Klimaatadaptatie heeft niet alleen effect op de inrichting bovengronds. Ook ondergronds zie je de gevolgen van klimaatadaptieve maatregelen. Zowel bij droog weer als bij regenval ontvangt een rioolgemaal een bepaalde hoeveelheid water om te verpompen. De hoeveelheden verschillen en zijn soms lastig te voorspellen. Met behulp van het geografisch inzicht van de adviseurs van Geon, die vertegenwoordigd zijn in het Datalab van Data Space Groningen, kunnen we beter inzicht krijgen in die hoeveelheden. Op deze manier draagt Geon bij aan een efficiëntere riolering dat beter voorbereid is op de toekomst. Maar wat kunnen we met deze methodes in de praktijk?
Willen we kijken naar de volumes die afstromen op een rioolgemaal, dan is het slim om dat te doen vanuit twee scenario’s:
- Een periode zonder regenval;
- Een periode met regenval.
In dit artikel behandelen we beide scenario’s en leggen we uit hoe je met geografisch inzicht tot interessante resultaten kunt komen. In het tweede deel van dit artikel bespreken we de kanttekeningen en verbeterpunten voor de behandelde methoden.
Een periode zonder regenval
In het scenario zonder regenval is er in theorie één bron waar vandaan water op een rioolgemaal afstroomt: het drinkwaterverbruik van huishoudens en bedrijven. Waterbedrijf Groningen stelt geaggregeerde drinkwaterverbruiksgegevens beschikbaar aan Data Space Groningen. Deze gegevens geven inzicht in het verbruik van huishoudens en bedrijven per jaar, geaggregeerd per bemalingsgebied. In onderstaande afbeelding is dit te zien voor een deel van Delfzijl.
Drinkwaterverbruik per bemalingsgebied in Delfzijl (m3 per jaar).
Het drinkwaterverbruik is dus feitelijk de droogweeraanvoer (DWA) op het riool en de rioolwaterzuiveringsinstallatie (RWZI). Door deze hoeveelheden te kennen, krijgen we inzicht in het werkelijk functioneren van het rioolstelsel en kunnen we de instroom van rioolvreemd water (water dat niet via huishoudens of bedrijven het riool instroomt) verminderen of voorkomen. Naast geografisch inzicht (‘waar bevinden zich de riolering en de gemalen?’) is daarvoor ook inzicht nodig in de structuur en processen van het rioolstelsel.
Een periode met regenval
Als het wel regent, hebben we informatie nodig over:
- De hoeveelheid regen (in mm);
- Het verharde oppervlak dat afstroomt op het riool in het gebied waar het valt (in m2);
- En de leidingen (type en locatie) in dat gebied.
Nemen we het gebied van één gemeente, dan kunnen we de leidingen halen vanaf de GWSW-server. Het verharde oppervlak extraheren we uit de Basisregistratie Grootschalige Topografie (BGT). De BGT heeft namelijk voor de polygonen een attribuut fysiekvoorkomen waar een uitsplitsing naar verhard, onverhard en water uit opgemaakt kan worden. Zo wordt een wegdeel van asfalt (gesloten verhard) verhard, een groene berm (‘groenvoorziening’) onverhard en een sloot open water.
Met behulp van de BGT–inlooptool van RIONED kijken we vervolgens naar de afstanden van de BGT-vlakken ten opzichte van de leidingen uit GWSW. Ligt een BGT-vlak binnen een afstand van 40 meter vanaf een rioolleiding, dan wordt dat BGT-vlak toegewezen aan die rioolleiding. Dat BGT-vlak stroomt dan dus volledig af op die rioolleiding. Zie ook onderstaande schematische weergave.
Schematische weergave van de afstanden uit de BGT-inlooptool
De BGT-inlooptool doet dit voor elk vlak en maakt zo een volledige vlakkenkaart waarin voor elk BGT-vlak berekend is waar het op afstroomt (zie de kaart hieronder).
De BGT-inlooptool berekent voor elk BGT-vlak waar het op afstroomt.
Aangezien we willen weten wat de volumes zijn die op een rioolgemaal (en uiteindelijk op de zuivering) afstromen, kunnen we ook de totalen per bemalingsgebied berekenen (zie de kaart hieronder). Zo weten we hoeveel water er afstroomt op het riool, op het maaiveld of op het open water.
De verdeling van typen afstroming per bemalingsgebied
Kanttekeningen en aanbevelingen
We bespreken hierboven twee mooie methodes met interessante resultaten. Echter, als we vergelijken met de praktijkwaarden (de daadwerkelijke verpompte volumes), dan zijn er nog wel (soms aanzienlijke) verschillen. Hoe kan dat?
Zowel bij de droogweersituatie als de regensituatie gaan we uit van theoretische aannames. Zo doen we bij droog weer de aanname dat alleen het drinkwaterverbruik een bron is van water dat op het rioolgemaal afstroomt. Echter: wat kan er in het stelsel nog meer gebeuren? Leidingen liggen vaak diep in de grond, onder het grondwaterpeil en gaan soms schuiven. Dit kan leiden tot de instroom van grondwater in de rioolleidingen, wat leidt tot een hoger volume aan afvoer bij het rioolgemaal dan we zouden kunnen verwachten op basis van het drinkwaterverbruik. Zo geeft het berekenen van volumes per bemalingsgebied op basis van drinkwaterverbruik een goede eerste inschatting, maar geeft het ook aan dat nader onderzoek naar de bronnen van rioolvreemd water nodig is.
Ook het gebruik van de BGT-inlooptool kent zo z’n aannames. Op eerdergenoemde afstromingskaart is te midden van het huizenblok een sloot (‘open water’) te zien. Hier doet de BGT-inlooptool de aanname dat dit stuk ‘open water’ niet op het rioolstelsel is aangesloten. In de werkelijkheid is dit wel zo: de sloot loopt over in het riool en dat betekent dat regenwater ook weer terugstroomt in het riool, terwijl de BGT-inlooptool dit classificeerde als ‘open water’ en dus niet afstromend op het riool! Voor de toekomst zou het daarom verstandig zijn om het type ‘ingesloten water’ toe te voegen aan de resultaten van de inlooptool.
Bij het omliggende vlak met als type ‘erf’ lopen we tegen de beperkingen van de BGT aan voor dit doeleinde. Een erf heeft namelijk geen classificatiemogelijkheid voor verhard/onverhard. Standaard stelt de BGT-inlooptool dit in op 50% verhard, maar dit kan natuurlijk verschillen van de werkelijkheid. Willen we het resultaat nauwkeuriger maken, dan zouden we onverharde en verharde delen binnen alle erven moeten classificeren, bijvoorbeeld op basis van luchtfoto’s. De simpelste methode is een classificatie op het oog, maar dit is alleen werkbaar bij een klein gebied. Een alternatieve gerenommeerde methode is het gebruik van de Normalized Difference Vegetation Index (NDVI). Hierin kunnen we op basis van rasterberekeningen bepalen waar groen zich bevindt. Ook methoden die gebruik maken van machine learning kunnen waardevol zijn. Vervolgens is het nog de opdracht om gemaakte classificaties als werkbare input te gebruiken in de BGT-inlooptool.
Conclusies
De genoemde methoden geven een redelijke eerste inschatting om de volumes die afstromen op een rioolgemaal te bepalen. Zowel voor de droogweersituatie als de regensituatie is het een startpunt van waaruit verder gewerkt kan worden. Met de juiste kennis van het gebied en het rioolstelsel, en de nodige aanpassingen, kunnen resultaten verder opgewerkt worden richting een resultaat dat dichter bij de werkelijkheid komt. Wordt vervolgd!
Geon helpt uw organisatie graag bij het verkrijgen van deze inzichten. En we werken met u samen om dit onderzoek naar het volgende niveau te brengen. Heeft u vragen of wilt u meer weten? Neem dan contact op!