Huidige rioolmodellen ruiken niet fris

Wanneer en waar raakt de riolering in Nederland overbelast? Experts weten het niet zeker. Omdat er bijna geen metingen zijn verricht, vertrouwen ze op computermodellen. Onverstandig, meent TU’s nieuwe rioolprof dr.ir. François Clemens.

Regenwater blijft op straat staan. Kelders lopen onder en rioolwater stroomt in stadsvijvers, beken en rivieren: het scenario bij een overbelast riool. Om dit te voorkomen geven de Nederlandse gemeenten de komende vier jaar in totaal zo’n zes miljard gulden uit aan de verbetering van de riolering.

De gemeentes zetten ingenieursbureaus aan het werk die de capaciteit van de riolering willen vergroten met grotere leidingen en noodreservoirs. De bureaus kunnen zich niet baseren op actuele gegevens. Volgens prof.dr.ir. François Clemens, eind vorig jaar benoemd tot hoogleraar riolering aan de TU Delft, zijn metingen hard nodig. Alleen daarmee is de capaciteit van riolen te bepalen en zijn effectieve maatregelen te bedenken tegen wateroverlast en %vervuiling.

,,Het is merkwaardig dat de modellen voor riolering nooit zijn getoetst met wat er buiten gebeurt. Hierdoor zijn er veel maatregelen genomen die niet werken.”

De riolering is het grootste doolhof in Nederland. Hoewel ons land bekend staat als een land waar alles tot op de centimeter wordt opgemeten en ingepland, geldt dit niet voor de tienduizenden kilometers riolering onder de grond.

Civiele ingenieurs moeten het doen met verouderde tekeningen van rioolstelsels die vol fouten zitten. Ze beschikken niet over uitgebreide meetreeksen, wat eigenlijk wel nodig is om vat te krijgen op de dynamiek in het riool en de veiligheidsaspecten. Met jaloezie kijken ze naar collega-ingenieurs zoals de rivieringenieurs, die uitgebreide metingen doen of laten doen naar de waterdiepten, afvoer, afmetingen van riviergeulen en intensiteit van de scheepvaart, teneinde iets te kunnen zeggen over de overstromingsrisico’s en drukte op de rivier. Ook verkeerskundigen werken met een schat aan actuele gegevens, maar dan over de verkeersdrukte en het wegennetwerk.

Virussen

Riolering-ingenieurs komen er bekaaid vanaf. Zij moeten vertrouwen op computermodellen die niet getoetst zijn aan echte metingen. Daardoor kunnen ze niet goed inschatten of een riool overbelast kan raken. Het systeem is in feite niet goed controleerbaar, de uitstroom van ongezuiverd rioolwater kan minder hevig zijn dan toelaatbaar, maar ook heviger. En dat is vervelend. Rioolwater zit namelijk vol met stoffen die schadelijk zijn voor het milieu en de volksgezondheid, waaronder bacteriën, virussen, nutriënten, zware metalen en pesticiden.

Clemens stuitte tijdens zijn rioleringsadvieswerk bij het ingenieursbureau Witteveen & Bos herhaaldelijk op onbetrouwbaregegevens over het riool. Ingenieurs zouden volgens hem de actuele toestand van het riool in kaart moeten brengen. Daarvoor ontwikkelde hij een meetopzet met adviezen voor ingenieurs over in welke putten ze het beste kunnen meten, op welke plaatsen ze de dikte van het riool moeten bepalen en hoe ze kunnen schatten hoe groot de omgeving is waarvan er water naar het riool stroomt. Met dit soort gegevens kunnen ingenieurs hun modellen ontwerpen en toetsen. Afgelopen dinsdag promoveerde Clemens op dit onderzoek bij hoogleraar numerieke vloeistofmechanica prof.dr.ir. Guus Stelling.

Ingenieurs die zich bezighouden met riolering hebben sowieso geen simpele taak. Om rioolstelsels te ontwerpen is het niet genoeg om te weten dat water naar beneden stroomt. Het vergt heel wat meer kennis om grip te krijgen op het dagelijkse transport van miljoenen liters afvalwater in de riolen. Afvalwater van zowel huishoudens en bedrijven wordt door een fijnmazig netwerk van leidingen naar zuiveringsinstallaties gepompt. Om wateroverlast op straten en in kelders te beperken tijdens hevige regenval, wordt het teveel aan afvalwater via overlopen direct vrijgelaten in rivieren en andere wateren en tijdelijk opgeslagen in opvangbekkens en ondergrondse reservoirs.

Clemens: ,,Water op straat kan grote schade geven. Aan de andere kant kan een riool nooit de ergste hoosbui verwerken. Met enige regelmaat vinden er dan ook lozingen plaats in stadsvijvers, beken en rivieren. Deze ‘overstortingen’ gebeuren via nooduitlaten die te vergelijken zijn met het overloopje in je badkuip. Bij een bepaald waterpeil stroomt het water eruit.”

Pas in de jaren tachtig besloten gemeenten de lozingen terug te dringen, zegt Clemens. ,,Het werd toen gezien als een maatschappelijk probleem. Men zag bijvoorbeeld dooie vissen in vijvers en beken. Er zijn tot nu toe geen grote ongelukken gebeurd, maar vervuiling door rioolwater is een sluipend en gevaarlijk proces.”

Kostbaar

Ingenieursbureaus berekenen nu of en waar leidingen vergroot moeten worden en ze adviseren over extra overstorten en ruimte voor waterberging. De modeluitkomsten zijn echter dikwijls onbetrouwbaar, meent Clemens. ,,Hoe dik is de leiding en hoe diep ligt die, hoe hoog is de overstortrand, hoe groot is het verharde oppervlak: allemaal gegevens die men vaak niet zeker weet. Aannemers installeren soms andere leidingen dan op de tekeningen vermeld staan, en herzieningen in het rioolstelsel worden niet gedocumenteerd. Het actueel houden van dit soort gegevens is in Nederland een groot probleem.”

Als gevolg van verkeerde gegevens onderschatten ingenieurs soms de wateroverlast die kan optreden bij hevige regenval. De riolen kunnen dan minder aan dan de computermodellen laten zien. De modellen geven ook overschattingen. Clemens ontdekte bijvoorbeeld in een wijk langs de IJssel in Deventer dat er minder overstortingen plaatsvonden dan de modellen aangaven. Gemeenten bouwen soms dure opslagbekkens voor overtollig rioolwater, maar kunnen volstaan met extra pompcapaciteit, en besparen zo flink wat geld.

Meten is dus het credo. Een meetprogramma kost vrij veel, ongeveer een ton voor een relatief klein rioolstelsel. Maar voor een goed beheer van het riool zijn er nu eenmaal betrouwbare gegevens nodig, zegt Clemens. Gemeenten in Nederland gaan de komende vier jaar in totaal zo’n zes miljard uitgeven aan riolering. Meten is dan geen overbodige luxe. Clemens vergelijkt het met de stormvloedkering in de Oosterschelde die in totaal zo’n acht miljard heeft gekost. Ingenieurs lieten hierbij ook weinig aan het toeval over. Uitgebreide metingen hielpen hen de optimale dam te ontwerpen.

Sceptisch

Hoeveel moet er nu gemeten worden aan riolering? Clemens: ,,In theorie kan je wel dertig jaar meten in een rioolstelsel, maar dit is natuurlijk niet te doen. Door nu op strategische plekken in het riool te meten, bijvoorbeeld de waterstand, kom je echter een heel eind. Je combineert dit met modellen waardoor je uiteindelijk met veel meer zekerheid kan bepalen wat er moet veranderen aan het riool.”

Clemens’ methodiek is vooral bedoeld voor vrij moderne rioolstelsels in vlakke gebieden zoals Nederland. Prof.dr. Roland Price van het International Institute for Infrastructural, Hydraulic and Environmental Engineering in Delft (IHE): ,,In Engeland zijn er nauwelijks gegevens over de structuur van de zeer oude rioolstelsels. Dit vereist een andere aanpak.” Clemens is het hiermee eens: ,,In Engeland is er bijna geen tekening van de riolering te vinden. En er is geen geld om iedere rioolput open te trekken. Het vereist een andere manier van modelleren.”

Civieltechnici uit het binnen- en buitenland hebben inmiddels veel belangstelling getoond voor Clemens’ methodiek. Stichting Rioned, een overkoepelende organisatie voor riolering-adviesbureaus, zal een richtlijn uitgeven voor meetprogramma’s voor haar eigen leden. Clemens is nog wel sceptisch over hoe snel Nederlandse gemeenten zijn aanbevelingen oppakken. TU-hoogleraar ecologie en milieubeheer dr. Marcel Donze deelt de scepsis: ,,Een gemeente is het rotste bedrijf dat er bestaat. Met een beperkt budget moeten ze van alles doen. Ze zijn niet deskundig op het gebied van riolering en besteden dit routinematig uit.”

Clemens hoopt dat gemeenten, nu ze in het kader van de wet Milieubeheer allemaal een rioleringsplan moeten opstellen, toch goed nadenken voordat ze grote investeringen doen in riolering. ,,Als je nu fouten maakt, zit je er wel veertig jaar aan vast.”

Cartoon: Matthijs van Baarsel

Onverstandig, meent TU’s nieuwe rioolprof dr.ir. François Clemens.



Regenwater blijft op straat staan. Kelders lopen onder en rioolwater stroomt in stadsvijvers, beken en rivieren: het scenario bij een overbelast riool. Om dit te voorkomen geven de Nederlandse gemeenten de komende vier jaar in totaal zo’n zes miljard gulden uit aan de verbetering van de riolering.



De gemeentes zetten ingenieursbureaus aan het werk die de capaciteit van de riolering willen vergroten met grotere leidingen en noodreservoirs. De bureaus kunnen zich niet baseren op actuele gegevens. Volgens prof.dr.ir. François Clemens, eind vorig jaar benoemd tot hoogleraar riolering aan de TU Delft, zijn metingen hard nodig. Alleen daarmee is de capaciteit van riolen te bepalen en zijn effectieve maatregelen te bedenken tegen wateroverlast en -vervuiling.



,,Het is merkwaardig dat de modellen voor riolering nooit zijn getoetst met wat er buiten gebeurt. Hierdoor zijn er veel maatregelen genomen die niet werken.”

^{François Clemens: “Vervuiling van sloten en beken door rioolwater is een sluipend en gevaarlijk proces.” (Foto: Hans Stakelbeek)}

De riolering is het grootste doolhof in Nederland. Hoewel ons land bekend staat als een land waar alles tot op de centimeter wordt opgemeten en ingepland, geldt dit niet voor de tienduizenden kilometers riolering onder de grond.



Civiele ingenieurs moeten het doen met verouderde tekeningen van rioolstelsels die vol fouten zitten. Ze beschikken niet over uitgebreide meetreeksen, wat eigenlijk wel nodig is om vat te krijgen op de dynamiek in het riool en de veiligheidsaspecten. Met jaloezie kijken ze naar collega-ingenieurs zoals de rivieringenieurs, die uitgebreide metingen doen of laten doen naar de waterdiepten, afvoer, afmetingen van riviergeulen en intensiteit van de scheepvaart, teneinde iets te kunnen zeggen over de overstromingsrisico’s en drukte op de rivier. Ook verkeerskundigen werken met een schat aan actuele gegevens, maar dan over de verkeersdrukte en het wegennetwerk.



Virussen

Riolering-ingenieurs komen er bekaaid vanaf. Zij moeten vertrouwen op computermodellen die niet getoetst zijn aan echte metingen. Daardoor kunnen ze niet goed inschatten of een riool overbelast kan raken. Het systeem is in feite niet goed controleerbaar, de uitstroom van ongezuiverd rioolwater kan minder hevig zijn dan toelaatbaar, maar ook heviger. En dat is vervelend. Rioolwater zit namelijk vol met stoffen die schadelijk zijn voor het milieu en de volksgezondheid, waaronder bacteriën, virussen, nutriënten, zware metalen en pesticiden.



Clemens stuitte tijdens zijn rioleringsadvieswerk bij het ingenieursbureau Witteveen & Bos herhaaldelijk op onbetrouwbaregegevens over het riool. Ingenieurs zouden volgens hem de actuele toestand van het riool in kaart moeten brengen. Daarvoor ontwikkelde hij een meetopzet met adviezen voor ingenieurs over in welke putten ze het beste kunnen meten, op welke plaatsen ze de dikte van het riool moeten bepalen en hoe ze kunnen schatten hoe groot de omgeving is waarvan er water naar het riool stroomt. Met dit soort gegevens kunnen ingenieurs hun modellen ontwerpen en toetsen. Afgelopen dinsdag promoveerde Clemens op dit onderzoek bij hoogleraar numerieke vloeistofmechanica prof.dr.ir. Guus Stelling.



Ingenieurs die zich bezighouden met riolering hebben sowieso geen simpele taak. Om rioolstelsels te ontwerpen is het niet genoeg om te weten dat water naar beneden stroomt. Het vergt heel wat meer kennis om grip te krijgen op het dagelijkse transport van miljoenen liters afvalwater in de riolen. Afvalwater van zowel huishoudens en bedrijven wordt door een fijnmazig netwerk van leidingen naar zuiveringsinstallaties gepompt. Om wateroverlast op straten en in kelders te beperken tijdens hevige regenval, wordt het teveel aan afvalwater via overlopen direct vrijgelaten in rivieren en andere wateren en tijdelijk opgeslagen in opvangbekkens en ondergrondse reservoirs.



Clemens: ,,Water op straat kan grote schade geven. Aan de andere kant kan een riool nooit de ergste hoosbui verwerken. Met enige regelmaat vinden er dan ook lozingen plaats in stadsvijvers, beken en rivieren. Deze ‘overstortingen’ gebeuren via nooduitlaten die te vergelijken zijn met het overloopje in je badkuip. Bij een bepaald waterpeil stroomt het water eruit.”



Pas in de jaren tachtig besloten gemeenten de lozingen terug te dringen, zegt Clemens. ,,Het werd toen gezien als een maatschappelijk probleem. Men zag bijvoorbeeld dooie vissen in vijvers en beken. Er zijn tot nu toe geen grote ongelukken gebeurd, maar vervuiling door rioolwater is een sluipend en gevaarlijk proces.”



Kostbaar

Ingenieursbureaus berekenen nu of en waar leidingen vergroot moeten worden en ze adviseren over extra overstorten en ruimte voor waterberging. De modeluitkomsten zijn echter dikwijls onbetrouwbaar, meent Clemens. ,,Hoe dik is de leiding en hoe diep ligt die, hoe hoog is de overstortrand, hoe groot is het verharde oppervlak: allemaal gegevens die men vaak niet zeker weet. Aannemers installeren soms andere leidingen dan op de tekeningen vermeld staan, en herzieningen in het rioolstelsel worden niet gedocumenteerd. Het actueel houden van dit soort gegevens is in Nederland een groot probleem.”



Als gevolg van verkeerde gegevens onderschatten ingenieurs soms de wateroverlast die kan optreden bij hevige regenval. De riolen kunnen dan minder aan dan de computermodellen laten zien. De modellen geven ook overschattingen. Clemens ontdekte bijvoorbeeld in een wijk langs de IJssel in Deventer dat er minder overstortingen plaatsvonden dan de modellen aangaven. Gemeenten bouwen soms dure opslagbekkens voor overtollig rioolwater, maar kunnen volstaan met extra pompcapaciteit, en besparen zo flink wat geld.

Meten is dus het credo. Een meetprogramma kost vrij veel, ongeveer een ton voor een relatief klein rioolstelsel. Maar voor een goed beheer van het riool zijn er nu eenmaal betrouwbare gegevens nodig, zegt Clemens. Gemeenten in Nederland gaan de komende vier jaar in totaal zo’n zes miljard uitgeven aan riolering. Meten is dan geen overbodige luxe. Clemens vergelijkt het met de stormvloedkering in de Oosterschelde die in totaal zo’n acht miljard heeft gekost. Ingenieurs lieten hierbij ook weinig aan het toeval over. Uitgebreide metingen hielpen hen de optimale dam te ontwerpen.



Sceptisch

Hoeveel moet er nu gemeten worden aan riolering? Clemens: ,,In theorie kan je wel dertig jaar meten in een rioolstelsel, maar dit is natuurlijk niet te doen. Door nu op strategische plekken in het riool te meten, bijvoorbeeld de waterstand, kom je echter een heel eind. Je combineert dit met modellen waardoor je uiteindelijk met veel meer zekerheid kan bepalen wat er moet veranderen aan het riool.”



Clemens’ methodiek is vooral bedoeld voor vrij moderne rioolstelsels in vlakke gebieden zoals Nederland. Prof.dr. Roland Price van het International Institute for Infrastructural, Hydraulic and Environmental Engineering in Delft (IHE): ,,In Engeland zijn er nauwelijks gegevens over de structuur van de zeer oude rioolstelsels. Dit vereist een andere aanpak.” Clemens is het hiermee eens: ,,In Engeland is er bijna geen tekening van de riolering te vinden. En er is geen geld om iedere rioolput open te trekken. Het vereist een andere manier van modelleren.”



Civieltechnici uit het binnen- en buitenland hebben inmiddels veel belangstelling getoond voor Clemens’ methodiek. Stichting Rioned, een overkoepelende organisatie voor riolering-adviesbureaus, zal een richtlijn uitgeven voor meetprogramma’s voor haar eigen leden. Clemens is nog wel sceptisch over hoe snel Nederlandse gemeenten zijn aanbevelingen oppakken. TU-hoogleraar ecologie en milieubeheer dr. Marcel Donze deelt de scepsis: ,,Een gemeente is het rotste bedrijf dat er bestaat. Met een beperkt budget moeten ze van alles doen. Ze zijn niet deskundig op het gebied van riolering en besteden dit routinematig uit.”



Clemens hoopt dat gemeenten, nu ze in het kader van de wet Milieubeheer allemaal een rioleringsplan moeten opstellen, toch goed nadenken voordat ze grote investeringen doen in riolering. ,,Als je nu fouten maakt, zit je er wel veertig jaar aan vast.”

Door: Hugo Bouter