Het principe van de dimensionering van de voorzieningen bestaat erin dat men op het perceel een nuttig opslagvolume voorziet om een maximaal volume water vast te houden.
Om effectief bij te dragen tot de preventie van overstromingen, wordt de schatting van het te beheren watervolume gebaseerd op:
- de plaatselijke neerslaggegevens: de hoeveelheden neerslag die op het perceel vallen ([mm of l/m²]), voor verschillende duurtijden en verschillende terugkeerperioden.
- een terugkeer naar de oorspronkelijke toestand (lediging) in minder 48 uur;
- een maximaal lekdebiet (Qmax) van bijvoorbeeld 5 l/s/ha, hoe dan ook altijd lager dan het lekdebiet van het perceel voor de bouw.
Klimaatbeperkingen : neerslagepisodes
De realisatie van om het even welk saneringssysteem begint met het onderzoek van de neerslagepisodes en hun intensiteit, gebonden aan hun duur. Men onderscheidt regenepisodes in de winter, die lang en continu zijn, van onweer in de zomer, dat abrupt, intens en meestal van korte duur is.
Vereenvoudigde methode
Als eerste benadering schat men het buffervolume als gelijk aan het afvloeiingsvolume.
Voorbeeld: de voorste dakhelling van een woning (afvloeiingscoëfficiënt R = 1) met een oppervlakte van 24 m², is aangesloten op een infiltratievoorziening gelegen in een inspringstrook. Het doel is een om de honderd jaar weerkerende neerslaggebeurtenis van 42,3 mm (= 42,3 l/m²) van 60' te absorberen.
Stap 1 : bepaling van het buffervermogen
V = Sr x R x q [m³ of l]
Sr [m²]: aanvoerende opvangoppervlakken in horizontale projectie
R [%]: afvloeiingscoëfficiënt van elk aanvoerend opvangoppervlak
q [mm of l/m²]: hoeveelheid invallende regen
V = 24 m² x 1 x 42,3 l/m² = 1015,2 l
Stap 2: berekening van het lekdebiet
De infiltratievoorziening op de inspringstrook beslaat een oppervlakte van 4 m op 3 m. Uit een infiltratieproef blijkt een doorlatendheid van de bodem (k) van 20 mm/u. Het infiltratiedebiet van de voorziening wordt als volgt berekend:
Qlek = Si x K [mm/u]
- Si [m²]: voor infiltratie bestemde oppervlakte
- K [mm/h]: hydraulische geleidbaarheid
Qlek = 12,00 m² x 20 mm/u = 0,24 m³/u = 240 l/u
Stap 3: controle van de duur van de lediging van de VHB
t = Vbuffering/ Qlek
- Vbuffering [m³]: buffervolume
- Qlek [m³/u]: lekdebiet
t = 1015,2 l/ 240 l/u = 4,2 uur < 48 u OK
Gedetailleerde methode
Stap 1: schatting van het volume hemelwater dat op het perceel afvloeit.
Vafvloeiing = Sr x R x q [m³ of l]
Sr [m²]: aanvoerende opvangoppervlakken in horizontale projectie:
R [%]: de afvloeiingscoëfficiënt van elk opvangoppervlak (de typische waarden worden in het glossarium gegeven. Zie onder ‘afvloeiingscoëfficiënt')
q [mm of l/m²] : de hoeveelheid invallende regen per vierkante meter voor de gekozen neerslaggebeurtenis (zie IDF-tabellen)
Te definiëren elementen voor de keuze van de neerslaggebeurtenis:
- De terugkeertijd van onweersbuien waarmee men rekening moet houden: voor de dimensionering van secundaire werken ligt de terugkeerperiode meestal in de orde van 10 jaar; voor de uiteindelijke werken wordt dat 100 jaar. Men schat dat de dimensionering van de VHB wordt gebaseerd op de tienjarige neerslag en dat men op de site een veiligheid voorziet voor de uitzonderlijke opvang van honderdjarige neerslag.
- De duur van de regenval: 10 minuten of 2 dagen? De gemiddelde hoeveelheid en intensiteit van de neerslag met een duur van ten minste enkele dagen, zijn tussen het begin en het midden van de 20ste eeuw gestegen (bron: Leefmilieu Brussel, regenplan 2008-2011). Om het maximale risico te identificeren en ermee rekening te houden bij de dimensionering van de voorzieningen, moet men regen van variabele duur in aanmerking nemen.
De keuze van de terugkeerperiode en de duur van onweersbuien hangt af van de eigen omstandigheden van elk stroomgebied. Men kan dus geen regentype definiëren dat voor alle projecten geldt. Men werkt daarom op basis van meerdere regentypes. Dankzij deze methode kan men de meest problematische neerslaggebeurtenis bepalen waarmee men rekening moet houden voor de dimensionering van de werken op het perceel: de zogenaamde projectregen.
Stap 2: het lekdebiet van de VHB bepalen
In het geval van een afvoer met geregeld debiet naar het oppervlaktewater of naar een collectief net, kan men het lekdebiet kiezen met behulp van de onderstaande tabel, tenzij de gemeente een lagere waarde heeft bepaald.
Lekdebiet volgens de milieudoelstelling
Basis | 5 liter per seconde en per hectare 5 l/s/ha |
|---|---|
Effectief | 2 liter per seconde en per hectare 2 l/s/ha |
Zeer effectief | 1 liter per seconde en per hectare 1 l/s/ha |
Bij een infiltratiesysteem hangt het infiltratie debiet af van de hydraulische geleidbaarheid van de bodem. Dit geval moet door een gespecialiseerd studiebureau worden onderzocht.
Qlek = Si x K [mm/u]
- Si [m²] : oppervlakte voor infiltratie (te bepalen door een gespecialiseerd studiebureau)
- K [mm/h] : hydraulische geleidbaarheid
De oppervlakte voor infiltratie wordt voorlopig bepaald volgens de lokale mogelijkheden. Men kan ze volgens het resultaat van de berekeningen herzien. Voor zowel open als ondergrondse infiltratievoorzieningen gebruikt men de horizontale oppervlakte van het systeem als infiltratieoppervlakte.
Stap 3: het buffervermogenvan de VHB evalueren
Aan de hand van het volume van het afvloeiende hemelwater op het perceel bepaalt men het maximale buffervolume dat men op de site moet voorzien, op basis van meerdere regentypes. Dit volume is gelijk aan het maximale verschil tussen het volume van het afvloeiende water op het percelen het volume dat de VHB tijdens de duur van de regenval verwijdert.
Een voorbeeld op basis van de neerslaggegevens van het KMI 2006 (Ukkel), voor een tienjarige regengebeurtenis en een honderdjarige regengebeurtenis en een lekdebiet van 2 l/s/ha: de maximale buffervolumes worden weergegeven door de groene pijltjes.
Evaluatie van het buffervolume volgens verschillende neerslaggebeurtenissen, bij een lekdebiet van 2 l /s.ha
Hoe kleiner het lekdebiet, hoe groter het buffervolume moet zijn.
Stap 4: controle van de duur van de lediging van de VHB
Wanneer de regen stopt, kan de voorziening langzaam leeglopen en op de volgende bui wachten om haar functie opnieuw te vervullen. In het ideale geval zou de lediging niet langer dan 6 tot 12 u mogen duren.
t = Vbuffering/ Qlek
- Vbuffering [m³]: buffervolume
- Qlek [m³/u]: lekdebiet
De aanvaardbare ledigingstijd hangt meestal af van de terugkeertijd van de neerslag: als een voorziening bijvoorbeeld voor een honderdjarige regen gedimensioneerd is en een dergelijke regen de voorziening tijdelijk doet overstromen, is het aanvaardbaar dat de ledigingstijd 1 tot 2 dagen bereikt.
Als de voorziening leegloopt door infiltratie in de bodem, komt een beperking van de ledigingstijd overeen met een vergroting van de oppervlakte van de voorziening. Als de voorziening met geregeld debiet leegloopt in de riolering, komt een beperking van de ledigingstijd overeen met een grotere lekdebiet, op voorwaarde dat het afvoerpunt het mogelijk maakt.
