Hydraulische berekening van riolering: belangrijke factoren en toepassingen

Published by Redactie on juli 2, 2025 | Category riolering

Bij het ontwerpen en onderhouden van rioleringssystemen is een hydraulische berekening essentieel om de juiste capaciteit en werking van het systeem te waarborgen. Deze berekening helpt bij het bepalen van de juiste diameter van leidingen, het beoordelen van het drukverlies en het bepalen van het vermogen om afvalwater efficiënt af te voeren. In dit artikel wordt ingegaan op de belangrijkste aspecten van een hydraulische berekening van riolering, waaronder de gebruikte formules, de invloed van verschillende factoren zoals de wandruwheid en de keuze van het rekenprogramma. De informatie is gebaseerd op de gegevens uit de bronnen.

Hydraulische berekening: basisprincipes

Een hydraulische berekening van riolering is gericht op het bepalen van de capaciteit van het rioleringssysteem, zodat het in staat is het afvalwater van woningen, gebouwen en openbare ruimtes efficiënt af te voeren. Hierbij worden verschillende factoren meegenomen, zoals de afvoerhoeveelheid, de diameter van de leidingen, de wandruwheid en het verhang.

Voor een goed functionerend rioleringssysteem is het belangrijk dat de leidingen voldoende capaciteit hebben om het afvalwater te verwerken, ook bij extreme weersomstandigheden. Een onvoldoende berekende capaciteit kan leiden tot overstromingen en schade aan woningen en openbare ruimtes. Daarom is een hydraulische berekening van riolering een onmisbaar onderdeel van het ontwerp en de aanleg van een rioleringssysteem.

De formule van Chezy en het gebruik van grafieken

Een veelgebruikte methode bij hydraulische berekeningen is de formule van Chezy, die wordt gebruikt om de snelheid en het debiet van het afvalwater in een leiding te bepalen. Deze formule houdt rekening met verschillende variabelen, waaronder de wandruwheid, de diameter van de leiding, het verhang en de hydraulische straal.

De formule van Chezy luidt:

$$ v = C \cdot \sqrt{R \cdot I} $$

Waarbij: - $ v $ de gemiddelde snelheid van het water is (m/s) - $ C $ de Chezy-constant is, afhankelijk van de wandruwheid - $ R $ de hydraulische straal is (m) - $ I $ het verhang is (m/m)

Deze formule wordt vaak gebruikt in combinatie met grafieken om de juiste diameter van de leidingen te bepalen. Bijvoorbeeld, bij een bepaalde afvoer en verhang kan de juiste diameter worden afgelezen uit een grafiek. Hierbij wordt meestal gekeken naar de maximale capaciteit van de leiding, zodat het systeem voldoende ruimte heeft voor toekomstige uitbreidingen.

Invloed van de wandruwheid op de hydraulische berekening

De wandruwheid is een belangrijke factor in de hydraulische berekening van riolering. Deze waarde bepaalt hoe glad of ruw de binnenkant van de leiding is, wat weer invloed heeft op de stroomsnelheid en het drukverlies in de leiding. Voor kunststofbuizen wordt meestal een wandruwheid van 0,8 mm aangehouden, terwijl betonbuizen een hogere wandruwheid hebben van 3,0 mm. Dit verschil heeft invloed op de capaciteit van het rioleringssysteem, en moet daarom worden meegenomen bij de berekening.

Bij het berekenen van de capaciteit van een vrijvervalleidingsysteem wordt ook rekening gehouden met de eventuele in- en uittredeverliezen en de bochtverliezen. Deze verliezen kunnen worden opgenomen in de gemiddelde bedrijfswandruwheid, wat de werkelijke capaciteit van het systeem beïnvloedt.

Dimensionering van leidingen en gebruik van modelsoftware

Bij het ontwerpen van een rioleringssysteem is het belangrijk om de juiste diameter van de leidingen te kiezen. Voor een volledig gevulde buis wordt vaak gekeken naar de maximale capaciteit, terwijl bij gedeeltelijke vulling de capaciteit wordt bepaald aan de hand van het percentage van de diameter. Bijvoorbeeld, bij een vulling van 40% van de diameter is het debiet slechts 34% van dat van een volledig gevulde buis.

De dimensionering van leidingen kan worden uitgevoerd met behulp van statische of dynamische rekensheets. Voor terreinriolering wordt vaak gebruikgemaakt van de norm NEN 3215, waarin een dimensioneringsgrafiek is opgenomen. Deze grafiek helpt bij het bepalen van de juiste diameter aan de hand van de afvoerhoeveelheid. Ook kunnen moderne modelsoftware’s zoals SWMM (Storm Water Management Model) worden gebruikt om hydraulische berekeningen uit te voeren. Deze software is geschikt voor de Nederlandse situatie en kan worden gebruikt om te rekenen conform de leidraad riolering C2100.

De rol van de hydraulische berekening in het ontwerp van een rioleringssysteem

Een hydraulische berekening speelt een cruciale rol bij het ontwerpen van een rioleringssysteem, zowel voor binnen- als buitenriolering. Bij het ontwerpen van een rioleringssysteem moet worden gekeken naar verschillende factoren, waaronder de minimale diameter van de hoofdleidingen, de minimale diameter van de rioleringsputten en de hydraulische dimensioneringsuitgangspunten. Bijvoorbeeld, voor hoofdleidingen wordt meestal een diameter van minimaal 250 mm tot 315 mm aangehouden, terwijl rioleringsputten vaak een minimale diameter hebben van 600 mm of 800 mm.

Naast de dimensionering van de leidingen is ook het functioneren van het systeem van belang. Hierbij wordt gekeken naar het hydraulisch functioneren en het milieutechnisch functioneren, zoals de overstroomfrequentie en de vuiluitworp van de overstorten. Daarnaast is het belangrijk om rekening te houden met de klimaatverandering en de invloed daarvan op het rioleringssysteem. Dit kan bijvoorbeeld worden gedaan door hydraulische berekeningen uit te voeren met inkijk in de situatie van het rioleringssysteem met een neerslag die theoretisch eens in de 100 of zelfs 1000 jaar zal vallen.

Toepassing van hydraulische berekeningen in projecten

In praktijkprojecten wordt de hydraulische berekening vaak gebruikt om de juiste diameter van de leidingen te bepalen en de capaciteit van het systeem te waarborgen. Bijvoorbeeld, in het project van de Eikenlaan in Alphen aan den Rijn is met behulp van het hydrodynamische rekenpakket InfoWorks ICM voor verschillende varianten bepaald welke diameter riolering aangelegd moet worden om water op straat te voorkomen. De resultaten zijn gepresenteerd in overzichtelijke tabellen en lengteprofielen, waarmee de gemeente in staat is om de verschillende varianten met elkaar te vergelijken.

In dergelijke projecten wordt ook gekeken naar de invloed van verschillende factoren, zoals de fasering, de aan te sluiten verhard oppervlak, de keuze voor lozingspunt en de maatgevende neerslagbelasting. Deze factoren bepalen hoe het regenwater het beste kan worden opgevangen en afgevoerd.

Conclusie

Een hydraulische berekening van riolering is essentieel voor het ontwerpen en onderhouden van een effectief en duurzaam rioleringssysteem. De berekening helpt bij het bepalen van de juiste diameter van de leidingen, het beoordelen van het drukverlies en het bepalen van het vermogen om afvalwater efficiënt af te voeren. De invloed van factoren zoals de wandruwheid, de keuze van het rekenprogramma en de klimaatverandering is belangrijk en moet worden meegenomen bij de berekening.

De hydraulische berekening wordt vaak uitgevoerd met behulp van modelsoftware, zoals SWMM, en is van toepassing op zowel binnen- als buitenriolering. In praktijkprojecten wordt de hydraulische berekening gebruikt om de juiste diameter van de leidingen te bepalen en de capaciteit van het systeem te waarborgen. Dit is van groot belang om overstromingen en schade aan woningen en openbare ruimtes te voorkomen.