Waternet onderzoekt in Amsterdam het functioneren van klimaatadaptatie-assets in de praktijk. Hiervoor heeft Waternet een meet- en monitorsysteem ontwikkeld. Elke onderzoeklocatie en systeem behoeft een specifieke onderzoekopzet, afhankelijk van het doel waarvoor de voorziening is aangelegd. Globaal kan gesteld worden dat men geïnteresseerd is of het systeem ook doet waarvoor het is bedacht. Voorafgaand moet dan ook bekend zijn wat het doel van het gekozen systeem is en wat de beoogde bijdrage zal zijn. Hieraan kan later getoetst worden. Door de waterbalans inzichtelijk te maken, wordt de bijdrage van het totale systeem zichtbaar. Het aangelegde systeem mag voor de onderzoeker en beheerder geen verrassingen meer hebben. Ook kan ingezoomd worden op het functioneren van een specifiek object van het totale systeem of de invloed van het systeem op de totale omgeving. Van bijvoorbeeld een buffer/infiltratievoorziening kan inzichtelijk worden gemaakt hoeveel buffervolume beschikbaar is, of de buffer wordt beïnvloed door het grondwater en na vulling hoe snel dat water infiltreert (is de buffer weer leeg voor de volgende regengebeurtenis). Dit wordt getoetst aan hetgeen het object of systeem zou moeten doen op basis van de productspecificaties, toetsnorm of het ontwerpcriterium. Door de “nieuwe” assets op eenzelfde en eenduidige manier te onderzoeken kunnen ze met elkaar worden vergeleken.
Meetmethode
Het wordt steeds makkelijker om met sensoren langdurig metingen te verrichten. Met de juiste sensor, meetfrequentie en communicatietechniek kan het functioneren van de desbetreffende asset in de praktijk semi realtime inzichtelijk worden gemaakt. De opkomst van verschillende IoT (Internet of Things) communicatienetwerken speelt hierbij een belangrijke rol om de data-overdracht met een laag energieverbruik en tegen lage kosten te realiseren. Een betrouwbare netwerkverbinding moet echter wel mogelijk zijn in zowel bovengrondse als met putdeksels afgesloten ondergrondse assets. Voorafgaand is daarom de connectiviteit van verschillende IoT-netwerken onderzocht: Sigfox, LoRa en NB-IoT (onderzoeksrapport ‘IoT voor riolering’, Votel 2019). Hieruit bleek dat met NB-IoT op uiteenlopende en ook ondergrondse locaties een betrouwbare verbinding wordt gerealiseerd. Op de meeste locaties is meer dan 98% dataontvangst mogelijk zonder extra hulpmiddelen. De meetresultaten kunnen ontsloten worden om bijvoorbeeld de gegevens in een dashboard te visualiseren. Door een semi-realtime visualisatie en analyse van de meetgegevens wordt het functioneren, in de praktijk en over een langere periode, van de desbetreffende asset of het grotere systeem inzichtelijk. De visualisatie (dashboard) kan gedeeld worden met meerdere partners, zodat tijdens een neerslaggebeurtenis de prestatie van het systeem in de praktijk kan worden gevolgd (zie figuur 1). Aan het device kunnen verschillende type sensoren worden aangesloten. Momenteel heeft Waternet de beschikking over niveau- en temperatuursensoren en debiet- en regenmeters.
Figuur 1 Semi realtime dashboard links en meet en monitor-device rechts
Naast het meten en monitoren over een langere periode zijn ook full-scale proeven nuttig. Ook al is een full-scale proef een momentopname toch zegt het iets over, onder de aanwezige omstandigheden, het functioneren van het systeem/object op dat moment. Ook kunnen de meet- en monitorresultaten middels full-scale proeven worden gevalideerd. Waternet past hiervoor een methode toe waarbij de gehele infiltratievoorziening, of een zo groot mogelijk deel van de voorziening, wordt beproefd en voert het water gedoseerd en gemeten door een debietmeter aan (figuur 2). Hierdoor wordt een zo representatief mogelijke waarde verkregen voor het infiltratiesnelheid van het totale systeem. In de literatuur staat deze onderzoeksmethode bekend als ‘full-scale infiltration testing’ (Boogaard & Lucke, 2019). Afhankelijk van de specifieke situatie en onderzoeksvraag kunnen drie verschillende varianten van deze methode worden toegepast te weten Full-scale falling head (FSFH), Full-scale constant heasd (FSCH) en Full-scale storm simulation (FS-storm). Deze drie verschillende full-scale testen evenals de onderzoekmethode en resultaten van verschillende watervertragende voorzieningen in de praktijk staan beschreven in het ‘Kennisdocument hemelwaterverwerkende voorzieningen’ (Votel, Ayadi & Nijman, 2021). Dit rapport wordt elk half jaar geüpdatet en gedeeld via de winnovatiesite. Link opnemen Infiltratievoorzieningen – hoe functioneren ze? (winnovatie.nl)
Figuur 2 Full-scale opstelling
De meetresultaten kunnen aanleiding zijn om ontwerpberekeningen of het desbetreffende systeem aan te passen. Als aanpassingen worden doorgevoerd wordt het resultaat daarvan natuurlijk naderhand weer in de praktijk gemeten.
Geschreven door: Mark Nijman, Waternet 2021
