Bovengronds infiltreren, goedkoop is niet gelijk aan simpel.

Yves Dehondt, Tuin- en landschapsarchitect • 14 juni 2017

De verordening hemelwater doet heel wat bewegen bij architect, aannemer en bouwheer. De verstrengde regelgeving is ondertussen een goeie drie jaar oud, maar toch blijft menig architect gekneld met geschikte oplossingen voor buffer- en infiltratiemogelijkheden. Hoewel er zich een uitgebreide markt ontwikkeld heeft met allerhande systemen en materialen, gaat de voorkeur ernaar uit om systemen toe te passen die het meest aanleunen bij de natuurlijke cyclus: bovengrondse infiltratievoorzieningen. Het gebruik van infiltratiegrachten, -sleuven, -bekkens of –kommen of wadi’s vormt bovendien vaak een budgettair interessante aanpak die zeker bij de particuliere en/of kleinschalige bouwprojecten nog onvoldoende ingang kent. In dit artikel bespreken we enkele aandachtspunten bij het ontwerp, de uitvoering en het onderhoud van deze bovengrondse systemen.

Infiltratiebekken, opgevuld met lavastenen

Korte opfrissing van de verschillende systemen

Infiltratiegrachten vormen de meest eenzijdige systemen. Door zijn steile randen is dit systeem vaak niet meer dan zijn intrinsieke functie, een gracht. Op basis van de projectieoppervlakte hebben ze de grootste buffercapaciteit. De beheerkost is vaak navenant: de beperkte toegankelijkheid doet immers vaak teruggrijpen naar gespecialiseerd materiaal voor het maaien van gras, dat anders is dan bijvoorbeeld voor het aanliggende gazon.

Infiltratiesleuven vormt een variant hierop waarbij een steenslagkoffer omhuld wordt met een geotextiel. Het gebruik van steenslag zorgt zowel voor een goeie waterinfiltratie alsook een verwaarloosbare onderhoudskost. Het blijft echter beperkend voor de functies, anders dan het infiltreren zelf, waarvoor men de oppervlakte wil gebruiken. Ook het ontbreken van enige vorm van inspectiemogelijkheid en het beperkte buffervolume (=poriënvolume) dienen hier als nadelen meegegeven te worden.

Infiltratiekommen en – bekkens vormen verlaagde pannen van respectievelijk minder of meer dan 30 cm diepte en met een natuurlijke of kunstmatige bodemafwerking. Infiltratiekommen zijn zeer toegankelijk, zowel tijdens het ontwerp en de uitvoering, en praktisch tijdens het beheer. De beheerkost is gering indien deze geïntegreerd wordt in een ruimer concept met maaibeheer. Bij infiltratiebekkens wordt vaak gebruik gemaakt van grover steenmateriaal. Ongeacht de esthetische kwaliteit van een ‘uitgedroogde rivierlook’ kan gesteld worden dat de kostprijs ervan de aanleg en het onderhoud van groene oplossingen vele malen overstijgt. Bij regelmatige aanvoer van organische stof met het hemelwater krijgen kruidachtigen immers, gewenst of ongewenst, kansen. De beheerkost stijgt in dat geval significant door het manueel wieden.

Waterinfiltratiezones in een geïntegreerd ontwerp

Wadi’s, soms ook als ‘swales’ terug te vinden in de literatuur, zijn verbeterde infiltratiekomsystemen. Het toevoegen van een drainagekoffer en een gespecifieerde toplaag zorgt ervoor dat infiltratie ook mogelijk wordt in minder doorlatende gronden. Het vormt een ideaal prijs- en kwaliteitscompromis tussen eenvoudige infiltratiekommen en duurdere ondergrondse systemen. Het water wordt tijdelijk gebufferd in de kom, percoleert doorheen de toplaag in de ondergrond. Bij piekbelastingen vangt een slokop het overstortend water op en voert deze rechtstreeks af naar een drainerende grindkoffer die onder de toplaag ligt.

Principetekening wadi

Materiaalkeuze wadi’s

Bij de materiaalkeuze, dient de aandacht gevestigd te worden op:

De performantie van de toplaag. Deze moet lucht- en waterdoorlatend zijn doch voldoende vochthoudend voor vegetatie. De toplaag bestaat uit een groeimedium / grondverbeteraar met een minerale en een organische fractie. De minerale fractie zorgt voor structuur (=skelet), ook in geval van verdichting door gebruik of onderhoud. In de praktijk wordt vaak een mengverhouding drie delen drainagezand met twee delen zandlemige teelaarde voorgeschreven. Ook het gebruik van bomenzand kan hierin een oplossing bieden. Het aandeel lutumfractie (deeltjes < 2µm) wordt in de toplaag best zo laag mogelijk (onder 1%) gehouden aangezien dit vooral de poriën kan verstoppen. De organische fractie vormt de nutritionele buffer voor de vegetatie en wordt bepaald door het humusgehalte. Humus verbetert de korrelstructuur wat opnieuw positief bijdraagt tot de waterdoorlatendheid. Praktijkvoorbeelden met 3 tot 10% humusgehalte blijken afdoende resultaat te geven. De dikte van de toplaag varieert in functie van de vegetatie en ligt tussen de 15 en 40 cm dikte.
Het juiste aggregaat en de juiste geotextiel. Het aggregaat bestaat bij voorkeur uit een grofkorrelig rond medium (geëxpandeerde kleikorrels of rolkeien). Deze worden ingepakt in een volledig omsloten geotextiel. Ondanks het geotextiel gevoelig is voor verslemping, bestaan nauwelijks richtlijnen. Een veilige aanname is een doorlatendheid van minimum 35 l/sec/m². (Tauw, 1999).De voorkeur gaat ernaaruit om gebruik te maken van een non-woven geotextiel.

Materialen voor inwerking in een aggregaatkoffer

De drainagebuis. De drainagebuis dient geplaatst te worden in de aggregaatkoffer. De drainagebuis mag niet biodegradeerbaar zijn en moet zonder omhulsel uitgevoerd worden. Kokosbuizen zijn aldus uit den boze!
Het belang van de juiste vegetatiekeuze. Vele wadi’s worden aangelegd met gras. Gezaaid gras geniet de voorkeur, aangezien grasmatten meestal bestaan uit een leemkleiige zode die nefast is voor de waterdoorlaatbaarheid. Gras maakt het makkelijker om organische massa (door inspoeling of bladval) te verwijderen ten opzichte van andere vochtminnende vegetatie. Anderzijds geeft het betoog voor vochtminnende planten de mogelijkheid tot een visuele meerwaarde en diepere inwerking van wortels. Deze laatste komt de waterdoorlaatbaarheid van de bodem ten goede. In geval van een beperkte toegankelijkheid en een beperkt beheer is de kans op chronisch structuurbederf van de bodem in dat geval kleiner. Om diezelfde reden is de aanleg van bovengrondse infiltratiesystemen tijdens droge periodes een must! De grondverwerking gebeurt hierbij zoveel mogelijk van buitenaf.

Kruidachtige vegetatie (lichte prairievegetatie)

Meten is weten, vooral te velde.

Al te vaak worden bovengrondse infiltratievoorzieningen afgedaan als ‘graaf een putje, en we zien wel’. De eerste afweging ervan kan gebeuren op basis van de vuistregels en bestaand kaartmateriaal (vb. bodemkaart). Echter, in stedelijke gebieden waar infiltratie het meest nodig lijkt, zal vaak de bodemklasse OB, ON, OT,… voorkomen, zijnde kunstmatige grond door menselijke activiteit. Een infiltratieproef in situ brengt een grotere zekerheid. Een zeer courante methode hiervoor in Vlaanderen is een dubbele ringproef waar de infiltratiesnelheid gemeten wordt. Deze snelheid is afhankelijk van bodemtextuur (opeenvolging) en structuur. Een dubbele ring methode houdt beter rekening met de laterale flow die vooral voorkomt door vb. ondiepe ondoordringbare lagen onder het infiltratieoppervlak. (IMDC nv, 2016). De proef (omschreven in ASTM D35585-03) gebeurt dus best op de vooropgestelde diepte en/of terreinpositie om een waarheidsgetrouw beeld te vormen. Bij gevolg wordt ook die zone gevrijwaard van verdichting of verontreiniging tijdens het bouwproces.

Gezien het niveau van de hoogste grondwaterstand belangrijk is, is het ook zaak om meermaals doorheen het jaar peilmetingen uit te voeren. Bovenal zou de gemiddeld hoogste stand de meest wenselijke zijn, te meten over meerdere jaren, doch dit is in de praktijk zelden haalbaar. Ook hier wijkt een stedelijke context vaak af van kaartmateriaal. Deze toegankelijke metingen zijn onontbeerlijk voor een accurate berekening en worden toch zelden uitgevoerd.

Detail bovengrondse waterafvoer richting wadi

Aandachtspunten bij de inplanting en dimensionering

De logica bepaalt dat bovengrondse infiltratiesystemen zo laag mogelijk gepositioneerd worden op het terrein, bij voorkeur niet in de nabijheid van kinderen. Een actieradius van 150 m wordt aanzien als de afstand die kinderen jonger dan vier zelfstandig kunnen bereiken (C&V, 1994). Pragmatische zin relativeert echter het risico. De hellingen kunnen immers kindvriendelijk ingesteld worden (1:3 of zwakker). Bovendien spelen kinderen nauwelijks buiten bij regenachtige periodes.

Voor de dimensionering van kleinschalige bovengrondse infiltratiesystemen volstaat het doorgaans om de rekenregels van de GSV Hemelwater te volgen. Grootschalige bovengrondse infiltratiesystemen vereisen veelal een meer gedetailleerde berekeningsmethode. Hierbij wordt rekening gehouden met (i) de vooropgestelde ledigingssnelheid en (ii) de vooropgestelde terugkeerperiode waarop de overloop in actie schiet. Duitse en Nederlandse richtlijnen (DWA, 2005) stellen een leegloopperiode van het systeem voorop van 24u waardoor ca. 85% van het jaarlijks afstromende regenwater in de bodem kan infiltreren. Duitse richtlijnen maken een onderscheid tussen gecentraliseerde en gedecentraliseerde systemen. Bij gecentraliseerde voorzieningen houdt men bij een reeksberekening rekening met een regenreeks van tien jaar waarbij deze niet meer dan één keer op tien jaar mag falen. Bij kleinschalige systemen volstaat een vereenvoudigde berekening met een regenduurlijn en een kans op overschrijding van eens in de vijf jaar. Deze leegloopperiode van 24u is er niet enkel in functie van performantie en veiligheid maar ook met het oog op de vegetatie. Keerzijde, een te doorlatende toplaag, is evenzeer nefast voor de vegetatie door het ontbreken van plantbeschikbaar vocht. Een gerichte keuze van de toplaag is daarom cruciaal.

Ook de hoogte van de slokop t.o.v. het onderliggend bufferend vermogen is belangrijk. Deze dient dusdanig gepositioneerd te zijn dat ze maximum twee tot vijfjaarlijks in werking treedt.

Te smalle profilering van de onderste koffer leidt tot opstapeling van organisch materiaal

De doorlatendheid van de bodem kan afnemen in de tijd door dichtslibben (Tauw, 1999). Een veiligheidsfactor op de doorlatendheid van 0,5 tot 0,8 zijn daarom in de praktijk gangbaar naar gelang het al dan niet gebruiken van een voorafgaande zandvang. Het slibrisico is er niet enkel vanuit het afgevoerde hemelwater, maar is ook sterk afhankelijk van de bovenliggende vegetatie en z’n onderhoud. De opbouw van organische stof kan vermeden worden door een regelmatige afvoer door maaien, snoeien of ruimen van bladafval. Een bovengrondse voorziening, een groen systeem verdient dus ook een groene aanpak.

terug naar overzicht