Waterschapswetten

Beleidsregels Kunstwerken in wateren

Hoogheemraadschap van Delfland · geldt sinds 23 december 2009

1. Kader

1.6. Toepassing van de beleidsregels

1.6.1. Algemeen

De Beleidsregels Kunstwerken in wateren zijn van toepassing op het aanleggen of veranderen van kunstwerken in wateren, zowel primair als secundair, waarover Delfland het beheer heeft of zal hebben.

Als een kunstwerk vervangen of aangepast wordt, dan dient het nieuw aan te brengen kunstwerk of onderdeel daarvan aan de vigerende toetscriteria van deze beleidsregels te voldoen.

Deze beleidsregels zijn niet opgesteld om de bestaande situatie in overeenstemming te brengen met deze regels, oftewel om ‘te saneren’.

1.8. Raakvlakken met ander beleid en instrumenten

1.8.1. Relatie met de Keur en Legger

Per 22 december 2009 is een nieuwe Keur van kracht geworden. In de Keur staan verboden en geboden.

De geboden en verboden in de Keur en de beleidsregels zijn voor alle typen wateren verschillend van kracht. Delfland kent een hoofdindeling van typen wateren in:

primaire wateren

secundaire wateren

Binnen deze hoofdindeling onderscheidt Delfland een subindeling in:

boezemwateren

polderwateren

In de Legger is per watergang aangegeven wat het type van de watergang is. De kunstwerken volgen in principe de type-indeling van de wateren waar zij in gelegen zijn. De gekozen indeling heeft direct verband met de hoofdfunctie van de watergang. Om deze hoofdfunctie te waarborgen, moeten de bijbehorende inrichtingseisen voor kunstwerken worden gebruikt. Door de Legger met deze beleidsregels te combineren, kan dus worden bepaald waar welke regels gelden.

1.8.2. Relatie met ander beleid

De werken of werkzaamheden worden integraal getoetst aan het waterstaatkundig belang. Deze toets omvat zowel het belang van waterkeren als dat van waterhuishouding. Ná afweging kan het één prevaleren boven het ander. Het is dan ook mogelijk dat werken waterhuishoudkundig aanvaardbaar zijn, maar vanuit bijvoorbeeld waterkering- of ecologiebelangen niet vergunbaar zijn.

Als een nieuw kunstwerk ten behoeve van een waterberging moet worden aangelegd, zal deze minimaal moeten voldoen aan alle overig beschreven criteria voor een vergunning. Bovenop deze set aan minimale eisen is het ontwerp van kunstwerken ten behoeve van het functioneren van een waterberging maatwerk. Voor handvatten voor de inrichting van waterbergingen wordt verwezen naar de Leidraad Vasthouden en bergen

Bij werken of werkzaamheden in, op, onder en boven wateren in de kernzone, beschermingszone of buitenbeschermingszone van een waterkering, gelden aanvullende eisen vanuit het waterkeringbeleid.

1.8.3. Relatie met Peilbesluiten

De dimensionering van wateren en kunstwerken is verbonden aan een referentiepeil, meestal het schouwpeil. Deze schouwpeilen worden vastgelegd in een peilbesluit. Als in een peilbesluit een flexibel peil is vastgelegd, dan wordt als referentiepeil voor de dimensionering van wateren en kunstwerken uitgegaan van het gemiddelde waterpeil.

1.8.4. Relatie met de vaarwegverordening en met nautisch beheer

Naast de provinciale vaarwegen -waarvan het vaarwegbeheer en het nautische beheer bij de provincie ligt- zijn andere wateren binnen het beheergebied van Delfland op basis van de provinciale vaarwegverordening aangemerkt als niet-provinciale vaarwegen. Deze vaarwegen zijn uitsluitend in onderhoud en beheer bij Delfland. Delfland draagt zorg voor het in stand houden van een vaarweg door aan deze wateren onderhoud te plegen. Daarbij moet Delfland rekening houden met de instandhoudingeisen die worden gesteld in de provinciale vaarwegenverordening. Niet Delfland, maar de provincie heeft op basis van deze vaarwegverordening de regulerende en handhavende taken. De beleidsmatige aspecten ten aanzien van wat qua vaarweginfrastructuur (bijv. diepgang en brughoogte) vereist is, is dan ook een provinciale aangelegenheid. Derhalve wordt daar in deze beleidsregels niet op ingegaan. Het nautisch beheer van vaarwegen is geregeld in onder andere de Scheepvaartverkeerswet. Gezien de aard van deze wetgeving wordt deze ook buiten beschouwing gelaten. Bewegwijzering en nautisch beheer (scheepvaartbegeleiding) vallen ook buiten deze beleidsregels.

2. Motivatie en afweging

2.1. Algemeen

2.1.1. Waarborgen van voldoende aan- en afvoercapaciteit

Het aanleggen van kunstwerken of veranderen van bestaande kunstwerken is vaak wenselijk en zelfs noodzakelijk voor de waterhuishouding. Kunstwerken worden meestal aangelegd ten behoeve van het reguleren van de wateraan- en afvoer. Als kunstwerken echter niet de juiste afmeting of capaciteit hebben, dan functioneren ze niet optimaal. Bij een te lage aan- en afvoercapaciteit kan wateroverlast ontstaan. Delfland stelt daarom eisen aan de minimale aan- en afvoercapaciteit. Deze eisen zijn gebaseerd op de grootte van het betreffende gebied en de kenmerken van dit gebied (landgebruik, verharding, etc.).

2.1.2. Voorkomen van te grote wateraanvoer

Als door een kunstwerk een te grote wateraanvoer wordt gerealiseerd, dan moet dit worden uitgemalen. Daarom stelt Delfland eisen aan de aanvoercapaciteit van kunstwerken.

2.1.3. Voorkomen van te grote afvoercapaciteit en waarborgen van optimale bovenstroomse berging

Als de afvoercapaciteit te groot is, dan vindt te veel afwenteling van waterbezwaar plaats. Bovenstrooms van het kunstwerk wordt dan niet optimaal gebruik gemaakt van de aanwezige bergingscapaciteit. Daarom stelt Delfland eisen aan de afvoercapaciteit van kunstwerken.

2.1.4. Voorkomen van ontoelaatbare peilstijgingen en wateroverlast

Een kunstwerk heeft de potentie de waterdoorstroming te beïnvloeden. Het realiseren van kunstwerken kan er bijvoorbeeld toe leiden dat de doorstroming van water wordt belemmerd. Ook kunstwerken die door hun inrichting of ligging niet (goed) onderhouden kunnen worden, kunnen wateroverlast veroorzaken. Bepaalde kunstwerken veroorzaken ophoping van maaisel of drijfvuil, hetgeen een directe belemmering vormt voor de waterdoorstroming.

2.1.5. Voorkomen van ontoelaatbare peildaling

Bij een te lage wateraanvoer kan het waterpeil uitzakken. De aanwezige functies (landbouw, natuur en stedelijk gebied) kunnen daar overlast of schade van ondervinden.

2.1.6. Voorkomen van ontoelaatbare stroomsnelheden

Om erosie achter kunstwerken te voorkomen, mogen stroomsnelheden niet te groot zijn. Een kunstwerk moet daarom zo gedimensioneerd worden dat stroomsnelheden aan de uitstroomopening van een kunstwerk niet te hoog zijn.

2.1.7. Waarborgen van toegankelijkheid ten behoeve van beheer en onderhoud

Indirect kunnen kunstwerken fungeren als een fysieke belemmering bij het onderhoud van het onderwaterbeloop van een water. Een kunstwerk kan het uitvoeren van onderhoud (maaien en schonen) fysiek verhinderen, waardoor de instandhouding van een goede waterhuishouding wordt belemmerd. Om die reden stelt Delfland toetscriteria voor de minimale afmetingen en voor inrichting ten gunste van het onderhoud.

Delfland heeft een groot aantal wateren aangewezen waarin de duikers doorvaarbaar moeten zijn. Het gaat bijvoorbeeld om watergangen die varend onderhouden worden, of watergangen die aangewezen zijn als vaarwegen. Een doorvaarbare duiker moet aan bepaalde minimale afmetingen voldoen om voldoende doorvaarbaar te zijn voor vaartuigen. Daarom stelt Delfland de minimale breedte en hoogte vast voor doorvaarbare duikers.

3. Algemeen geldende toetscriteria bij kunstwerken

3.2. Toetscriteria

3.2.1. Minimale afmetingen en constructie

Toetscriteria

1De dimensionering van kunstwerken dient gebaseerd te zijn op het normdebiet, in combinatie met de normen voor stroomsnelheid en verhang van het betreffende water.

2Een kunstwerk moet zodanig aangelegd worden dat deze geen schade veroorzaakt aan waterstaatswerken.

Ad 1: Het minimale doorstroomprofiel van een kunstwerk moet geborgd zijn. Het minimaal benodigde doorstroomprofiel wordt bepaald door het normdebiet. Het normdebiet is het grootste debiet van:

a) het afvoerdebiet volgens de afvoernorm, of;

b) het aanvoerdebiet volgens de aanvoernorm.

De normdebieten en minimale afmetingen moeten door de aanvrager zelf worden berekend en door Delfland worden gecontroleerd. De berekeningsvoorschriften voor het normdebiet zijn opgenomen in bijlage 1. De berekeningsvoorschriften voor de minimale afmetingen van kunstwerken zijn opgenomen in bijlage 2.

Kunstwerken moeten ten minste voldoen aan de vereiste aan- of afvoernorm. Daarbuiten is ruimte voor andere functies, zoals:

Natuurvriendelijk inrichten van een duiker; Doorvaarbaar maken van een duiker; Vispasseerbaar maken van een kunstwerk;

Etc.

Het betreffende kunstwerk zal hiervoor een ruimere dimensionering moeten hebben, afhankelijk van de gebruiksfuncties.

Ad 2: Een kunstwerk moet deugdelijk geconstrueerd worden en voldoende worden gefundeerd om te voorkomen dat verzakking, scheurvorming en andere schade ontstaat.

3.2.2. Toegankelijkheid voor beheer en onderhoud

Toetscriteria:

1Alle aan te leggen kunstwerken en inspectieputten bij kunstwerken dienen toegankelijk te zijn voor onderhoudsmaterieel.

2Het aanbrengen van een nieuw kunstwerk mag het onderhoud van andere kunstwerken niet belemmeren. De minimale afstand tussen twee opzichzelfstaande kunstwerken moet daarom 8 meter zijn, zodat machinaal onderhoud mogelijk is.

3In een traject dat voor varend onderhoud is aangewezen, mogen geen nieuwe dammen aangelegd worden. Om beide oevers te verbinden, moeten bruggen gebouwd worden.

Ad 1: Delfland heeft te allen tijde goede en snelle toegang nodig (met passende onderhoudsmaterialen) tot alle kunstwerken, ook die in eigendom of onderhoud of bediening van derden. Delfland moet vanzelfsprekend alle kunstwerken kunnen bedienen en onderhouden en snel kunnen ingrijpen bij calamiteiten.

Ad 2: In het verleden zijn situaties ontstaan waar kunstwerken zo dicht bij elkaar zijn aangelegd, dat machinaal onderhoud niet meer mogelijk was. Om onderhoud mogelijk te maken is voldoende afstand tussen twee kunstwerken nodig. Zo is bijvoorbeeld de afmeting van een maaikorf maximaal 5 meter lang en de maaikorf heeft enkele meters bewegingsruimte nodig. Als richtlijn moet daarom 8 meter worden aangehouden. Als deze afstand van 8 meter niet mogelijk is, mag in overleg met Delfland over de onderhoudseisen voor de specifieke locatie een kleinere afstand worden gehanteerd. De richtlijn geld niet voor kunstwerken die aan elkaar vast zitten, zoals duikers met daarin een afsluiter. Kunstwerken die aan elkaar vast zitten, worden gezien als één kunstwerk.

Ad 3: Een dam zal het varend onderhoud aan de wateren belemmeren, zodat niet alle delen van deze wateren bereikt kunnen worden.

3.2.3. Aanleg van kunstwerken

Toetscriteria:

Het aanleggen van kunstwerken is alleen toegestaan als de wateraan- en afvoerfunctie van de watergang gewaarborgd is.

Tijdens de uitvoering van de werkzaamheden kan het zijn dat de watergang tijdelijk gedeeltelijk drooggemaakt moet worden om het kunstwerk te bouwen of plaatsen. De wateraan- en afvoer van deze watergang moet wel geborgd blijven. Het kan zijn dat maatregelen nodig zijn om deze aan- en afvoer te handhaven. Te denken valt aan het aanbrengen van een tijdelijke bypass, duiker of pomp.

3.2.4. Verwijderen/slopen van kunstwerken

Toetscriteria:

Het slopen of verwijderen van kunstwerken is alleen toegestaan als dit niet leidt tot nadelig effect op andere waterstaatswerken en het watersysteem in het algemeen.

Het verwijderen van een bestaand kunstwerk kan nodig zijn als de waterhuishouding wordt aangepast of als een kunstwerk vervangen moet worden. Een kunstwerk heeft echter een functie in de waterhuishouding, dus het zonder meer verwijderen van dit kunstwerk kan leiden tot nadelige effecten op het watersysteem. Ook kunnen de restanten van kunstwerken die niet compleet verwijderd worden, leiden tot problemen in de doorstroming. Delfland stelt daarom toetscriteria aan het slopen en verwijderen van kunstwerken.

Omdat elke situatie verschillend is, stelt Delfland deze toetscriteria per situatie op maat op.

4. Duikers en sifons

4.2.1. Criteria voor duikers en sifons

4.2.2. Aanvullende criteria voor sifons

Toetscriterium:

Een sifon dient te worden uitgevoerd met aan weerszijden een inspectieput met mangat en met zandvang van 25 cm. De inspectieput dient te worden afgesloten met een afneembaar deksel, met een mangat rond 0,6 meter, op maaiveldhoogte.

Sifons zijn relatief gevoelig voor sedimentatie en verstopping. Mede door dit verschijnsel moet een sifon goed te inspecteren en te onderhouden zijn. Daarom moet aan weerszijden van een sifon een inspectieput aanwezig zijn.

5. Stuwen en keerschotten

5.2. Toetscriteria

5.2.1. Criteria voor stuwen

Toetscriteria:

1De minimale overstortbreedte dient te worden bepaald aan de hand van het normdebiet in combinatie met de normen voor stroomsnelheid en opstuwing. De overstortbreedte van stuwen dient in ieder geval minimaal te zijn:

1,0 meter in primaire wateren, met uitzondering van dijksloten;

0,4 meter in dijksloten;

0,4 meter in secundaire wateren.

2Een stuw dient te voldoen aan de standaard vereiste stuwconstructie. De voorgeschreven typen zijn:

Altijd een ‘standaard klepstuwconstructie’ bij een overstortbreedte groter of gelijk aan 1 meter;

Afhankelijk van de situatie een ‘standaard klepstuwconstructie’, ‘standaard vaste stuw’ of ‘standaard schotbalkconstructie’ bij een overstortbreedte kleiner dan 1 meter.

3In primaire wateren moeten voor peilscheidingen automatisch gestuurde stuwen worden toegepast. In secundaire wateren gaat de voorkeur uit naar automatisch gestuurde stuwen.

4Stuwen die dienen als aflaatwerk van opmalingspolders naar de boezem, dienen zo gedimensioneerd te worden dat deze een vaste noodcapaciteit hebben. Deze vaste noodcapaciteit wordt vastgesteld door Delfland.

5In primaire wateren moeten aan de lage zijde van een stuw bodembeschermende maatregelen worden toegepast.

6De bovenkant van een stuw dient minimaal 0,1 meter boven het maximaal toelaatbare waterpeil van het betreffende peilgebied te worden aangelegd.

Ad 1: De minimale overstortbreedte (zie figuur 5.1) moet berekend worden aan de hand van het normdebiet (zie bijlage 1) en de normen voor opstuwing en stroomsnelheid (zie bijlage 2). Om er voor te zorgen dat de doorstroming van een watergang niet te veel wordt belemmerd, worden er eisen gesteld aan de overstortbreedte die een stuw minimaal moet hebben. Met een overstortbreedte van 0,4 meter wordt verstopping door drijfvuil grotendeels voorkomen. Dit is voor secundaire watergangen de absolute ondergrens.

Figuur 5.1 Schematische weergave van een stuw

Ad 2: In principe werkt Delfland zo veel mogelijk met stuwen die een overstortbreedte hebben van 1 meter of een veelvoud daarvan (eventueel in stappen van 0,5 meter). Als de afvoer via een stuw zo groot is, dat een overstortbreedte van 1 meter of groter nodig is, dan wordt een optimale sturing tussen afvoer en bovenstroomse berging belangrijk voor de handhaving van de peilen conform het peilbesluit. Daarom schrijft Delfland voor die stuwen een klepstuw voor. Voor stuwen met een overstortbreedte kleiner dan 1 meter is maatwerk nodig. Delfland maakt de keuze tussen de verschillende standaard constructies op basis van de functie-eisen en de locale situatie.

De genoemde standaardconstructies voldoen aan alle eisen op het gebied van Arbo en milieu.

Deze standaardconstructies zijn duurzaam en passen in de standaard van Delfland.

Tekeningen van de ‘standaard klepstuw- en schotbalkconstructies’ zijn weergegeven in bijlage 3 en zijn op te vragen bij Delfland. Hierbij is de ‘standaard vaste stuw’ gelijk aan de ‘standaard klepstuwconstructie’, maar dan zonder de klep.

Ad 3: Met een automatische sturing van kunstwerken kan het watersysteem beter worden beheerst; de afwatering van gebieden kan beter volgens de afvoernorm worden uitgevoerd en de beschikbare bovenstroomse of benedenstroomse berging kan beter worden benut. Stuwen met een klein debiet of in gebieden met een beperkt belang mogen ook als handmatige peilscheiding worden uitgevoerd.

Ad 4: Dit toetscriterium richt zich specifiek op opmalingspolders, omdat dit polders zijn die hoger liggen dan de boezem waardoor bij waterbezwaar het water middels regelbare stuwen naar de boezem kan worden afgevoerd. Delfland kent op moment van schrijven de volgende opmalingspolders: Oranjepolder (inclusief Steendijkpolder), Olieblok, Waalblok, Broekpolder, Buiten Nieuwland en Lange Bonnen. Dit toetscriterium heeft alleen betrekking op de aflaatwerken die de afvoer naar de boezem reguleren. Het is niet de bedoeling om aflaatwerken binnen de polders aan te passen. Een capaciteitsvergroting in bebouwde opmalingspolders wordt minder effectief beschouwd dan een capaciteitsvergroting in onbebouwde (opmalings)polders. Delfland bepaalt de noodcapaciteit per opmalingspolder niet alleen op basis van de beschikbare capaciteit van de boezem, maar ook op basis van studies (zoals ABC-studie) en jarenlange praktijkervaring. Delfland kan aanvullende toetscriteria stellen ten aanzien van de sturingsregels van aflaten.

Ad 5: In primaire wateren is de kans op uitspoeling groter dan in secundaire wateren vanwege de grotere debieten. Uitspoeling moet worden voorkomen door het toepassen van bodembescherming, zoals betonmatten en dergelijke.

Ad 6: Delfland heeft per peilgebied een maximaal toelaatbare peilstijging vastgesteld. In een peilgebied moet het mogelijk zijn om water vast te houden tot deze maximaal toelaatbare peilstijging om voldoende waterberging te realiseren tijdens extreme neerslagsituaties. In deze situatie van maximaal waterpeil mag water niet over de bovenkant van de stuw stromen; water moet zo veel mogelijk door het midden van de constructie stromen. Daarom stelt Delfland dat de bovenkant van de stuw boven het maximaal toelaatbare peil moet liggen. De 0,1 meter boven het maximaal toegestane peil is vereist in verband met eventuele zetting en verzakking van de stuw na aanleg. Het is dus een veiligheidsmarge.

5.2.2. Criteria voor keerschotten

Toetscriteria:

1Keerschotten zijn alleen toegestaan in polderwateren (primair en secundair) en in secundaire boezemwateren.

2De bovenkant van een keerschot dient in beginsel minimaal 0,1 meter boven het maximaal toegestane waterpeil te liggen.

3Als het keerschot onderdeel is van een polderkade, moet deze dezelfde kerende hoogte hebben als de polderkade.

4Ten behoeve van waterkwaliteit kunnen keerschotten in overleg met Delfland worden voorzien van een boven het winterpeil gelegen verversingsgat.

Ad 1: Keerschotten zijn niet toegestaan in primaire boezemwateren. In overige typen wateren zijn keerschotten in principe een acceptabel alternatief voor een peilscheiding door middel van een dichte dam.

Ad 2 en 3: Keerschotten hebben geen peilregulerende werking. Ze zijn meestal enkel peilscheidend. De toetscriteria zijn daarom beperkt tot criteria ten aanzien van de uitvoering. Het belangrijkste uitvoeringscriterium van dit peilscheidende kunstwerk is de kerende hoogte.

Ad 4: Het verversingsgat in een keerschot heeft als doel dat een watergang binnen enkele dagen kan worden doorgespoeld als dat vanuit het oogpunt van waterkwaliteit noodzakelijk is.

Bijlage 1: Berekeningsvoorschriften normdebiet

Het minimale doorstroomprofiel moet geborgd zijn. Het minimale doorstroomprofiel wordt bepaald door het normdebiet. Het normdebiet is het grootste debiet van:

A. het afvoerdebiet volgens de afvoernorm;

B. het aanvoerdebiet volgens de aanvoernorm.

Het normdebiet en de daardoor minimaal benodigde profielafmetingen moeten door de vergunningaanvrager zelf worden berekend en deze worden door Delfland gecontroleerd. Voor de berekeningen dient uitgegaan te worden van de situatie ná uitvoering van het plan waarvoor vergunning wordt aangevraagd.

Ad. A) Afvoernorm

Om de minimale afmeting van een kunstwerk te berekenen moet eerst berekend worden hoeveel afvoer door het betreffende kunstwerk moet kunnen. Delfland hanteert daarvoor de afvoernorm (dat is het maatgevende debiet voor de waterafvoersituatie). Deze afvoernorm van kunstwerken dient berekend te worden aan de hand van het gebied dat via het betreffende kunstwerk afwatert. Voor de berekening van de afvoernorm moeten de volgende stappen wordt gevolgd:

1Eerst dient de grootte van het gebied bepaald te worden dat afvoert via het kunstwerk. Hiervoor wordt de contour bepaald die alle bovenstrooms gelegen wateren omsluit. Deze zal zoveel mogelijk samenvallen met formele peilgebiedsgrenzen.

2Vervolgens moet de hoeveelheid verhard en onverhard oppervlak (in ha) in het gebied afgeleid worden aan de hand van het grondgebruik. Mogelijkheden zijn Basisrioleringsplannen van gemeentes of inschattingen op basis van het GBKN.

3Aan de hand van onderstaande tabel wordt per type oppervlak aangegeven hoe het afvoerdebiet berekend/bepaald moet worden.

4Deze resultaten bij elkaar opgeteld, vormen de te hanteren afvoernorm voor de bepaling van de minimale afmeting van een watergang.

Type oppervlak

Uitgangspunt voor berekening

Afvoer onverhard oppervlak

Het oppervlak onverhard moet vermenigvuldigd worden met 14,4 mm/dag (=10 m³/min.100ha)

2)Uitgangspunt afkomstig uit het Cultuurtechnisch Vademecum

Afvoer verhard oppervlak

Het overig verhard oppervlak moet vermenigvuldigd worden met 28,8 mm/dag (=20 m³/min.100ha) 2)

Vergunde puntlozingen

Voor lozingen van industrieel water of onttrokken grondwater is het lozingsdebiet gelijk aan de maximum lozingscapaciteit zoals vermeld in de vergunningaanvraag. Het gaat om puntlozingen die niet-neerslag gerelateerd zijn en waarvan de (maximale) lozingsdebieten bij Delfland bekend zijn.

Bij de bepaling van de hoeveelheid verhard en onverhard oppervlak mag, indien er aantoonbaar niet méér exacte gegevens beschikbaar zijn, de volgende standaardverdeling worden aangehouden:

•Stedelijk gebied: 50% verhard – 50% onverhard

•Bedrijventerrein: 80% verhard – 20% onverhard

•Glastuinbouw: 75% verhard – 25% onverhard

•Agrarisch: 5% verhard – 95% onverhard

•Natuur, bos en duin: 0% verhard – 100% onverhard

Ad. B) Aanvoernorm

De aanvoernorm (debiet voor de wateraanvoersituatie) te gebruiken voor wateren met een wateraanvoerfunctie, wordt bepaald met de volgende normen:

•Grasland/akkerbouw/stedelijk gebied: 2,7 mm/dag

•Open water: 6,0 mm/dag

•Glastuinbouw: 5,0 mm/dag

Het in te laten water wordt gebruikt voor peilhandhaving, doorspoeling/verversing en watervoorziening van het aanwezige grondgebruik en teelten. Om de minimale afmeting van een watergang met een wateraanvoerfunctie te berekenen, moet eerst berekend worden hoeveel aanvoer door de betreffende watergang moet kunnen. Delfland hanteert daarvoor de bovenstaande aanvoernormen.

Eerst dient de grootte van het achterliggende aanvoergebied bepaald te worden voor de betreffende wateren. Het achterliggende aanvoergebied wordt begrensd door de waterscheidingen tussen enerzijds de betreffende wateren plus alle stroomafwaarts gelegen wateren in hetzelfde peilvak en anderzijds de wateren die grenzen aan dit stelsel van wateren.

Vervolgens moet de hoeveelheid grasland/bouwland/stedelijk gebied, open water en glastuinbouw oppervlak (in ha) in het gebied afgeleid worden. Deze oppervlakken worden vermenigvuldigd met de betreffende aanvoernormen. Deze drie resultaten bij elkaar opgeteld vormen de te hanteren aanvoernorm.

Bijlage 2: Berekeningen minimale afmetingen

1Algemene uitgangspunten

Legger:

Voor bestaande wateren dient uitgegaan te worden van de afmetingen in de Legger.

Weerstand:

Voor de stromingsweerstand van de wateren wordt uitgegaan van een sterk begroeid profiel, en dus een hoge weerstand. Relevante parameter hierbij is K-waarde (Strickler) van 20 m1/3/s voor wateren smaller dan 10 meter en 30 m1/3/s voor wateren breder dan 10 meter (op de waterlijn). Rekentechnisch betekent ‘20’ meer weerstand dan ‘30’.

Stroomsnelheid:

De maximaal toelaatbare stroomsnelheid in wateren is:

-in primaire boezemwateren: 0,3 m/s;

-in primaire polderwateren en secundaire wateren: 0,2 m/s.

Verhang:

Het toelaatbare verhang is voor:

-primaire boezemwateren in Den Haag en Midden-Delfland: 4 cm/km; - primaire boezemwateren in het westelijk deel: 3,5 cm/km;

-primaire boezemwateren in het oostelijk deel: 1 cm/km;

-primaire polderwateren en alle secundaire wateren: 4 cm/km;

-Het totale verhang in peilgebied van een polder mag maximaal 20 cm bedragen.

De verhangnormen voor primaire boezemwateren worden geïllustreerd op onderstaande overzichtskaart.

2Duikers

2.1 Relevante uitgangspunten

•Het maximaal toelaatbare verval over een duiker of sifon is 2 mm.

•Voor duikers langer dan 20 m geldt een maximaal toelaatbaar verval van 2 mm + verhang watergang voor het deel langer dan 20 m (dus 2 mm + maximaal 4 cm/km, afhankelijk van de geldende verhangnorm voor het betreffende gebied);

•Voor duikers achter een stuw, met minimaal 25 cm peilverschil, geldt een uitzonderingssituatie. Hier kan afhankelijk van de plaatselijke situatie een groter verval worden geaccepteerd.

•De maximaal toelaatbare stroomsnelheid in een duiker of sifon in een watergang is 0,60 m/s bij de uitstroomopening. Een hogere stroomsnelheid in een duiker kan uitschuring veroorzaken, vooral bij de in- en uitstroomopening. Als een hogere stroomsnelheid niet te vermijden is, dan dient een oever- en bodembescherming te worden toegepast, zowel boven- als benedenstrooms van de duiker. De lengte van deze bescherming is maatwerk en dient in overleg met Delfland te worden bepaald.

•De diepte in een duiker kan nooit groter zijn dan de diepte van de aangrenzende wateren. De doorsnede die onder de waterbodem ligt dient van het nuttige profiel afgetrokken te worden.

•Bij duikers worden twee energieverliezen onderkend, het wrijvingsverlies ten gevolge van de wandwrijving en het weerstandsverlies ten gevolge van de in- en uitstroming. In principe kunnen ook weerstandsverliezen voor bochten worden bepaald, echter bochten zijn niet gewenst.

•Wandwrijving:

•Voor de in- en uittredeverliezen voor rechte in- en uitstroming (als de duiker in een doorgaande watergang ligt) wordt gerekend met ξin = 0,30 en ξᵤᵢₜ = 0,45 (met

•In- en uittredeverliezen voor haakse in- en uitstroming ξin en ξuit zijn beide 1,0

•Voor scherpe bochten van 90° geldt een ξ-waarde van 1,3. Bij flauwe bochten met een grote straal wordt deze waarde aanzienlijk kleiner.

2.2 Berekening duiker

Het verval over een duiker wordt berekend door beide verliestermen (wrijving en weerstand) te sommeren. Bij een standaardtoetsing is in wezen alles bekend, behalve het totale verval (dH), waarvoor de norm geldt.

L = lengte van de leiding (m) v = stroomsnelheid door de leiding (m/s) C =

R = Hydraulische straal = Anat/Onat

2.3 Rekenvoorbeeld voor de toetsing van een duiker

Een 14 meter lange duiker ligt in een doorgaande watergang. Deze draagt zorg voor de afvoer van 80 ha stedelijk gebied. Er wordt een vierkante duiker van 1x1 voorgesteld. De waterdiepte van de aangrenzende wateren is 1,0 m.

1) Bepaal normafvoer. Uitgangspunt verdeling verhard/onverhard 50-50.

•Q = 80/2*28.8 mm/d + 80/2*14.4 mm/d = 0,133+0,067 = 0,20 m3/s

2) Bepaal geometrie van het doorstroomprofiel

•0,25m luchtlaag, dus 0,75m vulhoogte.

•Anat: A = BxHnat = 1,0 x 0,75 = 0,75 m2

•Onat: O = 1,0 + 2*0,75 = 2,5 m

•R = Anat/Onat = 0,75 / 2,50 = 0,3 m

3) Bepaal de weerstandswaarde (C) van het doorstroomprofiel

•Ks=75 m1/3/s; C = Ks * R1/6 = 75*0,31/6 = 61,4 m1/2/s 4) Bepaal de stroomsnelheid

•V = Q/A = 0,20 / 0,75 = 0,27 m/s

5) Vergelijk dit met de snelheidsnorm van maximaal 0,60 m/s: dus de duiker voldoet

6) Bepaal het verval ten gevolge van wrijving

•dH = 14 * 0,272 / (61,42*0,3) = 0,001 m

7) Bepaal het verval ten gevolge van de in- en uittredeverliezen

•Rechte instroming dus Ksi_in+Ksi_uit = 0,30 + 0,45 = 0,75

•dH = 0,75 * 0,272/(2*9,81) = 0,003 m

8) Bepaal het totale verval: (afgerond) 0,001+0,003 = 0,004 m = 4 mm

9) Vergelijk dit met de vervalnorm (max 2mm): de duiker voldoet niet! (Een verbreding tot 1,20 is nodig om te voldoen aan de vervalnorm).

3Stuwen

3.1 Relevante uitgangspunten

•In hoofdwatergangen wordt alleen gewerkt met klepstuwen, breedte minimaal 0,5 m met opschaling in stappen van 0,5 m.

•Bij normafvoer mag een stuw geen grotere overstortende straal hebben dan 0,15 m. Eventueel geautomatiseerd aansturen van stuwen geschiedt op basis van debiet. Normaal is de ABC-afvoernorm hiervoor maatgevend. Bij compenseren van bergingstekort mag in pieksituaties versneld worden afgevoerd ten opzichte van de norm. Bij het uitnutten van een bergingsoverschot mag beperkt worden afgevoerd ten opzichte van de norm. De mate waarin mag worden afgeweken is afhankelijk van het bergingstekort/overschot in het bovenstrooms pand (zie document “Algemene Sturingsregels Stuwen” van B&O WH).

3.2 Berekening stuw

Bij het functioneel ontwerp van stuwen zijn klepbreedte en minimale en maximale klepstand van belang.

Algemeen wordt gerekend met de formule

Ter vereenvoudiging kan worden gerekend met

c = afvoercoëfficiënt, in theorie tussen 0,85 en 1,15. Standaard wordt 1,0 gehanteerd. Q = normdebiet in m3/s B = klepbreedte in m

dH = overstortende straal in m (bij ontwerp dus 0,15 m aanhouden)

De minimale respectievelijk maximale klepstand worden als volgt bepaald:

Minimum = Streefpeil bovenstrooms – overstortende straal

Maximum = Maximaal toelaatbaar peil bovenstrooms – overstortende straal

Bij geautomatiseerde stuwen worden deze beide waarden mogelijk anders.Een en ander wordt dan verwerkt in de concrete sturingsregels (zie document “Algemene Sturingsregels Stuwen” van B&O WH).

3.3 Rekenvoorbeeld

Een stedelijk gebied van 52 ha watert af over een stuw. Streefpeil is NAP -2,20 m, de maximaal toelaatbare peilstijging is 40 cm. Hoe breed wordt de stuw en welk bereik (in beweegbaarheid) moet de klep hebben.

1) Bepaal normafvoer voor de 52 ha stedelijk gebied

0,5*52ha*14,4mm/d+0,5*52ha*28,8mm/d = 0,13 m3/s

2) Bepaal klepbreedte met Q = 1,75 * B * dH3/2

Q = 0,13 en dH = 0,15; dan B = 1,28m. Afronden op halve meter geeft B= 1,50 m

3) Bepaal werkelijke overstortende straal bij normafvoer

Q = 1,75 * B * dH3/2;

Q = 0,13 en B=1,50; dan dH = 0,13 m

4) Bepaal minimale klepstand

Streefpeil - dH = -2,20 – 0,13 = NAP -2,33 m NAP

5) Bepaal maximale klepstand

Maximaal toelaatbaar peil - dH = -1,80 - 0,13 = NAP -1,93 m

4Inlaten

4.1 Relevante uitgangspunten

•Een inlaat voorziet een gebied van water, enerzijds ten behoeve van peilhandhaving, anderzijds ter doorspoeling of verversing.

•Een inlaat laat water in naarmate het benedenstrooms gelegen gebied daarom vraagt. Dat benedenstroomse gebied bepaalt ‘het hoeveel’ en het ‘wanneer’.

•’Inlaat’ is eigenlijk vooral een functie. Deze functie kan worden ingevuld door een leiding met een afsluiter, een stuw of een pomp. Rekenregels bij het fysieke ontwerp van de inlaat kunnen dan ook direct worden ontleend aan voorgaande hoofdstukken.

•Een inlaat wordt ontworpen op basis van de aanvoernorm (zie bijlage 1, AD. B), en, afhankelijk van het kunstwerk, het bovenstrooms en benedenstrooms waterpeil.

4.2 Berekening inlaten

Wanneer de inlaat als stuw wordt uitgevoerd, geldt conform hoofdstuk 2 van deze bijlage de (vereenvoudigde) ontwerpformule

Q = debiet (m3/s); ontleend aan de aanvoernorm dH = overstortende straal (m); arbitrair gemaximaliseerd op 0,15 m.

B = klepbreedte (m)

Een inlaat moet afgesloten kunnen worden. Voor een stuw betekent dit dat deze verstelbaar moet zijn, al dan niet geautomatiseerd. Wanneer de inlaat als leiding wordt uitgevoerd, gelden dezelfde formules als voor duikers, conform hoofdstuk 2 van deze bijlage:

Waarin: v = stroomsnelheid door de leiding = Q/A in m/s; L = lengte van de

k = wandruwheid in m;

R = hydraulische straal = A/O in m;

A = nat oppervlak in m2;

O = natte omtrek in m; H = verval in m; g = valversnelling = 9,81 m/s2;

ξ = som van weerstandsfactoren t.g.v. instroming, uitstroming, bochtverliezen en verliezen bij de afsluiter.

Anders dan bij een duiker is voor een inlaat het totale verval vooraf bekend. Dat is immers het verschil tussen boven- en benedenstrooms peil. Wanneer vanaf de boezem op een polder wordt ingelaten kan het verval voor een inlaat oplopen tot enkele meters, terwijl een normale duiker met dezelfde formules wordt getoetst op enkele millimeters. Samen met het veel grotere verval zal ook de stroomsnelheid vele malen hoger liggen dan bij een normale duiker. Een inlaat wordt echter niet op stroomsnelheid getoetst. De formules zijn dus wel hetzelfde, maar de getalswaarden van enkele parameters kunnen sterk verschillen.

Complicatie bij berekening: Het totale verval is weliswaar bekend, maar niet de verdeling in wrijvingsverlies en weerstandsverlies. Dat zorgt ervoor dat een inlaat iteratief berekend moet worden (trial and error, proberen en herzien tot een correct resultaat wordt verkregen). Met behulp van een spreadsheetberekening (B&O WH, WACU formules) kan dit vrij vlot gebeuren. Handmatig wordt steeds een diameter ingeschat en wordt gekeken of het normdebiet resulteert in het gegeven verval. Wanneer het verval bij de gekozen leiding kleiner is dan het beschikbare verval, voldoet de leiding aan de wens.

Omdat inlaatleidingen meestal relatief klein zijn van benodigde diameter zal er bij de keuze van een bepaalde handelsmaat al gauw een ruime overmaat aanwezig zijn. Het is dan ook niet erg zinvol om erg exact door te rekenen, maar het is ook niet zinvol om een veel te grote leiding aan te leggen. Wanneer een gekozen handelsmaat 10-20% overcapaciteit heeft, kan gestopt worden met rekenen.

4.3 Rekenvoorbeeld voor het ontwerp van een inlaat

Een polder met 150 ha stedelijk gebied krijgt een nieuwe inlaat. De leiding is 62 m lang en moet ergens haaks de bocht om. Boezempeil is NAP -0,40; Polderpeil = NAP -2,25 m. Hoe groot moet de leiding worden?

Dit moet iteratief worden opgelost, het beste met een spreadsheet. Hieronder handmatig:

1) Bepaal het normdebiet: stedelijk gebied:

0,0027 m/d * 1.500.000 m2 = 4050 m3/d 4050 m3/d = 0,047 m3/s.

2) Bepaal het totale verval:

-0,40 – (-2,25) = 1,85 m.

3) Bepaal weerstandsfactoren:

ξinstroom = 0,3

ξuitstroom = 0,45

ξbochten = 1,3

ξtotaal = 0,45 + 0,3 + 1,3 = 2,05

4) Iteratief bepalen wat de opstuwing bij een bepaalde buisafmeting wordt en dit vergelijken met de beschikbare opstuwing:

Inzet: D = 0,3 m:

Geldende tekst uit de Centrale Voorziening Decentrale Regelgeving (CVDR, open data van de overheid). Raadpleeg lokaleregelgeving.overheid.nl voor de officiële versie. Dit is geen juridisch advies.