Standaard vgs

Een vgs kenmerkt zich door de dubbele afvoerroute vanuit het hemelwaterstelsel: één over de overstort en één richting rwzi (zie figuur A). De hoeveelheid hemelwater die het stelsel richting rwzi afvoert, is afhankelijk van de karakteristieken van het stelsel (hoeveel berging?) en de afvoerroute (hoeveel capaciteit?). Om de jaarlijkse hemelwaterafvoer te kunnen kwantificeren, is hier uitgegaan van een hemelwaterstelsel conform de ontwerprichtlijnen van de CUWVO (CUWVO, 1992¹). Dit is een stelsel met een onderdrempelberging van 4 mm (betrokken op het aangesloten verharde oppervlak) en een afvoercapaciteit van 0,3 mm/h (idem).

Figuur A Standaard vgs met een berging van 4 mm en een poc van 0,3 mm/h in het hemelwaterstelsel

Definitie model

De berekening is uitgevoerd met een enkelvoudig bakmodel. Als invoer is de gemeten neerslag per uur gebruikt van KNMI-station De Bilt in de periode 2001 tot en met 2010. Het model berekent per uur waaraan de gevallen neerslag wordt toegerekend: inloopverlies, vulling van de berging, afvoer richting rwzi en/of afvoer via de overstort. Inloopverliezen zijn opgedeeld in een initieel verlies van maximaal 1 mm per bui en een constant infiltratieverlies van 0,4 mm/h. Een nieuwe bui begint na 6 uur zonder neerslag. In Figuur B ziet u twee voorbeelden van typerend hydraulisch gedrag van het hemelwaterstelsel.

Eerste bui

Tijdens de eerste bui op 21 maart 2001 rond 12.00 uur registreert het station 5,8 mm neerslag. Van deze neerslag (brede, grijze staven op de achtergrond in figuur B) wordt 1 mm toegerekend aan initieel verlies (smalle, lichtgroene staven op de voorgrond) en nog eens 1,6 mm aan infiltratieverlies tijdens de bui (smalle, donkergroene staven). De rest – in totaal 3,2 mm nettoneerslag – vult het stelsel voor iets meer dan 50% en leidt daarmee dus niet tot een overstorting. Vervolgens loopt de berging in ruim 10 uur leeg via de afvoer naar de rwzi (smalle, rode staven).

Tweede bui

Op 23 maart valt vroeg in de ochtend 0,9 mm neerslag. Deze neerslag wordt volledig toegerekend aan initieel verlies. Enkele uren later valt er nog 15,1 mm neerslag. Omdat de droge periode minder dan 6 uur heeft geduurd, wordt deze neerslag tot dezelfde bui gerekend en wordt nog maar 0,1 mm initieel verlies toegekend. Het infiltratieverlies tijdens de bui komt op 3,1 mm, waarmee de nettoneerslag van deze bui 11,9 mm is. Tijdens deze bui raakt het stelsel wél helemaal vol, waarna ongeveer de helft van het afstromende hemelwater (6 mm) via de overstort afvoert (smalle, blauwe staven). De andere helft gaat richting rwzi (smalle, rode staven).

Jaarbalans

De 10-jarige neerslagreeks is op bovenstaande manier doorgerekend, in tabel A ziet u de jaarbalans. In de periode 2001-2010 is gemiddeld per jaar 855 mm neerslag gevallen in De Bilt. Van die neerslag komt ruim 360 mm (ruim 40%) niet tot afstroming. Daarmee bedraagt de gemiddelde jaarlijkse nettoneerslag iets minder dan 500 mm. Van de nettoneerslag gaat uiteindelijk 331 mm (68%) naar de rwzi, de overige 158 mm (32%) voert af via de overstort.

Tabel A Jaarbalans met verdeling over afvoerroutes standaard vgs (berging 4 mm, poc 0,3 mm/h), gebaseerd op KNMI-neerslag 2001-2010
Route	[mm/jaar]	[% nettoneerslag]
Neerslag	855
Initieel verlies	132
Infiltratieverlies	234

Nettoneerslag	488	100%
Richting rwzi	331	68%
Via de overstort	158	32%

Antwoord op de vraag: hoeveel hemelwaterafvoer naar rzwi?

Deze rekenresultaten tonen dat een standaard vgs – ondanks de aanwezigheid van een gescheiden rioolstelsel – op jaarbasis alsnog ongeveer twee derde van de nettoneerslag richting de rwzi afvoert. De waterschijf van 331 mm komt overeen met een hemelwatervolume van circa 3.300 m³ per hectare aangesloten verhard oppervlak per jaar.

Definities inloopverliezen en buien

De keuze voor de grootte van de inloopverliezen is (uiteraard) bepalend voor de hoeveelheid water die niet tot afstroming komt. Minder initieel en infiltratieverlies leidt tot een grotere nettoneerslag en vice versa. Maar hoewel de absolute hoeveelheden veranderen, leiden aanpassingen aan de inloopverliezen alleen tot marginale veranderingen in de verdeling van de nettoneerslag over de beide afvoerroutes (naar rwzi of via de overstort). Een soortgelijk resultaat geeft aanpassing van de definitie van een bui (nieuwe bui na X uur droog).

¹ CUWVO (1992). Overstortingen uit rioolstelsels en regenwaterlozingen. Aanbevelingen voor het beleid en de vergunningverlening. Coördinatiecommissie Uitvoering Wet Verontreiniging Oppervlaktewateren werkgroep IV, Den Haag.

Afvoer hemelwater richting rwzi vanuit standaard vgs