Samenvatting

Het advies- en ingenieursbureau Witteveen+Bos maakt voor het berekenen van waterafvoer gebruik van het programma InfoWorks ICM. InfoWorks ICM is een computerprogramma dat momenteel voornamelijk op eendimensionaal (1D) niveau gebruikt wordt, voor het modeleren van voorspellingen voor de beweging van water in het rioolstelsel. Witteveen+Bos wil de nauwkeurigheid van een tweedimensionale (2D) afstromingsmodellering als koppeling aan een 1D rioleringsmodel gaan afwegen. Met behulp van een 2D afstromingsmodellering kan de afstroming over het oppervlakte (beter) nagebootst worden. Door het creëren van inzicht in het maken en integreren van het 1D rioleringsmodel en het 2D afstromingsmodelmodel, is het mogelijk om de nauwkeurigheid van de uitkomsten door de toevoeging van het maaiveld af te wegen. Om de veranderingen in de uitkomsten van de verschillende modellen te kunnen toetsen wordt gebruik gemaakt van een ‘pilotgebied’ Zuiderpolder, een polder ten oosten van het centrum van Haarlem. Er is gekozen voor het gebied Zuiderpolder omdat hier in het verleden een model is opgesteld van het huidige rioolstelsel, op basis van meetresultaten in het gebied in de bemalingsgebieden Schalkwijk en Zuiderpolder (HLM534-2). Het model Zuiderpolder is een kleinschalig, losstaand en overzichtelijk model, waardoor de berekeningen minder tijdrovend zijn en de afwijkende uitkomsten duidelijk in kaart te brengen zijn.

Het doel van dit onderzoek is om de uitkomsten van het gevalideerde 1D rioleringsmodel en het geïntegreerde 2D model te vergelijken, ten opzichte van de meetresultaten in het gebied. Hiervoor is de volgende onderzoeksvraag opgesteld: “Wat is de verhouding tussen de uitkomsten van het geïntegreerde tweedimensionale afstromingsmodel met een rioleringsmodel ten opzichte van de meetresultaten in het gebied en het afzonderlijk gevalideerde eendimensionale rioleringsmodel in het programma InfoWorks ICM?” Met behulp van het geïntegreerde 2D model kan er gekeken worden naar de afstroming bij verschillende neerslaggebeurtenissen op het maaiveld. Door het geïntegreerde 2D model zal naast de veranderingen door de koppeling van de modellen ook een diepere kijk gegeven worden in de verhoging in intensiteit van buien, ten gevolge van de klimaatveranderingen naar voorspellingen door het KNMI.

Om inzicht te krijgen in dit vraagstuk zijn er verschillende deelvragen opgesteld die beantwoord en toegelicht worden in de verschillende hoofdstukken van deze scriptie. Voordat er inhoudelijk op het onderzoek wordt ingegaan is het van belang om de basisprincipes van het programma InfoWorks ICM onder de knie te krijgen. Dit gebeurt met behulp van het afzonderlijk opbouwen van een 1D rioleringsmodel en een 2D afstromingsmodel. Het is mogelijk om een iteratief proces uit te voeren tussen de twee modellen door de modellen aan elkaar te koppelen. Met behulp van het pilotgebied Zuiderpolder wordt inzichtelijk gemaakt hoe de uitkomsten van de berekening uitvallen, ten opzichte van de meetresultaten in het gebied. Door op een aantal vaste punten uitkomsten te vergeleken, in putten en pompen, kan het 1D rioleringsmodel bijgesteld worden zodat de uitgangspunten nagenoeg overeen komen met de werkelijke situatie, ook wel de validatie genoemd. Als het 1D rioleringsmodel volledig opgesteld is kan het 2D afstromingsmodel toegevoegd worden. Hiervoor zullen meerdere stappen doorlopen moeten worden voordat een koppeling plaats kan vinden. Zo zal er een hoogtekaart ingevoegd worden waarbij verschillende oppervlaktes gedefinieerd zijn, zodat de hoeveelheid infiltratie en afstroming bepaald kan worden per oppervlak. Daarnaast kunnen kolken, die het water op straat naar de riolering voeren, gekoppeld worden aan het straatoppervlakte en de dichtstbijzijnde rioolput. Wanneer het model volledig opgesteld en gekoppeld is, kan er een simulatie van een bui worden nagebootst. Dit gebeurt met behulp van een bui die gemeten is in het gebied. Met behulp van de standaard buien worden de gevolgen door de toename in de intensiteit van de bui inzichtelijk gemaakt in het gebied. Met behulp van de verschillende uitkomsten kunnen de resultaten beschreven worden.

Uit de resultaten is gebleken dat het geïntegreerde 2D model een overschatting van de hoeveelheid water in het rioolstelsel geeft ten opzichte van het gevalideerde 1D rioleringsmodel en de gemeten resultaten in het gebied. Een verklaring van de overschatting in het geïntegreerde 2D model kan in verschillende onderdelen gevonden worden. Bijvoorbeeld, de verliesposten van regenwater in het afstromingsgebied zijn in beide modellen verschillend en er ontbreekt informatie over de aangenomen vlakken. Daarnaast zorgt de toename van de intensiteit van de buien over Zuiderpolder voor een minimale toename in de belasting van het rioolstelsel. De geringe toename van water in het rioolsysteem is te beredeneren doordat er veel watergangen en groen aanwezig zijn in het gebied, dit zorgt voor retentie op het oppervlakte. Vervolgonderzoek zou uitwijzen of deze aannames correct zijn.