Mei 2024
Diepe waterbuffers tegen overstromingen en droogte in de stad
Van lineair naar circulair watersysteem
Steeds vaker zijn ze te vinden in het straatbeeld: speelse tegelfonteinen of fraaie bakken met rietachtig groen. Hier ontmoet stadsarchitectuur circulair watermanagement. Grote kans namelijk dat deze omgevingselementen onderdeel zijn van een ingenieus ondergronds systeem waar waterzuivering en wateropslag elkaar ontmoeten.
Eeuwenlang is Nederland kampioen geweest in het zo snel mogelijk afvoeren van water naar zee. Maar water vasthouden wordt steeds belangrijker. Dat geldt voor onze veengronden om broeikasgassen op te slaan, of in agrarische gebieden voor een goede oogst. Maar ook voor de leefbaarheid in stedelijke gebieden wordt het vasthouden van water steeds belangrijker. Waterbuffering is hét groene, duurzame antwoord op de uitdagingen waar de beheerders van het gemeentelijke watersysteem voor staan. In plaats van regenwater af te voeren naar het riool, kun je het in natte periodes ook opslaan in de bodem, en later gebruiken in tijden van droogte. ‘Dat betekent de omslag van een lineair watersysteem naar een circulair watersysteem’, zegt Ruben Wentink. Hij is Senior Business Developer bij FieldFactors. Het bedrijf houdt zich bezig met het combineren van ontwerp, engineering, hydrologie en technologie, met als doel de stedelijke watercyclus te verduurzamen. FieldFactors maakt daarbij ook gebruik van natuurlijke processen en methodes. Wentink: ‘Dus geen omvangrijke tanks van beton of kunststof in de grond, maar optimale benutting van de geohydrologische eigenschappen van grondlagen.’
Principewerking van een urban water buffer.
Biologische zuivering
‘Wij slaan regenwater op in de diepe ondergrond. In de kustgebieden van Nederland gebruiken we het eerste watervoerend pakket, het zandpakket dat tussen twee ondoordringbare lagen ligt. Afhankelijk van de lokale omstandigheden ligt dat gemiddeld op vijftien tot dertig meter diepte. Het zand is van nature gevuld met brak water. Wanneer je daar zoet water naartoe brengt, mengt dat niet met het brakke water, waardoor je een zoetwaterbel creëert. In het oosten van het land ontbreken deze kleilagen, waardoor het water potentieel verder wegzakt, dus daar doen we een aanvulling op het bestaande grondwatersysteem.’
De verstening door daken, parkeerterreinen en wegen die natuurlijke infiltratie onmogelijk maken, zijn in dit systeem juist onmisbaar voor het oogsten van zoveel mogelijk volume aan regenwater. Bij herinrichting van de openbare ruimte kunnen ook gescheiden hemelwaterafvoer en drainagesystemen deel uitmaken van de opvanginfrastructuur. Voor nieuw te ontwikkelen gebieden wordt al gewerkt met gescheiden systemen, en is regenwater vanuit de hemelwaterregeling en watertoets al punt van aandacht. Voordat het water geïnfiltreerd wordt in de diepe ondergrond, ondergaat het een biologische zuivering via een zandpakket dat onder meer zwevende deeltjes, zware metalen, voedingsstoffen en organische verontreinigingen uitfiltert. Wentink: ‘Dit biofilter is het enige dat van het systeem op straatniveau zichtbaar is, en heeft de uitstraling van een aantrekkelijk groenelement. De vorm van het filter is afhankelijk van de omgeving, en kan aangepast worden aan het ontwerp van de stadarchitect of stedelijk beheerder. Eventueel is er ook nog een natuurlijke vooropvang, zoals een gemeentelijke vijver, greppel of andere wadi-faciliteit (Wadi staat voor ‘Water Afvoer Drainage en Infiltratie’) nodig als retentieopvang. Wij proberen daar zo dicht mogelijk bij te liggen met ons systeem om de belasting voor de ondergrond te minimaliseren.’
Regenwater opslaan op vijftien tot dertig meter diepte in zandgrond
Geboorde infiltratiebron
BlueBloqs, zoals het watermanagementsysteem van FieldFactors heet, omvat verschillende onderdelen. Naast de al genoemde geavanceerde biologische zuivering, het BlueBiofilter, zijn dat ook de technische installaties met de verzamelnaam BlueHub en de infiltratiebron BlueWell. De watertechnische ruimte met meet- en regelapparatuur en pompen bevindt zich onder straatniveau en is via twee luiken toegankelijk. De verzamelde, gezuiverde, opgeslagen en teruggewonnen watervolumes worden door het systeem gemeten en inzichtelijk gemaakt via het H2Q Dashboard. Een slim controlesysteem bewaakt de parameters van de waterkwaliteit en waarschuwt op ingestelde waarden ten aanzien van pH (zuurgraad) en EC (zoutgraad), waardoor het grondwater en eindgebruikers van hergebruikt water worden beschermd. Wentink: ‘Het gezuiverde regenwater slaan we op in een geboorde infiltratiebron in de ondergrond waaruit het later weer kan worden onttrokken. In sommige gevallen leggen we twee bronnen aan, een voor infiltratie en een tweede voor onttrekking, bijvoorbeeld vanwege stroming in het grondwater. Afhankelijk van de stroomsnelheden kan dat een tiental meters zijn.’ Het ontwerp en de inrichting van de BlueHub verzorgt FieldFactors in eigen beheer, maar voor alle aansluitingen naar buiten schakelt het bedrijf of de opdrachtgever altijd installateurs in.
De watertechnische ruimte (Bluehub) van het watermanagementsysteem BlueBloqs van FieldFactors, met meet- en regelapparatuur en pompen, bevindt zich onder straatniveau en is via twee luiken toegankelijk.
Toiletspoeling en bluswater
De kracht van BlueBloqs is de meervoudige probleemoplossing. Het watermanagementsysteem verhoogt de retentiecapaciteit om riooloverstorten te voorkomen, hergebruikt regenwater om droogte tegen te gaan, voegt groen toe om hittestress te verminderen en stabiliseert het grondwaterpeil om bodemdaling tegen te gaan. Ook is de watervoorraad in te zetten voor toiletspoeling, schoonmaakwater, bluswater of voor stadsreiniging, om maar wat voorbeelden te noemen. Iemand die inmiddels een jaar of tien ervaring heeft als opdrachtgever is Bert de Doelder, adviseur waterprojecten bij de gemeente Rotterdam. Zo was hij betrokken bij het regenwaterproject rond het voetbalstadion van Sparta (zie kaders met voorbeeldprojecten). Inmiddels zijn er twee kleinere systemen met dezelfde technologie aangelegd in de ‘Klimaatstraat’ Robert Fruinstraat en in de buitenruimte van het Museumpark rond Depot Boijmans Van Beuningen. Twee projecten - bij Rotterdam Ahoy en de herinrichting van het Driehoeksplein - zijn in ontwikkeling. De projecten park op het Hofbogenviaduct en vergroening van de Hofpleinvijver, beide ook in Rotterdam, zitten in de ontwerpfase. De Doelder: ‘We hebben ontdekt dat opslag van water in ondergrondse grondlagen een efficiënte methode is die weinig beslag legt op openbare ruimte.’
Lessen geleerd
Door alle projecten heeft de gemeente Rotterdam veel ervaring opgebouwd. ‘En lessen geleerd’, zegt De Doelder. ‘Zo kwamen we er na het eerste project bij voetbalclub Sparta achter dat de aanleg van de tijdelijke opvang maar liefst een kwart tot een derde van het budget heeft opgesnoept. Daar denken we voortaan dus slimmer over na. In het Museumpark heeft om die reden de bestaande vijver die retentiefunctie gekregen. En bij te verwachten zware regen verlagen we al in de dagen ervoor het peil, zodat er voldoende opslagvolume ontstaat. Daarnaast hebben we als ingenieursbureau van de gemeente zelf een innovatieve oplossing bedacht voor het gebrek aan buitenruimte bij de Hofpleinvijver. In plaats van het bovengrondse zandfilter gaan we daar onder de grond steenwol toepassen. Dat heeft, behalve een bergende kwaliteit, ook een zuiverende kwaliteit.’
Wentink ziet de belangstelling voor natuurlijk, stedelijk waterbeheer overal in Nederland toenemen. ‘De investering bedraagt ‘slechts’ 250.000 euro voor 20.000 m3. Als je daarmee andere problemen voorkomt, betaalt die zich snel terug. Zo bedragen herstelkosten bij funderingsproblematiek, zoals zettingsschade en paalrot, al snel 60.000 tot 100.000 euro per woning. Die kosten hoef je niet meer te maken als je het BlueBloqs-systeem integreert in de bestaande stedelijke infrastructuur met reeds gescheiden riolering. Zónder dat we de straat open hoeven te breken om grotere rioolbuizen of dempingstanks aan te leggen. Maar je kunt het natuurlijk ook direct meenemen bij rioolvervangingen. Daarmee is verstening voortaan niet langer automatisch een klimatologische vloek, maar mogelijk een drinkwaterbesparende zegen.’
Klapwijk
Fluctuerende grondwaterstanden en plaatselijk verdrogend veen zorgden voor bodemdaling in de Klapwijk in Pijnacker-Nootdorp. Tot meer dan een meter in de afgelopen dertig jaar. De ambitie van de gemeente om de wijk klimaatbestendiger te maken door het regenwater binnen de wijk te beheren, kwam lokaal in een stroomversnelling dankzij de geplande grootschalige renovatie van de riolering. Inmiddels vangen goten op straatniveau regenwater op en laten dit langzaam in de grond infiltreren naar de riolering. De vijver in het park fungeert als vooropvang, voordat het water wordt gezuiverd en opgeslagen in de diepe ondergrond. In droge periodes wordt het water omhooggehaald en via dezelfde afvoerkanalen teruggebracht om het grondwaterpeil stabiel te houden. Het gezuiverde water wordt ook gebruikt voor verkoeling en voor kinderen om mee te spelen tijdens warme zomerdagen. Een prettig neveneffect van de drains is dat parken en speelplaatsen snel droog zijn na hevige regenval.
Stroomgebied: 45.500 m2
Buffer: 115 m3
BlueBiofilter: 60 m2
Opgeslagen water: 30.000 m3
Hergebruikt water: 13.500 m3
Sparta-stadion
Bij voetbalclub Sparta is vier hectare stedelijk gebied aan parkeerterrein, pleinen en daken ontkoppeld van de riolering. Het opgevangen regenwater gaat eerst naar een retentiebekken onder het Cruyff Court. Vanuit die vooropvang stroomt het water naar een Bluebloqs-biofilter van honderd vierkante meter. Dat is overigens niet herkenbaar als filter, maar ziet er uit als een ‘gewone’ groene plantenbak waar bezoekers bij wedstrijden overheen lopen. Het gezuiverde water wordt vervolgens via een infiltratieput op een diepte van twintig meter opgeslagen in een zandlaag. Dit water wordt later opgepompt en gebruikt voor irrigatie van de grasmat in het Sparta-stadion, en voor verkoeling en kinderpret tijdens de warme zomerdagen via het biofilter en een waterpartij.
Opvang: 40.000 m2
Buffer: 1.400 m3
Biofilter: 90 m2
Opgeslagen water: 25.000 m3
Hergebruikt water: 15.000 m3
Diergaarde Blijdorp
De besparing aan drinkwater bedraagt 9 miljoen liter nu de dierenverblijven worden schoongemaakt met regenwater, dat eveneens de planten voedt en de drinkbakken van de dieren vult. Tezamen is dat goed voor ongeveer een derde van het totale drinkwaterverbruik van de dierentuin. Aanleg van het zogeheten ‘klimaatplein’ viel samen met de renovatie van de verzakte voormalige entree. Direct onder het opgehoogde voorplein is een 490 m2 grote vooropvang gerealiseerd voor regenwater dat afkomstig is van de omringende daken. Nadat het biofiltersysteem het regenwater heeft gezuiverd, volgt het water een afwijkende route: in plaats van infiltratie naar een geschikte grondlaag is gebruikgemaakt van een groot bestaand waterreservoir dat nu dienstdoet als regenwaterkelder.
Opvang: 9.900 m2
Buffergrootte: 130 m3
Biofilter: 65 m2
Opgeslagen water: 7.800 m3/jaar
Hergebruikt water: 7.800 m3/jaar