Een opgave met kansen voor gemeenten,projectontwikkelaars en waterschap

Waterberging in de stad

Gezamenlijke uitgave van DHV Ruimte en Mobiliteit,

Provincie Gelderland, Provincie Utrecht en Waterschap Vallei & Eem

(tijdelijk) bergen van water. Daarom isgoed overleg nodig om tot een verant-woorde inrichting van stedelijke gebiedente komen. Het waterschap wil graagadvies geven bij vraagstukken van berekeningen, inrichting en oplossingenvoor wat betreft de waterhuishouding. Het is van belang dat het waterschap ineen vroeg stadium betrokken wordt bijplanontwikkeling. Alleen op die manierkan waterberging een geïntegreerd deeluitmaken van ruimtelijke plannen. Een goede samenwerking kan leiden tot een duurzaam waterhuishoudkundigplan, dat in de uitwerking, implementatieen beheer uitvoerbaar is.

3

In het Nationaal Bestuursakkoord Wateris formeel vastgelegd dat gemeentenbij stadsontwikkeling de StedelijkeWateropgave moeten meewegen. De stedelijke wateropgave is het maat-regelenpakket waarmee wateroverlastin het stedelijk gebied zoveel mogelijkwordt voorkomen. Het waterschap berekent deze opgave op basis van een aantal randvoorwaarden en uit-gangspunten. Uit deze opgave kan debenodigde omvang van het oppervlakte-water worden bepaald.

Samen werken aan waterberging in de stad

Als beheerder van het oppervlaktewater,is Waterschap Vallei & Eem verantwoor-delijk voor de waterhuishouding van hetoppervlaktewater in landelijk en stede-lijk gebied, zowel wat betreft kwaliteitals kwantiteit. Waterberging betreft dewaterkwantiteit. Met waterberging zorgthet waterschap ervoor dat er overal voldoende ruimte is om (grote hoeveel-heden) hemelwater op te vangen engecontroleerd af te voeren. Of om hetwater juist enige tijd vast te houden,zodat het in droge perioden lokaalgebruikt kan worden en het niet nodigis water van elders aan te voeren.

Deze brochure gaat in op het samen-werken aan waterberging in de stad,om in de toekomst wateroverlast tevoorkomen. In stedelijk gebied is hetsoms een probleem voldoende ruimtete vinden of te creëren voor het

4

De watertoetsRijk, provincies en gemeenten brengen in het kader van de watertoets bij alle ruimtelijke plannen de gevolgen voor de waterhuishouding in beeld. De watertoets is een proces dat bestaat uit vroegtijdig informeren, adviseren, afwegen en uiteindelijk beoordelen van de waterhuishoudkundige aspecten in ruimtelijke plannen en besluiten. In het kader van de watertoets wordt bij elke fase van de planontwikkeling de waterbeheerder betrokken.

Naast waterbeheerders, zijn projectontwikkelaars en gemeentenbetrokken bij de uitwerking van de stedelijke wateropgave en het realiseren van waterberging. Deze brochure is bedoeld voor de ruimtelijke ordenaars en (water)technici die ieder vanuithun eigen verantwoordelijkheid en doelstellingen hiermee temaken krijgen.

Volgens Waterschap Vallei & Eem is het vinden van oplossingenvoor waterberging in stedelijk gebied een gezamenlijke opgavevoor gemeenten, projectontwikkelaars en het waterschap. In deze brochure wil het waterschap laten zien hoe die stedelijkewateropgave bepaald wordt en vorm kan krijgen in ruimtelijkeplannen. In de bijlagen wordt nader ingegaan op diverse rekenmodellen die daarbij kunnen worden ingezet. Met een goede samenwerking en creatieve oplossingen kanwaterberging in stedelijk gebied ook kansen bieden voor bijvoorbeeld recreatie en natuur-ontwikkeling in de stad.

De Commissie Waterbeheer 21e eeuw“Is het Nederlands watersysteem welberekend op extreem natte perioden?”Deze vraag kwam op nadat Nederlandin 1997 en 1998 meerdere malengeconfronteerd werd met overstromingenna hevige regenval. De CommissieWaterbeheer 21e eeuw boog zich overdit probleem. Ze kwam in 2000 met eenvisie, conclusies, diverse aanbevelingenen nieuwe instrumenten om extremeweerssituaties in de toekomst hethoofd te bieden.

Door klimaatveranderingen, stijging vande zeewaterspiegel en bodemdaling,komt de waterhuishouding vanNederland de komende eeuw steedsverder onder druk te staan. Periodesvan extreme regenval en overstromingen,zullen elkaar afwisselen met periodesvan grotere droogte en een gebrek aanvoldoende oppervlaktewater van goedekwaliteit. Nederland kan nattere wintersverwachten en drogere zomers. De buien die ’s zomers zullen vallen,zullen heviger en intensiever zijn dan nu.Onze waterhuishouding moet dus voor-bereid zijn op de opvang en afvoer vanmeer water in korte tijd, maar ook op deberging van water voor droge perioden.

5

Wateroverlast: een groeiend probleem

2050 2100Temperatuur (graden) + 1 ºC + 2 ºCNeerslag (mm) + 3 % + 6 %Intensiteit buien + 10 % + 20 %Zeespiegelstijging (cm) + 25 cm + 60 cm

Verwachte klimaatontwikkelingen

2050 en 2100 (midden scenario)

Het NationaalBestuursakkoord WaterHoe gemeenten, waterschappen,provincies en het rijk de uitdaging vanstedelijke wateroverlast gezamenlijkvorm moeten gaan geven, staat in hetNationaal Bestuursakkoord Water (NBW).Het NBW is op 2 juli 2003 ondertekenddoor het Rijk, alle provincies, het samen-werkend Interprovinciaal Overleg (IPO),de Vereniging van NederlandseGemeenten (VNG) en de Unie vanWaterschappen (UvW).

Inspelend op de aanbevelingen en conclusies van de Commissie Water-beheer 21e eeuw, geeft het NBW aandat Nederland in 2015 een water-systeem moet hebben dat afgestemd is op de veranderingen in de waterhuis-houding als gevolg van klimaatverande-ringen, stijging van de zeespiegel enbodemdaling.

Het NBW geeft aan dat bij extremeregenval, in stedelijk gebied waterover-last te verwachten is als gevolg van:• oppervlaktewater dat buiten de

oevers treedt;• een te beperkte afvoer van regen-

water vanaf verharde oppervlaktes;• te hoge grondwaterstanden.

6

Gemengd rioolstelselVia het gemengde rioolstelsel wordt alhet water (afvalwater en hemelwater)afgevoerd naar de rioolwaterzuiverings-installatie van het waterschap.Hemelwater krijgt binnen dit systeemgeen kans weg te zakken in de bodemen wordt vermengd met de afvalwater-stroom.

Bij hevige regenval is de afvoer- en bergingscapaciteit van het rioolstelselsoms onvoldoende. Nooduitlaten in devorm van riooloverstorten zijn dan nodigom overlast te voorkomen. Het riool-water wordt in dat geval rechtstreeksgeloosd op het open water van het stedelijk gebied, zoals vijvers, sloten en singels.

Het stedelijk openwatersysteem moethet teveel aan water uit de riolering tijdelijk kunnen bergen, om het vervol-gens geleidelijk af te voeren naar hetregionale of landelijke watersysteem.Dit moet geleidelijk gebeuren, om tevoorkomen dat er wateroverlast ontstaat in het landelijke gebied.

Als er te weinig bergruimte is in hetrioolstelsel en in open water, kan bijeen hevige regenbui ernstige waterover-last ontstaan. Capaciteitsproblemen inhet riool- en transportsysteem kunnenleiden tot verkeershinder, ondergelopenkelders en woningen en beschadigingenaan wegen.

7

Wateroverlast in stedelijk gebied: balans tussen riolering en oppervlaktewater

In stedelijk gebied is veel verhard oppervlak aanwezig in de vorm van daken, wegen,parkeerterreinen, trottoirs en speelpleinen. Hemelwater wordt hier van oudsher opgevangen en afgevoerd via het rioolsysteem, vaak in combinatie met huishoudelijkafvalwater.

Gescheiden en verbeterd gescheidenrioolstelselsIn sommige wijken en stadsdelen wordt regenwater niet via gemengderioolstelsel afgevoerd, maar via eenapart rioolstelsel. We spreken dan van een verbeterd gescheiden of eengescheiden rioolstelsel. Bij een verbe-terd gescheiden rioolstelsel wordt eendeel van het regenwater naar de riool-waterzuiveringsinstallatie afgevoerd. De rest wordt direct naar het oppervlak-tewater afgevoerd. Bij een gescheidenrioolstelsel wordt al het hemelwaterapart opgevangen en via zogenaamdehemelwateruitlaten naar het opper-vlaktewater afgevoerd.

In nieuwe wijken is het gescheidensysteem veelal standaard. Bij voorkeurkrijgt regenwater de kans te infiltrerenin de bodem. In bestaande en ouderestadsdelen, wordt het vaak gemengdestelsel zoveel mogelijk omgebouwd toteen gescheiden stelsel, als daar dekans toe bestaat. Die kansen doen zichvoor bij werkzaamheden aan wegen ofhet riool. Dit wordt afkoppelen genoemd. Er wordtbij afkoppelen uiteraard op gelet dat ergeen vervuiling van het oppervlaktewateroptreedt. Bij het ontwerp en de inrichting vannieuw stedelijk gebied geldt dat de piekafvoer van het water richting deomgeving en de vraag naar inlaatwater

niet mag toenemen ten opzichte van deoorspronkelijke situatie. De bestaande(natuurlijke) grondwaterstand moetdaarbij zoveel mogelijk gehandhaafdblijven. Dit past bij het uitgangspunt van hetwaterbeleid voor de 21e eeuw, datwateroverlast in nieuw en bestaand stedelijk gebied niet mag worden afge-wenteld (niet op bestuurlijk niveau, enook niet financieel, geografisch, in tijdof in schaalniveau).

8

De rol van het waterschapAls beheerder van het oppervlaktewater,moeten waterschappen de mogelijkewateroverlast voor bestaande en nog te ontwikkelen stedelijke oppervlakte-watersystemen in beeld brengen. Opbasis hiervan wordt een maatregelen-pakket samengesteld, om wateroverlastin de toekomst te voorkomen, inclusiefde daarbij behorende kosten. Dit wordtde Stedelijke Wateropgave genoemd. Concreet betekent dit dat de benodigderuimte voor water (m2) en omvang vande berging (m3) wordt berekend.Waterschap Vallei & Eem gebruikt hiervoor normen voor de beschermingtegen wateroverlast. Deze normen hebben ondermeer betrekking op optredende peilstijgingen en afvoeren.

Voor de bepaling van de wateropgaveheeft het waterschap verschillenderekensystematieken tot zijn beschik-king: van eenvoudige vuistregels totcomplexe hydrologische modellen. • Waterbalansbenadering

op basis van vuistregels• Methode regenduurlijnen (grafisch)• Methode regenduurlijnen

(spreadsheet programma) • 1-dimensionaal niet-stationair bakken-

model voor riolering/grondwater/oppervlaktewater (Buibak)

• Niet stationair 1-dimensionaal en 2-dimensionaal model voor riolering/grondwater/oppervlaktewater(Sobek/Duflow)

Welk model gehanteerd wordt is afhan-kelijk van de beschikbare informatie vaneen plan. Uitgangspunten bij de model-len, randvoorwaarden en berekenings-voorbeelden, treft u aan in bijlage 1 en 2.

9

Waterberging in plannen: onze gezamenlijke opgave

10

Normen:Het NBW bepaalt dat in bebouwde gebieden het waterpeil in het oppervlaktewatermaar 1 keer in de 100 jaar het laagste maaiveldniveau mag overschrijden.Waterschap Vallei & Eem hanteert daarnaast voor openwatersystemen een maximalepeilstijging van 0,40 meter, die zich met een frequentie van eens per tien jaar magvoordoen. Hierbij dient geen terugstroming van het water in het riool plaats te vindenen wordt er tevens vanuit gegaan dat het openwatersysteem een natuurlijk afvoer-regime kent, dat aansluit op het van oorsprong aanwezige grondwaterstandverloop.

Waterschap Vallei & Eem bepaalt voor bestaande stedelijke gebieden voor 2007 dewateropgave aan de hand van de werknorm uit het Nationaal Bestuursakkoord Water.Als een stedelijke openwatersysteem onvoldoende berging heeft, moeten gemeenten en waterschap binnen of buiten dit gebied extra ruimte zoeken voor het vasthoudenen/of bergen van water. De ruimtelijke consequenties moeten in een (te herzien)bestemmingsplan worden zeker gesteld. Het vaststellen van de wateropgave en de uitwerking van de bergingsbehoefte kan onderdeel zijn van een stedelijk waterplan.Voor nieuwe en opnieuw in te richten stedelijke gebieden wordt getoetst aan zowel de werknorm uit het NBW en de norm van Waterschap Vallei & Eem zoals eerderbeschreven.

Door verschillende neerslagsituaties enbergingsmogelijkheden te beschouwen,wordt inzicht verkregen in de band-breedte waarmee de stedelijke waterop-gave kan worden ingevuld. Met behulpvan risicoanalyses, waarbij ingezoomdwordt op de onderdelen oppervlakte-water, grondwater en riolering, kan derobuustheid van het stedelijk water-systeem in z’n totaliteit worden bepaald én per afzonderlijk onderdeel.Als beheerders van deze deelsystemenhebben gemeenten en waterschap hierbaat bij.

Bij de vertaling van de stedelijke water-opgave in een concreet maatregelen-pakket wordt onderscheid gemaakt tussen al bestaand stedelijk gebied en nieuw te ontwikkelingen stedelijkgebied. Dit omdat het aantal mogelijk-heden om de waterberging in bestaandgebied te vergroten veelal beperkter zijn.

Het waterschap en de watertoetsMet de Watertoets heeft het waterschapeen wettelijk instrument in handen datgarandeert dat de waterhuishoudingwordt meegewogen in elke ruimtelijkeplanontwikkeling. De watertoets is sinds1 november 2003 wettelijk verankerd inhet Besluit op de ruimtelijke ordening. Het doel van de watertoets is te waar-borgen dat waterhuishoudkundige doel-stellingen expliciet en op evenwichtigewijze worden meegewogen bij ruimtelijkeplannen en besluiten. De meerwaardevan de watertoets is dat zij zorgt voorvroegtijdige en systematische aandachtvoor de wateraspecten binnen eenruimtelijke plan. De interactie tusseninitiatiefnemer en waterbeheerder speelthierbij een belangrijke rol. Het is dusmeer dan een toets achteraf.

Waterschap Vallei & Eem hanteert dehandreiking van de landelijke werkgroepWatertoets. In deze handreiking wordtingegaan op het proces van de water-toets. Met de betrokken overheden is af-gesproken dat Waterschap Vallei & Eemaanspreekpunt is voor de gemeenten.Indien nodig legt het waterschap contactmet de betrokken provincies (grond-water) en Rijkswaterstaat (Rijkswateren).Waterschap Vallei & Eem vindt hetessentieel dat alle betrokkenen elkaarvroegtijdig informeren en goed commu-niceren. Alleen op deze wijze kunneninitiatiefnemers en het waterschap succesvol samenwerken en een verant-woorde invulling geven aan hun beiderverantwoordelijkheid.

De rol van het waterschap bij ruimte-lijke plannen kan uiteengezet wordenaan de hand van drie producten:• Afsprakennotitie• Waterparagraaf• Wateradvies

11

12

InitiatiefnemerInformeert en betrekt de waterbeheerder(s) zo vroeg mogelijk en vraagt om specifieke watersysteemkennis

Initiatiefnemer en waterbeheerderMaken samen duidelijke inhoudelijke en procesafspraken en leggen deze evt. vast in een afsprakennotitie

INITIATIEF- FASE

Waterbeheerder Informeert de initiatiefnemer over het watersysteem, overlegt met de initiatiefnemer over wateraandachtspunten en criteria en stelt prioriteiten

Waterbeheerder Denkt mee in het ontwerpproces

InitiatiefnemerOntwerpt het plan m.b.v. de criteria en betrekt de waterbeheerder bij het ontwerpproces

Waterbeheerder'Toetst' of het (voor)ontwerpplan aan de afgesproken criteria voldoet en stelt hierover een wateradvies op

ONTWIKKEL- EN ADVIESFASE

InitiatiefnemerWeegt de wateraspecten definitief af m.b.v. het wateradvies en verantwoordt de afwegingen in een waterparagraaf

BESLUIT- VORMINGSFASE

BeoordelaarBeoordeelt het ruimtelijk plan, inclusief proces en inhoud van de watertoets

BEOORDELINGS- FASE

Processchema Watertoets

AfsprakennotitieBij het vroegtijdig overleg wordenafspraken gemaakt over hoe de watertoets verder wordt ingevuld. Deze afspraken worden vastgelegd ineen verslag of notitie (met name bijgrote ruimtelijke plannen). Het verslagof de notitie wordt opgesteld door de initiatiefnemer (gemeente/project-ontwikkelaar). Het waterschap levertinformatie aan over zaken als normenen randvoorwaarden die gehanteerdworden op het gebied van water in het stedelijk gebied.

WaterparagraafAls onderdeel van het bestemmings-plan wordt door de gemeente eenwaterparagraaf opgesteld. Op verzoek van het waterschap, wordteen concept-waterparagraaf door de initiatiefnemer (gemeente/projectont-wikkelaar) ter beoordeling naar hetwaterschap gestuurd.

Voor plannen in het kader van artikel19, lid1, geldt dat er een ruimtelijkeonderbouwing moet worden geschreven,waarin ook wateraspecten aan de ordekomen. Deze onderbouwing wordt, netals de waterparagraaf van het bestem-mingsplan, getoetst aan de handreiking.

Wateradvies Zodra een gemeente een eerste opzetheeft gemaakt over hoe zal wordenomgegaan met water binnen een ruim-telijk plan, geeft het waterschap eenwateradvies. Bij bestemmingsplannenvalt dit advies samen met de reactievan het waterschap in het kader vanartikel 10 overleg Bro (Besluit op deruimtelijke ordening). Bij andere plannenwordt bij het eerste overleg afgesprokenop welk moment er van het waterschapeen wateradvies zal worden gevraagd.

De initiatiefnemer legt vervolgens in dewaterparagraaf van het plan vast watde inhoud van het wateradvies is, hoedit wateradvies tot stand is gekomenen wat er met de inhoud is gedaan.

Hoe uitgebreid het proces van de water-toets wordt ingestoken, is afhankelijkvan de omvang van de ruimtelijkeingreep, de mogelijke effecten op dewaterhuishouding en de aanwezigeknelpunten in het watersysteem.

13

De rol van gemeenten In structuurplannen, visies en bestem-mingsplannen krijgen locaties eenbestemming. Het is verstandig debestaande waterhuishoudkundige situatie mee te nemen bij het bestem-men van gebieden. Met name bij loca-tiekeuzes is het van belang na te gaanof de betreffende plek vanuit het oog-punt van water wel geschikt is voor denieuwe bestemming, zoals woningbouwof industrie.

Voor nog te ontwikkelen gebied geldtdat de wateropgave en de randvoor-waarden en richtlijnen voor waterbergingonderdeel moeten uitmaken van eenwaterhuishoudkundig of waterstructuur-plan. Ruimtelijke consequenties moetenin een (te herzien) bestemmingsplanworden vastgelegd en verankerd. Voor bestaand stedelijk gebied kan de wateropgave worden bepaald enopgenomen in een stedelijk of gemeentelijk waterplan.

Het gemeentelijk waterplan bevat eengemeenschappelijk visie van gemeenteen waterschap op het waterbeleid. Het schept kaders voor overige plannen,zoals bestemmingplannen en water-structuurplannen. De gemeenten zorgenvoor een integrale afweging en legt dezevast in gemeentelijke structuur- enbestemmingsplannen.

Als een stedelijk openwatersysteemonvoldoende bergingsruimte biedt enhierdoor wateroverlast dreigt of al voor-komt, moeten gemeenten en water-schap gezamenlijk het bergingstekortbinnen of buiten het stedelijk gebiedoplossen. Er moeten dan andere loca-ties gezocht worden die dienst kunnendoen als (tijdelijk) opvangbekken voorwater. Zonodig moeten deze gebiedendaar speciaal voor ingericht worden.Ook kunnen andere maatregelen wordengetroffen waarmee het water beter kanworden vastgehouden, of waar het (tijdelijk) in kan worden geborgen,zoals infiltratievoorzieningen.

14

De rol van projectontwikkelaarsBouwplannen voor nieuw stedelijkgebied of ontwikkelingsplannen in reedsbestaand gebied, doorlopen diversefases. Van een globaal beeld of ruimte-lijke visie, wordt toegewerkt naar eensteeds gedetailleerder ontwerp en bij-behorende inrichting, met een steedsspecifiekere verdeling van gebruiks-functies en aankleding van het plan-gebied. Al vanaf de eerste fase, delocatiekeuze, is aandacht voor hetvraagstuk van de waterhuishouding vangroot belang. Het waterschap kan daar-bij waardevolle informatie geven over de bestaande situatie en de mogelijk-heden voor een verantwoorde nieuweinrichting van het gebied. Daarbij kanhet waterschap al vroeg aangeven welkerandvoorwaarden gelden voor bepaaldegebieden en welke prioriteiten.

De beschikbaarheid van informatie over de voorgenomen ontwikkeling isvan essentieel belang voor een goedebepaling van de wateropgave.

Hoe gedetailleerder de plannen worden,hoe specifieker het waterschap kanberekenen en aangeven wat er nodig enmogelijk is om de waterhuishouding oporde te brengen en in te passen in hetplangebied. Bij iedere planvorm past een eigenbenadering voor het waterbergings-vraagstuk. Bij een globaal plan (locatie-keuze) volstaat een eenvoudige en globale berekening.

Bij een gedetailleerd inrichtingsplanpast een gedetailleerde modellering van het watersysteem. Hoe meerdetails het waterschap kent van eenontwikkelingsplan, hoe meer uitgewerkteantwoorden het kan geven, met optiesdie passen binnen de steeds duidelijkerwordende contouren. Dit zal ertoe leidendat de wateropgave beter gedefinieerdkan worden en kan uiteindelijk aanzien-lijk wat besparingen opleveren ten aan-zien van benodigde ruimtebeslag voorwaterbergingsvoorzieningen.

De watertoets garandeert dat de water-huishoudkundige gevolgen van een planeen belangrijke rol spelen bij de totaleplanontwikkeling. De initiatiefnemer isdaarbij verantwoordelijk voor een even-wichtige afweging van de belangen eneen gedegen onderbouwing daarvan.

Als het onmogelijk is binnen het plan-gebied aan alle waterhuishoudkundigeaspecten tegemoet te komen, moet ergezocht worden naar alternatieve moge-lijkheden om problemen in de water-huishouding te voorkomen. Dat houdtin dat ofwel buiten het plangebied extraruimte voor het water gezocht wordt(compensatie), of dat binnen het plan-gebied aanvullende maatregelen getrof-fen worden (mitigatie). Dit vraagt welom nauwgezet overleg en instemmingvan het waterschap. Hierbij wordt uitgegaan van het kostenveroorzakings-beginsel. Dit houdt in dat bij nieuweontwikkelingen de kosten met betrekkingtot het waterbergend vermogen voorrekening van de planexploitatie komen.

15

Samenwerking Wettelijke regels waarborgen datgemeenten en projectontwikkelaars de waterhuishouding meewegen in detotale planontwikkeling. WaterschapVallei & Eem is daar blij mee, maarhoopt dat de afwegingen niet alleenonder dwang gemaakt worden. Het waterschap streeft ernaar dat degedwongen samenwerking uitmondt ineen vrijwillig partnerschap, waarbij allepartijen elkaars meerwaarde zien.Daarbij levert de wederzijdse uitwisse-ling van kennis en ideeën in een plan-ontwikkeling winst op voor alle partijen.Van belang is dat gemeenten en plan-ontwikkelaars het waterschap nietslechts zien als een wetshandhaver encontroleur, die een obstakel vormt bijde planontwikkeling. Waterschap Vallei & Eem wil vanuithaar kennis en ervaring werkbare op-lossingen aandragen en zo als een volwaardig partner een meerwaarde vormen binnen de projectgroep.

Naast de formele rol die waterschap-pen hebben bij ruimtelijke plannen,wil Waterschap Vallei & Eem lokaleoverheden en projectontwikkelaarsgraag van dienst zijn om tot een optimaal eindresultaat te komen. Waar nodig en gewenst kunnen ze rekenen op advies en tips over maat-regelen en oplossingen als het gaat om het vasthouden, bergen en af-voeren van water in stedelijk gebied. Het uiteindelijk doel van de samen-werking is immers te komen tot eenoptimaal watersysteem binnen een verantwoord ingericht gebied.

16

De tritsDe Commissie Waterbeheer 21e eeuwheeft bepaald dat wateroverlast zoveelmogelijk moet worden opgelost binnenhet gebied waar de overlast veroorzaaktwordt. Daarbij kan gebruik gemaaktworden van diverse ruimtelijke en tech-nische oplossingen. Voor het vaststel-len van de nodige maatregelen is eendrietrapsstrategie geïntroduceerd, ookwel de trits genoemd. De trits houdt indat gewerkt wordt volgens de volgordevasthouden-bergen-afvoeren. De watertoets moet garanderen dat bij de zoektocht naar mogelijkhedenvoor stedelijke waterberging de tritswordt gevolgd. Eventueel extra te nemen maatregelenom wateroverlast te voorkomen, zijn ineerste instantie de verantwoordelijkheidvan de initiatiefnemer.

17

Creatief bergen: een ontwerpproces

vasthouden bergen afvoeren

Ch

rista Je

sse

Vasthouden en bergenEerst moet het water zoveel mogelijkworden vastgehouden in het plangebiedzelf, zodat de overlast niet afgewenteldhoeft te worden op omliggend gebied.De afstroom van water moet daartoezoveel mogelijk worden beperkt doorhet minimaliseren van verhard opper-vlak in het plangebied. Het regenwaterkan worden vastgehouden op daken(platte daken of vegetatiedaken) ofopgevangen worden en vastgehoudenworden in regentonnen. Ook wegen bieden kansen voor het vasthouden van hemelwater, bijvoorbeeld met eenwaterdoorlatende verharding, groen-zones langs de weg, verlaagde parkeer-plaatsen of rotondes. In niet verhardeterreinen kan eveneens regenwater worden geborgen, zoals in verlaagdegroenzones, speelveldjes en parken.Verder kan berging worden gecreëerddoor optimaal gebruik te maken van de terreinmogelijkheden. Zo kan bijlage grondwaterstanden en een goede

doorlatendheid van de bodem regen-water wegzakken in de bodem. Lageplekken in het terrein zijn in te richtenvoor het (tijdelijk) opvangen van regen-water. Groengebieden zoals parken kunnen veel water vasthouden en viade bodem vertraagd afvoeren.

In bestaand stedelijk gebied wordtregenwater vaak ook ondergrondsgeborgen in de rioolstelsels. Al dezevormen van berging kunnen leiden toteen vermindering van de hoeveelheidbenodigde berging in het oppervlakte-water.

Binnen het plangebied kan verder extraruimte gecreëerd worden voor waterber-ging door bestaande watergangen teverbreden, nieuw open water aan te leggen (vijvers, slootjes, etc.) of doorgedempt open water weer te openen.Ook kan gebruik gemaakt worden vanflauw oplopende oevers en een flexibelbeheer van het waterpeil met behulpvan geautomatiseerde stuwen.

Pas wanneer alle mogelijkheden totvasthouden en bergen zijn uitgeput,kan in de laatste plaats worden terug-gevallen op het afvoeren van water

AfvoerenVanuit stedelijk gebied wordt het waterafgevoerd naar het omliggende landelijkgebied, zodat het daar geborgen kanworden. Van belang is dat optredendepiekafvoeren vanuit het stedelijkegebied goed kunnen worden verwerkt.Hiervoor moeten in het landelijk gebiedsoms wel extra maatregelen genomenworden. Deze maatregelen kunnenbestaan uit het vergroten van de afvoer-capaciteit door watergangen te verbre-den of te verdiepen, het aanpassen vanstuwen of het vergroten van gemalen. De verantwoordelijkheid voor hetnemen van deze maatregelen ligt ineerste instantie bij de initiatiefnemer.

18

Van binnen naar buitenDe wateropgave kan op verschillendemanieren worden gerealiseerd. Watervormt bij uitstek een drager voor hetcreëren van recreatieve en natuurlijkeelementen in een nieuw te ontwikkelenplangebied. Het kan zelfs een stimu-lans zijn voor creatieve en origineleinrichtingsplannen.

Bestaand stedelijk gebiedVoor bestaand stedelijk gebied is hetuiteraard lastiger de wateropgave terealiseren dan voor nieuw te ontwikke-len plangebieden. Bebouwd gebied isniet erg flexibel. De bebouwingsdicht-heid is een gegeven waar vaak moeilijkaan te tornen valt. Het stratenpatroon

ligt vast, met vaak nauwelijks mogelijk-heden meer open water of extra groen-gebieden te realiseren ten behoeve vande waterhuishouding. Het ondergrondserioolstelsel is moeilijk bereikbaar en isvaak, met name in oudere stadskernen,niet berekend op pieken in de water-aanvoer. Voor bestaand stedelijk gebied is vooraanpassingen aan het waterhuishoud-kundig systeem een langetermijnplanningnodig, waarbij kansen gegrepen moetenworden als er ontwikkelingen plaats vinden. Die kansen doen zich onderandere voor als er werkzaamheden ver-richt worden aan wegen, onderhoud aanrioolstelsels wordt uitgevoerd, of wijkengeherstructureerd worden.

19

De stadskern De stadskern biedt van oudsher weinigruimte en mogelijkheden om (extra)ruimte aan open water te geven,vanwege de vaak hoge bebouwings-dichtheid, de bestrating van het opper-vlak en het intensieve gebruik van debeschikbare ruimte. Water is daar echter bij uitstek een geschikt middelde beleving en waardering van de stadte vergroten, bijvoorbeeld door de cul-tuurhistorische aantrekkingskracht vanopen water te vergroten en optimaal tebenutten. Door water (weer) zichtbaarte maken, wordt het bewustzijn van het

belang van water voor de leefomgevinggroter. Dit kan door hemelwaterafvoerbovengronds aan te leggen met gotenin plaats van ondergronds, of door inhet verleden gedempte wateren weeropen te maken. In de stadskern bieden verder daken,pleinen, trappen en (water)speelplaatsenvoor kinderen mogelijkheden voor water-berging. Als de mogelijkheden boven-gronds beperkt zijn vanwege het inten-sieve gebruik van het maaiveld, kanook gekozen worden voor ondergrondsevoorzieningen als bergingskelders.

20

kolk

aquaflow

herstel oude grachten

berging op dak grindkoffer

Buitenwijken In buitenwijken is meer openbare ruimteen is de bebouwing minder intensiefdan in de stadskern. Er zijn meer mogelijkheden om water lokaal te bergen, voordat het in open water wordt opgevangen. Te denken valt aan regentonnen, waterdoorlatendewegverhardingen, verlaagde groen-veldjes, wadi’s, parkeerterreinen etc.

Ook vergroting van bestaande of nieuweopenwaterpartijen, natuurvriendelijkeoevers en flexibele waterpeilen biedenhier kansen om meer water te bergen. Wegen kunnen worden voorzien vangescheiden regenwaterafvoer. Regen-water van wegen en woningen kanlokaal in bermen of wadi’s infiltreren.

21

regenton

verbreding sloot

molgoot

wadi

OvergangszoneTussen de stad en het buitengebied,de overgangszone, ligt een gebied datveelal gebruikt wordt voor functies dieveel ruimte vragen zoals sportvelden,zwembaden, maneges enz. Hier bevinden zich veel mogelijkhedenvoor waterberging.Waterberging kan hier een geïntegreerdeen natuurlijke plek krijgen via waterplas-sen en is hier heel goed te combinerenmet recreatie, natuurbeleving, milieu-rendement (waterzuiverende helofyten-velden) en ecologische verbindingszones.In deze zone kan het regenwater vanwegen en bebouwing lokaal in bermenof wadi’s infiltreren.

22

helofytenfilter

blusvijver

terpwoningen

berging trapveldje

Al bij het aanwijzen van een locatie voor stedenbouwkundige ontwikkeling,is waterhuishouding een factor vanbelang. De bestaande situatie heeftinvloed op de visie op het gebied,de mogelijkheden voor inrichting en het optimaal benutten van de terrein-mogelijkheden. Zo kunnen bestaandewaterpartijen, slootjes en beken, maarook het grondwaterpeil invloed hebbenop de verdeling van diverse functiesbinnen een gebied, de bebouwingsdicht-heid en de specifieke bouwlocaties.

23

Hoe verder de plannen zich ontwikkelen,van locatiekeuze via de voorbereidings-fase en de ontwikkelingsfase naar eengedetailleerd stedenbouwkundig plan,hoe meer keuzes gemaakt moeten worden. Keuzes die eventueel conse-quenties hebben voor de waterhuis-houding en wellicht extra maatregelenvragen. In het stedenbouwkundig planmoet dan ook een programma vaneisen voor de waterhuishouding wordenopgenomen. Dit geheel wordt opgeno-men in de waterparagraaf en indienmogelijk, in de voorschriften van hetbestemmingsplan. De planvormen die de watertoets doorlopen en de acties die van de verschillende partijen worden verwacht,staan schematisch weergegeven oppagina 24.

Van locatiekeuze naar realisatie

24

Planvormen die de watertoets doorlopen Acties van de verschillende partijen

Fase Niet wettelijke planvormen Wettelijke planvormen Acties waterschap Acties initiatiefnemer

Locatie keuze Streekplan Inbreng gebiedskennis en bestaande Vroegtijdig benaderen

knelpunten (a.d.h.v. watervisies, en informeren (provincie)

waterkansenkaarten etc.)

Ontwikkelingsvisie Regionaal structuurplan Inbreng gebiedskennis en bestaande Vroegtijdig benaderen

of structuurvisie knelpunten (a.d.h.v. watervisies, en informeren

waterkansenkaarten etc.) (Regionaal Openbaar Lichaam)

Voorbereidingsfase Masterplan Structuurplan/ Gezamenlijk (waterschap i.s.m. gemeente/projectontwikkelaar/

Globaal bestemmingsplan woningcorporatie etc.) opstellen waterhuishoudkundig plan (van ambities

duurzaam stedelijk waterbeheer tot aan globaal ontwerp watersysteem)

Ontwikkelingsvisie Globale inschatting wateropgave Gegevens verstrekken voor

of structuurvisie vaststellen globale wateropgave

(gemeente/projectontwikkelaar/

woningcorporatie etc.)

Ontwikkelingsfase Stedenbouwkundig plan Bestemmingsplan Gezamenlijk (waterschap i.s.m. gemeente/projectontwikkelaar/

woningcorporatie etc.) opstellen gedetailleerd waterhuishoudkundig plan

(materiaalkeuze, ontwerp profielen en kunstwerken)

Stedenbouwkundig programma Uitwerkingsplannen en Toetsing waterberging Afweging waterhuishoudkundige

van eisen Waterbeheersingsplan wijzigingsplannen aspecten

Watertoets: planvormen en acties

De keurVoordat een bouwplan kan worden uit-gevoerd, heeft de initiatiefnemer eenvergunning van het waterschap nodigop grond van de keur, voor het veran-deren van de waterhuishoudkundigesituatie.De keur is de verzameling van algemeneregels, voorwaarden, eisen, geboden enverboden die gelden voor al het opper-vlaktewater en voor de omgeving vanwaterkeringen en kunstwerken als duikers, sluizen en gemalen. Er staanregels in voor lozingen, het onttrekken

25

van water, bouwen in en langs water-partijen, schadevergoedingen en boetesvoor overtreders van de regels. Bij de keur hoort de legger. In de leggerzijn ondermeer de afmetingen van dewaterhuishoudkundige voorzieningenopgenomen en is vastgelegd wie onder-houdsplichtig is. Pas als een ontwikkelingsplan voldoen-de waarborgen in zich heeft voor eengezonde waterhuishouding, zal hetwaterschap een vergunning afgeven.

26

In deze bijlage worden de vijf verschillende berekeningswijzen toegelicht dieWaterschap Vallei & Eem kan gebruiken voor het bepalen van de stedelijke water-opgave bij stedelijke in- of uitbreidingsplannen, of voor het toetsen van het bestaandstedelijk gebied aan de werknormen van het Nationaal Bestuursakkoord Water.

Het betreft hierbij:• een eenvoudige waterbalansbenadering op basis van vuistregels• een grafische methode m.b.v. regenduurlijnen• een niet stationair bakkenmodel voor riolering en oppervlaktewater

(o.b.v. regenduurlijnen)• een 1-dimensionaal niet-stationair bakkenmodel voor oppervlaktewater (Buibak)• een niet-stationair 1-dimensionaal en 2-dimensionaal model voor

riolering/grondwater/oppervlaktewater (Sobek/Duflow)

Een zesde systematiek die momenteelin opkomst is betreft het rekenen metbehulp van stochastische modellen.Kenmerkend voor deze systematiek isde kansberekening. In de berekeningenwordt aan bepaalde parameters eenkans van voorkomen toegekend.(Voorbeelden zijn: neerslagstatistiek,kans op hoge en lage buitenwater-standen, kans van voorkomen vangrondwaterstanden.) Deze systematiekwordt momenteel nog niet toegepastdoor het waterschap bij het bepalenvan de stedelijke wateropgave.

Een nadere beschrijving van de vijfmodellen en berekeningsvoorbeeldentreft u aan in bijlage 2.

27

Bijlage 1Uitgangspunten en randvoorwaardenbij berekeningsmodellen

De modellen variëren van een heel eenvoudige waterbalansbenadering toteen uitgebreid dynamisch hydrologischmodel. De keuze voor één van degenoemde modellen is afhankelijkvan meerdere factoren, zoals: • de complexiteit van de

lokale omstandigheden,• veel of weinig watervoerende

elementen,• de interactie tussen stedelijke

en landelijke watersysteem,• de invloed van grondwater,• de gewenste nauwkeurigheid,• de beschikbaarheid van informatie,• de maatschappelijke relevantie,en is schematisch afgebeeld in onderstaand beslisdiagram.

In het algemeen kan worden gesteld,dat in het beginstadium van een ont-werpproces van een in- of uitbreidings-plan, gerekend zal worden met groveremodellen. In het beginstadium volstaateen eerste inschatting van de bergings-behoefte op basis van de op dat

moment beschikbare informatie. In eenlater stadium neemt de hoeveelheidbeschikbare informatie toe (het planwordt meer in detail uitgewerkt), waarnamet meer gedetailleerdere modellengerekend zal worden, om de uiteinde-lijke wateropgave preciezer te kunnenbepalen.

28

bestaand/nieuw stedelijk gebied

watersysteem complex?

veel informatiebeschikbaar

eenvoudige waterbalans

nee nee

dynamiek relevant

retentie-berekening

nee

niet stationairebalans

nee

meer dan 15 peilgebieden regenreeks nodig BUIBAK

nee nee

SOBEK

jaja

jaja

ja

complexiteit,inform

atiebehoefte,maatschappelijke relevantie

Stroomschema keuze rekenmodel

ToetsbuienEen belangrijke factor bij alle bereke-ningen betreft de hoeveelheid neerslagdie valt. Waterschap Vallei & Eem heefteen aantal standaardbuien afgeleidwaarmee nieuwe stedelijke watersyste-men kunnen worden ontworpen, dan welbestaande systemen kunnen wordengetoetst. Deze buien zijn afgeleid uitlangjarige meetreeksen van het KNMIen representeren zowel zomerse, kortemaar heftige, onweersbuien als langenatte winterperioden. Als maatgevendzijn verschillende buien beschouwd metfrequenties van voorkomen van eenmaalper 10 jaar en eenmaal per 100 jaar.Het watersysteem van bestaande stede-lijke gebieden wordt getoetst op buienmet herhalingstijden van 100 jaar. Ditis in overeenstemming met de werknor-men van het Nationaal BestuursakkoordWater. Nieuw te ontwikkelen stedelijkegebieden worden ontworpen op buienmet herhalingstijden van 10 jaar (ontwerpnorm van Waterschap Vallei & Eem) en getoetst aan buienmet een herhalingstijd van 100 jaar(werknorm uit het NBW).

29

Deze buien zijn gebaseerd op de regenduurlijnen van Buishand en Velds,

bewerkt door Gelok e.a.. De te verwachten klimaatontwikkelingen

(overeenkomstig het middenscenario 2050 uit WB21) zijn hierin

verdisconteerd door de intensiteit van de neerslag met 10% op te hogen.

Maatgevende kortdurende buien

Maatgevende langdurende buienne

ersl

agho

evee

lhei

d (in

mm

)ne

ersl

agho

evee

lhei

d (in

mm

)

tijd (in uur)

tijd (in uur)

tijdstip totale neerslag(uur) op tijdstip (mm)

0 01 42 34

T=10 kortdurende bui

T=100 kortdurende bui

0 01 52 50

tijdstip totale neerslag(uur) op tijdstip (mm)

0 024 1248 68

T=10 langdurende bui

T=100 langdurende bui

0 024 1548 93

Uitgangspunten en randvoorwaarden

Naast de hiervoor beschreven neerslagsituaties hanteert het waterschap nog andereuitgangspunten en randvoorwaarden bij de bepaling van de stedelijke wateropgave, zoals:• de werknormen uit het Nationaal Bestuursakkoord Water. Hierin worden voor verschil-

lende bestemmingen van de grond uiteenlopende normen gehanteerd t.a.v. water-overlast (variërend van eens per honderd jaar voor bebouwd gebied tot eens per tien jaar voor weidegebied).

• een maximale peilstijging in het stedelijk oppervlaktewatersysteem van 0,40 m bijeen situatie die met een herhalingstijd van 10 jaar voorkomt. De overstortdrempelsdienen dusdanig te worden uitgevoerd dat er bij dit peil geen terugstroming vanoppervlaktewater in het rioolstelsel plaatsvindt.

• het uitgangspunt dat het ontwerp van nieuw stedelijk gebied grondwater neutraaldient te zijn. M.a.w. dat er ten gevolge van de ontwikkeling geen negatieve beïn-vloeding van de grondwaterstanden buiten het plangebied optreedt. Bij meer gedetailleerde (model)berekeningen kan eveneens de grondwaterstroming als component worden opgenomen, waarbij uitgegaan wordt van een Gemiddeld Hoogste Grondwaterstand (GHG).

• een initiële drooglegging van tenminste 1,0 meter. De initiële drooglegging is gelijkaan het verschil tussen maaiveldhoogte en het streefpeil van het oppervlaktewater.

• het uitgangspunt dat bij verbeterd gescheiden of gemengd rioolstelsels het riool-stelsel leeg is bij aanvang van de bui, m.a.w. dat de berging in het stelsel volledigbeschikbaar is;

• optredende initiële verliezen op maaiveldniveau door interceptie; deze worden gesteld op 1 millimeter;

30

• een toename van het verharde oppervlak in de loop der tijd. De ervaring leert dat na oplevering van een terrein het verhard oppervlak in bebouwde gebieden gestaagtoeneemt. Derhalve wordt als veiligheidsfactor het initieel gerealiseerde verhardeoppervlak met 15% opgehoogd.

• de randvoorwaarde dat de afwatering op zo mogelijk natuurlijke wijze plaats vindt:om afwenteling op de omgeving (o.a. piekafvoeren) te voorkomen mag de maximaleafvoer vanuit het (nieuwe) stedelijk gebied in principe niet toenemen ten opzichtevan de oorspronkelijk in het onbebouwde gebied optredende agrarische afvoeren(ook wel “maatgevende landelijke afvoer” genoemd). Deze maatgevende landelijkeafvoer is gebaseerd op de heersende grondwatertrap van het betreffende gebied. De grondwatertrappen zijn op hun beurt gebaseerd op de gemiddeld hoogste(GHG) en gemiddeld laagste (GLG) grondwaterstand en geven de diepte benedenmaaiveld tot waar - onder gemiddelde weersomstandigheden - de grondwaterstandin de winter stijgt en in de zomer daalt.In nevenstaande tabel zijn voor de verschillende grondwatertrappen de optredendemaatgevende afvoeren weergegeven, waarmee bij de ontwikkeling van stedelijkgebied rekening dient te worden gehouden.Nevenstaande maatgevende afvoeren komen met een frequentie van 1 à 2 dagenper jaar voor. Om de afvoeren te vertalen naar een eenmaal per 10 jaar en een-maal per 100 jaar situatie, mogen deze worden vermenigvuldigd met een factor1,4 (voor T=10) en een factor 2,0 (voor T=100).in principe zo min mogelijk versnippering van het watersysteem door minimaleinzet van gemalen;bij een situatie met een herhalingstijd van 10 jaar kan het stedelijk gebied vrijafwateren naar het omliggende landelijk gebied.

31

Grondsoorten Maatgevende landelijke

afvoernorm en

grondwatertrappen

[l/s.ha]*

Drainage-behoeftige

gronden (polders en 1,33 – 1,67

gronden met Gt I, II en III)

Zandgronden met Gt IV en V 1,00

Zandgronden met Gt V* en VI 0,67

Zandgronden met Gt VIII 0,33

Bosgebieden en overige

gronden zonder zichtbare 0,10

afvoer met Gt VII

* Voor gebieden met kwel wordt de afvoernorm verhoogd.

Bron: Cultuurtechnisch Vademecum (vereniging voor landinrichting)

OntwerpparametersWanneer de beschikbare hoeveelheid informatie voor een nieuwe stedenbouwkundigeontwikkeling voldoende bekend is, kan uitvoering worden gegeven aan het ontwerpenvan de definitieve afmetingen van (de onderdelen van) het watersysteem. Hiervoor hanteert het waterschap nog de volgende ontwerpparameters: • de toelaatbare stroomsnelheden in watergangen en duikers bedraagt 0,5 m/s,

respectievelijk 1,0 m/s; hierbij wordt ervan uitgegaan dat deze optredende maximavan kortdurende aard zijn.

• ten aanzien van stromingsweerstand van watergangen dient de zomersituatie te worden doorgerekend. In dat geval zijn de watergangen namelijk begroeid en ditlevert een grotere stromingsweerstand. De toe te passen factor voor wandruwheid km is 22,5 m1/3.s-1 (formule van Manning). Voor het ontwerp van duikers dient een wandruwheid C van 55 m1/2/s te worden aangehouden (formule van Chézy).

Bovenstaande ontwerpparameters worden eveneens gebruikt voor de toetsing vanbestaande stedelijke watersystemen.

Naast deze hydraulische parameters gelden ook uitgangspunten voor de inrichting,zoals een gemiddelde waterdiepte van 1,0 meter, een bovenwatertalud dat niet steileris dan 1:1,5 en een onderwatertalud van tenminste 1:3.

Robuustheid van het watersysteemBij een goed ontwerp van een stedelijkwatersysteem hoort een analyse van de robuustheid van het watersysteemin extreme situaties. Om een extremesituatie door te kunnen rekenen,hanteert het waterschap een verzwaarde neerslaggebeurtenis conform het middenscenario 2100 incombinatie met het initieel verhogenvan het afvoerende oppervlak met 15%.Hieruit blijkt vervolgens wat de kwets-bare punten voor wateroverlast zijn inhet stedelijke watersysteem.

32

Kenmerk: Eenvoudige benaderingDeze methode berust op de schijnbaareenvoudige balansvergelijking: “IN = UIT + BERGING”, ofwel alles watin het systeem terecht komt (neerslag)minus alles wat uit het systeem gaat(afvoer op omgeving), dient te wordengeborgen binnen het watersysteem. Het waterschap hanteert voor de neer-slag de maatgevende buien zoals dieeerder in deze bijlage zijn genoemd,en voor de afvoer de maatgevende landelijke afvoeren die gebaseerd zijnop de grondwatertrappen voor het desbetreffende gebied.

Te gebruiken voor: de methode isgeschikt om in het allereerste stadiumvan planvorming een grove schatting temaken van de wateropgave en deze tevertalen in een aantal hectares opper-vlaktewater.

Opmerking: De zeer grove methode isgeschikt voor een eerste inschattingvan de wateropgave. Doorgaans leidtdit tot een overschatting van de beno-digde berging (omdat geen rekeningwordt gehouden met berging aan hetoppervlak, bodemberging, dynamischeprocessen etc.).

Benodigde informatie:• Totaal (bruto) oppervlak, of oppervlak

uitgesplitst in verhard en onverhardoppervlak.

• Type rioolstelsel (gemengd,(verbeterd) gescheiden stelsel)

• Bodemkaart waarmee (op basis vangrondwatertrappen) oorspronkelijkelandelijke afvoernormen kunnen worden bepaald.

• Toelaatbare (ontwerp)peilstijgingen.

33

Bijlage 2 Beschrijving van de modellen enberekeningsvoorbeelden

Eenvoudige waterbalansbenadering

Opmerking: Deze methode geeftslechts een eerste indicatie van dewateropgave en is daarmee voor eerstevisievorming wel geschikt. Vrijwel altijdwordt deze methode later in het planproces gevolgd door een naderebeschouwing, waarmee de wateropgavemeer in detail kan worden bepaald.

Geschetste situatie:In neerslag 34 mm (in 2 uur)Uit afvoer naar landelijk gebied

(stel 1l/s.ha = 3,6 mm/uur) 2 x 3,6 = 7,2 mm (in 2 uur)p.o.c. (verbeterd gescheiden stelsel) 2 x 0,3 mm/uur = 0,6 mm (in 2 uur)

Berging in verbeterd gescheiden rioolstelsel 4,0 mmop straat in plassen, etc 1,0 mm

Resterend te bergen in oppervlaktewater 21,2 mm

21,2 mm komt overeen met 212 m3 per hectare verhard oppervlak. Met een ontwerppeilstijging in het oppervlaktewater van 0,4 meter voor een T=10 situatie betekent dit dat voor het ruimtebeslag aan open water: 212/0,4 = 530 m2 perhectare verhard oppervlak nodig is. Door deze hoeveelheid te vermenigvuldigen met hetverharde oppervlak resulteert dit in een totaal aantal hectares open water. Deze systematiek kan tevens uitgevoerd worden voor een neerslagsituatie die eenmaalper 100 jaar plaatsvindt. Uiteindelijk zal het grootste oppervlak van de twee berekendesituaties maatgevend zijn voor het te realiseren wateroppervlak.

34

Kenmerk: Eenvoudige modelbenaderingDeze eenvoudige methode berust opeen statistische bewerking van neer-slaggegevens die gedurende de periode1906-1977 zijn waargenomen en resul-teert in een kromme, die het verbandtussen hoeveelheid neerslag en duurbij een gegeven herhalingstijd weer-geeft. Deze kromme wordt een regen-duurlijn genoemd. Voor iedere herha-lingstijd geldt een andere regenduurlijn.Het waterschap bepaalt de berging aande hand van de T=10 (eenmaal per 10 jaar) en T=100 (eenmaal per 100jaar) situatie, overeenkomstig de daar-voor geldende normen.

Het is een statische methode waarbijvoorbij gegaan wordt aan allerlei dyna-mische processen die spelen, zoals bijvoorbeeld interactie tussen deelge-bieden. Verder wordt ervan uitgegaandat nagenoeg alle neerslag die valtinstantaan tot afstroming komt, het-geen in de praktijk niet het geval is.

Te gebruiken voor: de methode isgeschikt om in een vroegtijdig stadiumvan planvorming een grove inschattingte kunnen maken van de wateropgavedie kan worden vertaald in het benodig-de aantal hectares oppervlaktewater.

35

Grafische methode m.b.v. regenduurlijnen

Opmerking: De methode is daarmeegeschikt voor een op zichzelf staand,duidelijk afgebakend watersysteem, duszonder of met zeer beperkte interactiemet andere watersystemen. Vanwegede eenvoud kan de methode wordengebruikt om snel inzichtelijk te makenwat de wateropgave is. Soms leidt dittot een overschatting van benodigdeberging (omdat geen rekening wordtgehouden met berging aan het opper-vlak, bodemberging, dynamische pro-cessen etc.). In andere gevallen juisttot een onderschatting (bijvoorbeeld bijafhankelijkheid van afvoer van en naarnaastliggende gebieden). De methodelijkt te grof om bindende uitsprakenmee te kunnen maken.

Benodigde informatie:• Totaal (bruto) oppervlak, of oppervlak

uitgesplitst in verhard en onverhardoppervlak.

• Type rioolstelsel (gemengd,(verbeterd) gescheiden stelsel)

• Bodemkaart waarmee (op basis vangrondwatertrappen) oorspronkelijkelandelijke afvoernormen kunnen worden bepaald.

• Toelaatbare (of ontwerp) peilstijgingen+ drooglegging bij streefwaterpeil.

Geschetste situatie: Uit de figuur wordt duidelijk dat in dit geval - bij een zeker gegeven type rioolstelsel - een aanvullende berging van 31 mm voor een T=10 bui,en 46 mm voor een T=100 situatie benodigd is.Stel dat het beschouwde bruto oppervlak 10 hectare betreft, dan impliceert dit:• voor een T=10 situatie: 3.100 m3 water te bergen;• voor een T=100 situatie: 4.600 m3 water te bergen.

Voor het (tijdelijk) bergen van deze hoeveelheden bestaan diverse mogelijkheden.Wanneer ervoor wordt gekozen om slechts te bergen in oppervlaktewater en verder detoegestane peilstijgingen voor de twee situaties (T=10 en T=100) worden beschouwd,dan impliceert dit dat er:• voor een T=10 situatie: 3.100 / 0,40 = 7.750 m2 open water benodigd is;• voor een T=100 situatie: 4.600 / 1,10 = 4.181 m2 open water benodigd is.In dit geval is de T=10 situatie maatgevend voor het ontwerp. Er dient in totaal (afgerond) 0,8 hectare open water te worden aangelegd (8% van bruto oppervlak).

36

Regenduurlijnen (T=10, T=100)

in relatie tot de benodigde

berging in open water

Regenduurlijn T=10 Regenduurlijn T=100

neer

slag

(in

mm

)

tijdsduur (in minuten)

neer

slag

(in

mm

)

tijdsduur (in minuten)

Kenmerk: Deze methode werkt volgens hetzelfde principe als de hiervoor beschreven methode, zij hetdat de gegevens zijn verwerkt in eenspreadsheetprogramma. In plaats vanéén punt op de regenduurlijn wordt degehele regenduurlijn doorgerekend. Het model berekent het maatgevendepunt op de regenduurlijn en de daarmeesamenhangende maximale peilstijging. In dit model wordt voorts rekeninggehouden met een toename van de bergingscapaciteit in oppervlakte-water ten gevolge van optredende peilstijgingen.

De figuur op pagina 38 geeft een over-zicht van de gegevens die ingevoerdmoeten worden in het balansmodel (op basis van excel-worksheet).

Dit model geeft naast de maximale peilstijging ook een verloop in de tijdweer van de optredende peilstijging.Daarnaast berekent het model de minimaal benodigde stuwbreedte en deoptredende debieten over deze stuw.

Te gebruiken voor: zodra de dimensiesvan de watergangen grofweg bekendzijn, kan met behulp van verschillendeniet-stationaire buien berekend wordenwat de maximale peilstijging is.Uitgangspunt is een afvoer via eenstuwconstructie of een bemaling. Indiende maximale peilstijging de toelaatbarepeilstijging overschrijdt, dan wordt aan-gegeven hoeveel extra berging nodig is.

Opmerking: ten opzichte van vorigeberekening is de belangrijkste toevoe-ging de controle op het gebruik van eenstuw als peil- en debiets- regulerendkunstwerk. Het is nog steeds een statische methode, waarbij voorbijgegaan wordt aan allerlei dynamischeprocessen die spelen, zoals interactietussen deelgebieden. Verder wordtervan uitgegaan dat nagenoeg alleneerslag die valt instantaan tot afstroming komt, hetgeen in de praktijk niet het geval is.

37

Niet-stationair bakmodel riolering oppervlaktewater

38

project: Waterbalans stedelijke uitbreiding Xonderdeel: T=10 situatie, met 5% oppervlakte water, gescheiden rioleringsstelsel, 5mm/etm kwel, verhardingspercentage 45%uitgangspunten berekeninggebied• bruto oppervlak: 10 (ha) 100,00 (%) controle: 10 (ha)• verhard oppervlak: 4,5 (ha) 45,00 (%)• onverhard oppervlak: 5 (ha) 50,00 (%)neerslaggebeurtenis• neerslaggebeurtenis T= 10 (-)riolering• berging in riolering: 0,0 (mm) 0 (m3)• berging op straat: 1,5 (mm) 68 (m3)• pomp overcapaciteit: 0,00 (mm/h) 0,00 (m3/min)aanvoer vanaf onverhard/kwel 90• aanvoerfactor: 0,60 (l.s-1.ha-1) 0,18 (m3/min)oppervlaktewatersysteem• oppervlak open water: 0,5 (ha) 5,00 (%)• lengte open water: 400 (m) 12,50 (m breedte op waterlijn)• taluds open water: 1: 1,5 (-)• toelaatbare peilstijging: 0,40 (m)• maximaal beschikbare berging: 2096 (m3)• afvoer open water: 1,40 (l.s-1.ha-1) 0,84 (m3/min) 0,01 (m3/s)resultaten berekeningmaximale peilstijgingen en berging bij deze peilen • maximale peilstijging bij afvoer over stuw: 0,35 (m) na aanvang neerslaggebeurtenis 10: 5 (uur)• maximale peilstijging bij constante afvoer: 0,33 (m) na aanvang neerslaggebeurtenis 10: 5 (uur)• berging (bij afvoer over stuw): 1797 (m3)• berging (bij constante afvoer): 1720 (m3)

Voorbeeld van een eenvoudig bakmodel

39

Peilverloop bij afvoer over stuw

Debietverloop over stuw

peils

tijg

ing

(m)

tijd (uren)

afvo

er (

m3

/s)

tijd (uren)

Kenmerk: Hydraulisch model vanwaterschap Vallei & Eem is geschiktom aan elkaar gekoppelde peilgebieden(tot een maximum van 15) met meer-dere buien door te rekenen. Het modelkent een aantal voorgeprogrammeerdebuien met verschillende herhalingstijden.

Buibak is een (hydraulisch) 1-dimen-sionaal niet-stationair model, waarmee - voor afzonderlijke (gedefinieerde)maatgevende buien - de gemiddeldepeilstijgingen (in een peilvak (gebied)en het verloop van de afvoer (tijdens en na het vallen van die buien) in maximaal 15 peilvakken) kan wordenberekend. In tegenstelling tot de methoden metregenduurlijnen zit er in deze methodeeen tijdsafhankelijke component (afzonderlijke buien, buien achterelkaar, vulling en lediging van berging

in bodem/water in de tijd), waarmee de interactie tussen verschillende peilgebieden is te bepalen.Om dit model te kunnen gebruiken zijnmeer invoergegevens noodzakelijk

Te gebruiken voor: het model is bruikbaar om de waterstand in een peilgebied te berekenen, waarbij rekening wordt gehouden met eenbreed scala aan waterstromen, zoalsafvoer van verhard (riolering), onverhard(afstroming via de bodem naar hetoppervlaktewater), kwel of inzijging,waterstromen tussen de peilgebiedenonderling (ten gevolge van peilver-schillen via kunstwerken of open waterlopen, ten gevolge van bemaling-strategieën), of waterstromen over degrenzen van het gebied heen (uitmalen,inlaat van water).

40

1-dimensionaal niet-stationair bakkenmodel voor oppervlaktewater BUIBAK

Benodigde invoergegevens:Onverhard gebied:• Oppervlakte • Maaiveldhoogte• Bergingscoëfficiënten van de bodem• Initiële grondwaterstand• Berging op het land

(initieel en maximaal)• Infiltratiecapaciteit van de bodem• Drainagecoëfficiënt per peilvak

(1 niveau)• Kwel

Verhard gebied• Oppervlakte• Maaiveldhoogte• Type rioolstelsel• Pompovercapaciteit (gemengd

of verbeterd gescheiden stelsel)• Berging in rioolstelsel • Berging op straat

41

Detail van invoerfile Buibak

Open water• Oppervlakte• Aantal peilvakken (maximaal 15)• Streefpeilen van de verschillende

peilvakken• Afmeting en capaciteit

stuwen/gemalen• Vormgeving van watergangen

(lengte, talud)

Opmerking: het model is geschikt omcomplexere watersystemen door terekenen.

42

Een niet-stationair 1-dimensionaal en 2-dimensionaal model voorriolering/grondwater/oppervlaktewater (Sobek/Duflow)

Kenmerk: Dit is een zeer uitgebreidhydrodynamisch modelinstrument waarmee vooral de dynamiek van een watersysteem goed kan wordenonderzocht.

Hydraulische niet-stationaire (1-dimen-sionaal en/of 2-dimensionaal) model-berekening waarbij naast afzonderlijkbuien ook neerslagreeksen kunnen worden doorgerekend. Ook geschikt om droge perioden door te rekenen(seizoensbuffering) en waterkwaliteits-aspecten te beschouwen. Bijzonder geschikt om watergangen en kunstwerken te dimensioneren.Daarnaast is dit model grafisch georiënteerd waardoor het tevensmogelijk is om grafische ondergronden(stedenbouwkundige verkaveling) tegebruiken t.b.v. de modelschematisatie.

Te gebruiken voor: met het modelSOBEK kan net als met BUIBAK meerdere peilgebieden worden berekend (zonder direct maximum aantal peilgebieden). In SOBEK kunnennaast voorgeprogrammeerde buien ookmeerjarige regenreeksen worden door-gerekend. Met meerjarige regenreeksenkan de bergingsbehoefte statisch beterworden onderbouwd. Het model kan op bakkenniveau en op strengniveaurekenen.

Opmerking: Ten opzichte van hetmodel BUIBAK heeft SOBEK meermogelijkheden, die voor grotere complexe vraagstukken mogelijkgewenst zijn.

Benodigde invoergegevens:Verhard gebied• Oppervlakte• Maaiveldhoogte• Type rioolstelsel• Pompovercapaciteit gemengd/

dwa-stelsel• Dwa-definitie (optioneel

gescheiden stelsel)• Berging in rioolstelsel (dwa-rwa)• Berging op straat

43

Onverhard gebied• Oppervlakte

(evt. per gewas - 16 soorten)• Maaiveldverloop

(vast of in tabelvorm)• Bodemsoort• Initiële grondwaterstand• Berging op het land

(initieel en maximaal)• Infiltratiecapaciteit bodem• Drainagecoëfficiënten

(1 tot 4 niveau’s)• Kwel

Voorbeeld van modelschematisatie SOBEKgeschematiseerd verhard oppervlakgeschematiseerd onverhard oppervlakdwarsprofielen, gekoppeld aan watergangenstuwenknooppunten in model

Koppeling Rainfall runoff-Channel Flow• Locatie overstorten/uitlaten

rioolstelsel op watergang

Watergangen• Bodemhoogtes en

maaiveldhoogten• Dwarsprofielen• Locatie en afmeting duikers/

bruggen/stuwen/gemalen• Streefpeilen

44

• DHV Ruimte en Mobiliteit Laan 1914 nr. 35, 3818 EX Amersfoort, Postbus 1076, 3800 BB Amersfoort

Telefoon 033 - 4682740 E-mail info@dhv.nl Internet www.dhv.nl

• Provincie Gelderland Postbus 9090, 6800 GX Arnhem

Telefoon 026 - 35 99 111 E-mail mw.water@prv.gelderland.nl Internet www.gelderland.nl

• Provincie Utrecht Postbus 80300, 3508 TH Utrecht Telefoon 030 - 25 89 111

E-mail marc.mobach@provincie-utrecht.nl Internet www.provincie-utrecht.nl (beleidsvelden, water)

• Waterschap Vallei & Eem Fokkerstraat 16, Postbus 330, 3830 AJ Leusden

Telefoon 033 - 43 46 000 E-mail info@wve.nl Internet www.wve.nl

Gezamenlijke uitgave van DHV Ruimte en Mobiliteit, Provincie Gelderland, Provincie Utrecht, Waterschap Vallei & Eem Tekst DHV, Waterschap Vallei & Eem,BesText Amersfoort Illustraties DHV, Waterschap Vallei & Eem, Ministerie Verkeer & Waterstaat, Christa Jesse Foto’s DHV, Waterschap Vallei & Eem, gemeente Renkum,Hans Verhorst, Photo Holland, Jan van IJken Vormgeving Waterschap Vallei & Eem Druk Reproka Oplage 1000 November 2004

De brochure is op te vragen bij Waterschap Vallei & Eem, afdeling Communicatie.Aan de tekst uit deze brochure kunt u geen rechten ontlenen.Tekst en illustraties zijn rechtenvrij te gebruiken onder bronvermelding.