Infiltrerende verharding in de praktijk

Tekst: mw. Ted Veldkamp, Hogeschool van Amsterdam en Frank de Groot
Beeld: Hogeschool van Amsterdam, tenzij anders vermeld

Foto: Frank de Groot.

Klimaatverandering en veranderend landgebruik zetten het leefklimaat en het watersysteem in de stad steeds meer onder druk. Eén van de manieren om klimaatbestendiger te worden is ervoor te zorgen dat meer regenwater in de bodem infiltreert en minder hoeft te worden afgevoerd via het rioolstelsel. Dit heeft voordelen als minder wateroverlast, minder belasting van de riolerings-, zuiverings- en oppervlaktewatersystemen, en bovendien gaat het verdroging tegen. In diverse gemeenten zijn dan ook infiltrerende verhardingen aangelegd als alternatief voor een regenwaterriool om het regenwater vast te houden, te bergen en daarna pas af te voeren.

MKB biedt oplossingen

Door de opkomst van infiltrerende verhardingen heeft de afgelopen tien jaar een groot aantal MKB ondernemingen zich toegelegd op het aanbieden van infiltrerende verhardingen. Het gaat hierbij met name om innovaties op het gebied van:

• Waterpasserende verharding: verharding met vergrote voegen waardoor het water passeert, en
• Waterdoorlatende verharding: verharding van poreus bestratingsmateriaal dat regenwater doorlaat.

Door problemen met de afname van infiltratiesnelheid, en onduidelijkheid over beheer en onderhoud zakt de markt momenteel in. Vele gemeenten besluiten na enkele praktijkmetingen de aanleg van doorlatende verharding sterk te verminderen en of hiermee geheel te stoppen. Dit is echter vaak gebaseerd op een beperkt aantal (onnauwkeurige) metingen en zonder onderscheid voor de verschillende soorten infiltrerende verharding en innovaties. De MKB-ondernemingen zitten met de vraag hoe ze hun doorlatende verharding zo kunnen aanpassen dat gemeenten en andere inrichters van straten erin blijven geloven en het aan blijven leggen. Ze willen daartoe meer inzicht in het functioneren van de doorlatende verharding op de lange termijn. Op die wijze kunnen zij hun producten optimaliseren alsmede het beheer en onderhoud ervan.

Het project ‘Infiltrerende stad’ (zie kadertekst) heeft als doel het gebrek aan kennis over de effectiviteit van infiltrerende verharding aan te pakken ten behoeve van de innovatieve MKB-ondernemingen. Hierbij gaat het om het verkrijgen van meer inzicht in het korte en lange termijn functioneren van hun producten. Daarnaast betreft het de opbouw van inzicht omtrent het nut van en de noodzaak tot beheer en onderhoud om de effectiviteit op lange termijn te waarborgen.

Infiltratieproef middels de zogenoemde ‘full-scale’ methode in Grubbenvorst.

Infiltratieproeven

Als onderdeel van het project De Infiltrerende Stad zijn meer dan honderd infiltratieproeven gedaan. Middels zeventig infiltratieproeven uitgevoerd door heel Nederland (waarvan 67 gebruikt voor de analyse) is onderzocht hoe infiltrerende verharding functioneert in de praktijk. Daarbij is gekeken naar het functioneren van infiltrerende verharding op de korte en lange duur en is onderzocht hoe diverse systeemkenmerken en omgevingsfactoren het functioneren in de praktijk beïnvloeden. Met behulp van reinigingsproeven is beoordeeld wat het effect is van verschillende beheer- en onderhoudsmethodes op de infiltratiesnelheid.

Van de 67 infiltratieproeven die zijn uitgevoerd zijn 29 infiltratieproeven uitgevoerd op een locatie met waterdoorlatende verharding, 38 infiltratieproeven zijn uitgevoerd op een locatie met een waterpasserende verharding. De praktijkproeven zijn uitgevoerd middels de zogenoemde ‘full-scale’ methode (zie foto). Daarbij wordt per locatie een representatief gedeelte van de straat met een grootte van tenminste 4 m² afgebakend met zandzakken en daaropvolgend een aantal maal onder water gezet tot een diepte van ten minste 5 centimeter. Het water kan door de afbakening met zandzakken niet uitstromen naar andere afvoermogelijkheden. Hierdoor geeft de snelheid van het zakken van de waterstand een goede representatie van de infiltratiesnelheid op locatie. Het zakken van de waterstand is gemeten met behulp van drie waterstandsmeters (hydraulische druk), met een meetinterval van 30 seconden. Handmetingen zijn gebruikt ter controle en als back-up van de automatische waterstandsmetingen.

Door per infiltratieproef de testopstelling ten minste twee tot drie keer onder water te zetten en te laten leeglopen kon worden getoetst wat de infiltratiesnelheid onder verzadigde en onverzadigde omstandigheden is. Op tien van de twaalf locaties is de infiltratiesnelheid getoetst onder zowel verzadigde en onverzadigde omstandigheden (zie Tabel 1).

Door per proeflocatie proeven uit te voeren voor en na onderhoud is onderzocht wat het effect van specifieke vormen van beheer en onderhoud is op de infiltratiesnelheid van de specifieke locatie. Hiertoe zijn op acht van de twaalf locaties aanvullende proeven uitgevoerd naar het effect van beheer en onderhoud (zie Tabel 1).

Onderhoud infiltrerende bestrating met ZOAB-reiniger. In dit geval wordt het proefvak in Grubbenvorst gereinigd.

Resultaten

Uit de resultaten blijkt dat met een gemiddelde infiltratiesnelheid van 540 mm/uur de onderzochte infiltrerende voorzieningen ruim boven de Nederlandse en internationale streefwaarden functioneren. Bij 65 infiltratieproeven is een infiltratiesnelheid gemeten van ten minste 60 mm/uur. Bij 43 infiltratieproeven was de gemeten infiltratiesnelheid hoger dan 194 mm/uur. De gemiddeld gemeten infiltratiesnelheid van de onderzochte innovaties ligt zelfs op 740 mm/uur.

Wanneer een onderscheid wordt gemaakt tussen waterpasserende en waterdoorlatende verharding verschillen de gemeten infiltratiesnelheden nauwelijks van elkaar, met respectievelijk gemiddeldes van 500 mm/uur ten opzichte van 570 mm/uur onder onverzadigde en niet gereinigde condities (zie Figuur 1). Wanneer we de infiltratiesnelheid per proeflocatie vergelijken met het profiel van de verharding op locatie vinden we aanzienlijke verschillen. Van gemiddeld 190 mm/uur voor een hol profiel tot gemiddeld 1630 mm/uur voor een vlakprofiel (Zie Figuur 2).

De infiltratiesnelheid neemt in de tijd af met gemiddeld 74 mm/uur per jaar. Leeftijd is echter slechts één verklarende variabele voor de gemeten verschillen in infiltratiesnelheid. De resultaten laten zien dat diverse omgevingsfactoren de infiltratiesnelheid en terugloop van infiltratiesnelheid beïnvloeden, zoals de aanwezigheid van bomen en struiken, en de verkeersintensiteit. Beheer- en onderhoud kan een grote rol spelen bij het behouden of verbeteren van de infiltratiesnelheid van infiltrerende verharding in de praktijk.

De analyse van de resultaten uit zeventien reinigingsproeven laat zien dat reiniging van infiltrerende verharding de infiltratiesnelheid gemiddeld met 380% kan verhogen. Dat is belangrijk omdat enerzijds ervoor gezorgd kan worden dat infiltrerende verharding daarmee beter blijft functioneren over langere tijd. Bovendien wordt daarmee een verlenging van de levensduur bewerkstelligd. Een MKBA analyse laat daarnaast zien dat het toepassen van een infiltrerende verharding in combinatie met het uitvoeren van grondig beheer en onderhoud – en daarmee dus verlenging van de levensduur – over het algemeen kosteneffectief is ten opzichte van het toepassen van regulier beheer en onderhoud of het niet toepassen van infiltrerende verharding.

Figuur 1. Infiltratiesnelheid in relatie tot type verharding.

Figuur 2. Infiltratiesnelheid in relatie tot wegprofiel.

Conclusies

De conclusies van dit onderzoek bieden zowel gemeenten als MKB-ondernemingen een goed startpunt om verder te werken met en aan de toepassing van infiltrerende verharding in de praktijk. De metingen laten zien dat veel van de infiltrerende verharding die in Nederlandse gemeenten ligt naar behoren functioneert. Tegelijkertijd tonen de resultaten dat de infiltratiecapaciteit van infiltrerende verhardingen achteruit gaat met de tijd (74 mm/uur per jaar). De toename in infiltratiecapaciteit die bereikt kan worden middels reiniging toont tenslotte aan dat beheer en onderhoud, mits juist toegepast, een cruciale rol kan spelen in het bewaren of verbeteren van de infiltratiesnelheid van infiltrerende verharding in de praktijk.

Om voor individuele locaties de lange termijneffecten van diverse omgevingsfactoren én van beheer en onderhoud op de effectiviteit van infiltrerende verharding in de praktijk te kunnen bepalen zijn echter meerjarige metingen nodig op locatie. Gemeenten wordt geadviseerd om bij aanleg van infiltrerende verharding een meet- en monitoringsprotocol op te stellen dat de uitvoering van meerjarige metingen waarborgt en vastlegt. Alleen zo kan een optimaal onderhoudsschema worden ontwikkeld waarmee een goede werking van infiltrerende verharding op de langere termijn kan worden geborgd en kan een afweging op kosten en baten worden gemaakt wat betreft grootschaligere implementatie van de infiltrerende verharding in de praktijk.

Tabel 1: Locaties en kenmerken van de praktijkproeven