29 cm (over 2 weken). In Steenvoorde stijgt de gemiddelde grondwaterstand in natte periodes met +17 cm en +18 cm, hier is wel sprake van bijdrage uit een naastgelegen groenstrook. In de rijbaan zelf is de stijging +5 cm en +8 cm, in het trottoir +10 en +30 cm. In het trottoir wordt de ontwateringsdiepte niet gehaald in natte periodes. In de achtertuinen treedt een stijging op van +34 cm en +55 cm, ook hier wordt de ontwateringsdiepte niet gehaald in natte periodes. In de Van Kinsbergenstraat wordt de ontwateringsdiepte nergens gehaald, dit is te wijten aan kleilagen in het wegcunet. In de natte periode treedt er een stijging op van +32 cm.
In de Pluimhoefstraat (geen WPV) zuid (verder van het drainagemiddel) ligt het grondwater in de natte periodes hoger onder de rijbaan (+27 cm en +21 cm), en wordt de ontwateringsdiepte niet meer gehaald. De gemiddelde grondwaterstijging is hier kleiner in het trottoir (+19 cm en +15 cm). In natte periodes wordt de ontwateringsdiepte niet gehaald, ook met het maaiveld op uitgiftepeil zou dit niet het geval zijn. Van Kinsbergenstraat Tijdstempel
PB 17 rijbaan maaiveldhoogte 3,21
PB 18 parkeervak
max 95-percentiel gemiddelde ontwateringsdiepte max 95-percentiel gemiddelde natte periode 2 max 95-percentiel gemiddelde ontwateringsdiepte max 95-percentiel
Uitgiftepeil 3,22
maaiveldhoogte 3,19
PB 19 trottoir maaiveldhoogte 3,33
PB 23 rijbaan nabij rivier maaiveldhoogte 3,22
3,21 2,91 2,63
3,24 2,87 2,59
3,02 2,83 2,54
2,08 1,87 1,44
0,00 0,30 0,58
-0,03 0,34 0,62
0,19 0,38 0,67
1,14 1,34 1,77
7-3-2019 00:00 3,12 3,07 2,95
21-3-2019 00:00 3,10 3,04 2,91
3,02 2,99 2,86
2,08 2,07 1,85
0,09 0,14
0,11 0,17
0,19 0,22
1,14 1,14
Datum
Pagina
19 juni 2020
66 van 73
gemiddelde
0,26
0,30
0,35
1,36
PB 7 rijbaan maaiveldhoogte -1,46
PB 6 parkeervak maaiveldhoogte -1,39
PB 8 trottoir maaiveldhoogte -1,17
max 95-percentiel gemiddelde ontwateringsdiepte max 95-percentiel gemiddelde
-2,26 -2,35 -2,48
-2,26 -2,35 -2,47
-2,13 -2,26 -2,39
0,87 0,96 1,09
0,87 0,96 1,08
0,74 0,87 1,00
natte periode 1 max 95-percentiel gemiddelde ontwateringsdiepte max 95-percentiel gemiddelde
13-10-2019 00:00 -2,33 -2,34 -2,36
30-9-2019 00:00 NAN NAN NAN
-2,24 -2,25 -2,27
0,94 0,95 0,97
NAN NAN NAN
0,85 0,86 0,88
natte periode 2 max 95-percentiel gemiddelde ontwateringsdiepte max 95-percentiel gemiddelde
21-3-2019 00:00 -2,26 -2,28 -2,32
7-3-2019 00:00 -2,30 -2,32 -2,34
-2,19 -2,20 -2,24
0,87 0,89 0,93
0,91 0,93 0,95
0,80 0,81 0,85
natte periode 3 max 95-percentiel gemiddelde ontwateringsdiepte max 95-percentiel gemiddelde
20-11-2019 00:00 -2,27 -2,29 -2,35
6-11-2019 00:00 -2,27 -2,29 -2,35
-2,19 -2,20 -2,26
0,88 0,90 0,96
0,88 0,90 0,96
0,80 0,81 0,87
Bellevoysstraat Tijdstempel Uitgiftepeil -1,05
Datum
Pagina
19 juni 2020
67 van 73
Wagenbergstraat Tijdstempel
PB 01 rijbaan maaiveldhoogte -1,68
PB 02 parkeervak maaiveldhoogte -1,59
PB 03 trottoir maaiveldhoogte -1,27
PB 32 achtertuin maaiveldhoogte -1,24
PB 101 Referentie maaiveldhoogte -1,44
max 95-percentiel gemiddelde ontwateringsdiepte max 95-percentiel gemiddelde
-2,04 -2,36 -2,42
-1,88 -2,31 -2,38
-1,96 -2,27 -2,38
-2,00 -2,18 -2,30
-1,83 -2,08 -2,18
0,36 0,68 0,74
0,20 0,63 0,70
0,28 0,59 0,70
0,32 0,50 0,62
0,15 0,40 0,50
natte periode 1 max 95-percentiel gemiddelde ontwateringsdiepte max 95-percentiel gemiddelde
30-9-2019 00:00 -2,25 -2,28 -2,34
13-10-2019 00:00 -2,17 -2,19 -2,25
NAN NAN NAN
-1,85 -1,91 -1,97
-2,16 -2,17 -2,24
0,57 0,60 0,66
0,49 0,51 0,57
NAN NAN NAN
0,17 0,23 0,29
0,48 0,49 0,56
natte periode 2 max 95-percentiel gemiddelde ontwateringsdiepte max 95-percentiel gemiddelde
7-3-2019 00:00 -2,37 -2,39 -2,43
21-3-2019 00:00 -2,25 -2,27 -2,32
-2,09 -2,11 -2,22
NAN NAN NAN
-2,05 -2,09 -2,13
0,69 0,71 0,75
0,57 0,59 0,64
0,41 0,43 0,54
NAN NAN NAN
0,37 0,41 0,45
Uitgiftepeil -1,25
Datum
Pagina
19 juni 2020
68 van 73
Steenvoorde Tijdstempel
PB 33 trottoir maaiveldhoogte -1,25
PB 34 rijbaan maaiveldhoogte -1,41
PB 35 rijbaan drain maaiveldhoogte -1,38
PB 36 parkeervak maaiveldhoogte -1,47
PB37 achterkant maaiveldhoogte -1,31
max 95-percentiel gemiddelde ontwateringsdiepte max 95-percentiel gemiddelde
-1,71 -1,85 -2,11
-2,13 -2,21 -2,30
-2,12 -2,30 -2,35
-1,61 -2,04 -2,29
-1,30 -1,48 -2,10
0,46 0,60 0,86
0,88 0,96 1,05
0,87 1,05 1,10
0,36 0,79 1,04
0,05 0,23 0,85
natte periode 1 max 95-percentiel gemiddelde ontwateringsdiepte max 95-percentiel gemiddelde
30-9-2019 00:00 -1,91 -1,92 -2,01
13-10-2019 00:00 -2,20 -2,21 -2,25
-2,30 -2,31 -2,33
-2,02 -2,03 -2,11
-1,42 -1,49 -1,76
0,66 0,67 0,76
0,95 0,96 1,00
1,05 1,06 1,08
0,77 0,78 0,86
0,17 0,24 0,51
natte periode 3 max 95-percentiel gemiddelde ontwateringsdiepte max 95-percentiel gemiddelde
6-11-2019 00:00 -1,71 -1,72 -1,81
20-11-2019 00:00 -2,16 -2,17 -2,23
-2,12 -2,27 -2,32
-1,61 -1,93 -2,12
-1,30 -1,31 -1,55
0,46 0,47 0,56
0,91 0,92 0,98
0,87 1,02 1,07
0,36 0,68 0,87
0,05 0,05 0,30
Uitgiftepeil -1,25
Datum
Pagina
19 juni 2020
69 van 73
Pluimhoefstraat Tijdstempel
PB 29 rijbaan Noord maaiveldhoogte -1,12
PB 30 rijbaan Zuid maaiveldhoogte -1,12
PB 31 trottoir Zuid maaiveldhoogte -0,99
max 95-percentiel gemiddelde ontwateringsdiepte max 95-percentiel gemiddelde
-2,04 -2,07 -2,18
-1,26 -1,78 -2,05
-1,79 -1,88 -2,07
0,92 0,95 1,06
0,14 0,66 0,93
0,67 0,76 0,95
natte periode 1 max 95-percentiel gemiddelde ontwateringsdiepte max 95-percentiel gemiddelde
30-9-2019 00:00 -2,05 -2,05 -2,07
13-10-2019 00:00 -1,72 -1,73 -1,78
-1,81 -1,82 -1,88
0,93 0,93 0,95
0,60 0,61 0,66
0,69 0,70 0,76
natte periode 3 max 95-percentiel gemiddelde ontwateringsdiepte max 95-percentiel gemiddelde
6-11-2019 00:00 -2,04 -2,05 -2,10
20-11-2019 00:00 -1,66 -1,70 -1,84
-1,79 -1,81 -1,92
0,92 0,93 0,98
0,54 0,58 0,72
0,67 0,69 0,80
Uitgiftepeil -1,05
Datum
Pagina
19 juni 2020
70 van 73
Wagenbergstraat Porositeit: 0,35 [-] Factor afstromend-oppervlak/infiltrerend-oppervlak: 1,90 [-] Tijdstempel
Neerslag
Parkeervak
Parkeervak
Berekend
afwijking
afwijking
Wagenbergstraat
[mm]
Stijging gws
min stijging
theoretische
stijging
stijging min
[mm]
in de drain
stijging gws
tov theor.
drain tov
[mm]
[mm]
stijging
theor. stijging
12-6-2019
29
183
159,6
157,1
16,5
1,6
15-6-2019
24,6
216
161,9
133,2
62,1
21,5
19-6-2019
6,1
55
-
33,0
66,5
25-8-2018
29,9
140
133,3
161,9
-13,5
-17,7
6-2-2019
20,8
190
111,5
112,6
68,7
-1,0
10-2-2019
12,5
110
86,4
67,7
62,5
27,6
6-10-2019
19,25
110
76,3
104,3
5,5
-26,8
7-12-2019
15,3
106
78,4
82,9
27,9
-5,4
27-1-2019
22,35
132
99,1
121,0
9,1
-18,1
13-8-2019
25,65
159
144,3
138,9
14,5
3,9
31,97
-1,60
Gemiddelde
Bellevoysstraat Porositeit: 0,35 [-] Factor afstromend-oppervlak/infiltrerend-oppervlak: 2,31 [-] Tijdstempel
Neerslag
Parkeervak
Berekend
afwijking
Bellevoysstraat
[mm]
GW stijging [mm]
GW stijging [mm]
[%]
12-6-2019
29
92
191,7
-52,0
15-6-2019
24,6
136
162,6
-16,4
28-5-2019
14,2
61
93,9
-35,0
5-6-2019
15,3
55
101,2
-45,6
5-9-2018
37,2
100
245,9
-59,3
10-8-2018
8,6
70
56,9
12-8-2019
24,45
90
161,6
-44,3
24-8-2019
31,85
105
210,6
-50,1
29-5-2018
17,85
60
118,0
-49,2
6-2-2019
20,8
83
137,5
-39,6
Gemiddelde
-43,5
Datum
Pagina
19 juni 2020
71 van 73
Steenvoorde Porositeit: 0,328 [-] Factor afstromend-oppervlak/infiltrerend-oppervlak: 1,83 [-] Tijdstempel
Neerslag
Parkeervak
Parkeervak
Berekend
afwijking
afwijking
Wagenbergstraat
[mm]
Stijging gws
min stijging
theoretische
stijging
stijging min
[mm]
in de drain
stijging gws
tov theor.
drain tov
[mm]
[mm]
stijging
theor. stijging
12-6-2019
29
84
62,6
161,80
-48,1
-61,3
15-6-2019
24,6
150
82,4
137,25
9,3
-40,0
6-10-2019
19,2
70
40,5
107,12
-34,7
-62,2
29-9-2019
14,7
73
32,7
82,02
-11,0
-60,1
12-11-2019
14,55
91
-
81,18
12,1
21-10-2019
12,1
57
24
67,51
-15,6
-64,4
4-10-2019
16,8
60
27,7
93,73
-36,0
-70,4
2-11-2019
14,25
79
-
79,50
-0,6
26-9-2019
16,45
80
27,5
91,78
-12,8
-70,0
6-6-2019
15,3
43
35,4
85,36
-49,6
-58,5
-18,7
-60,9
Gemiddelde
Datum
Pagina
19 juni 2020
72 van 73
Bijlage 7 Achterliggende notities
Datum
Pagina
19 juni 2020
73 van 73
Notitie Stadsontwikkeling
Aan
:
Andre Houtepen
Kopie aan
:
Arjen Oostra
Datum
:
2 mei 2017
Betreft
:
Terugblik op reinigen WPV Schoonegge
Bezoekadres: De Rotterdam Wilhelminakade 179, Rotterdam Postadres: Postbus 6575 3002 AN Rotterdam Internet: rotterdam.nl Van: Johan Advokaat Telefoon: 06-21160942 E-mail: j.advokaat@rotterdam.nl
Inleiding Deze notitie beschrijft kort de uitgevoerde reinigingstesten op de waterpasserende verharding (WPV) in Rotterdam Charlois (Schoonegge). De Gemeente Rotterdam past sinds enkele jaren actief WPV toe om regenwater tijdelijk en lokaal te bergen en af te voeren naar de ondergrond. Het principe van de WPV werkt uitstekend, echter in de praktijk blijkt dat de verhardingen dichtslibben met een mengsel van organisch materiaal van planten en bomen, rubber van banden, etc. Om een snelle degradatie van het systeem tegen te gaan, is een goede reinigingsmethode noodzakelijk. De Gemeente Rotterdam doet daarom onderzoek naar de meest geschikte reinigingsmethode voor het areaal aan WPV in de stad. De testen die in deze notitie worden beschreven zijn uitgevoerd in opdracht van de dienst Stadsbeheer van de Gemeente Rotterdam. Het doel van de testen was het inzicht verkrijgen in de beschikbare reinigingsmethodes van WPV. Hierbij lag de focus op specialistische reinigingsmethodes, dus geen reinigingsmethode d.m.v. een reguliere veeg-zuigmachine welke in Rotterdam wordt toegepast. In de winter van 2016 is daarom een drietal verschillende testen uitgevoerd: -