Stormwater management

Maak kennis met onze onderzoekers

Wat is stormwater management en waarom is het belangrijk?

Stedelijke gebieden behoren tot de meest kwetsbare menselijke habitats met betrekking tot de gevolgen van klimaatverandering. In termen van wateroverlast treft extreme regenval steden meer dan het omliggende platteland vanwege het grote percentage oppervlakte bedekt met asfalt of andere afdichtingsmaterialen (OECD 2014).

Traditionele infrastructuur in Belgische steden zoals rioleringen zijn niet in staat om de toename van regenwater op te vangen. Vooral in dichtbevolkte stedelijke gebieden voeren de infiltratiesystemen het regenwater onvoldoende af.

Hevige regenval veroorzaakt grote economische schade. Dit is niet alleen te wijten aan de vernietiging van gebouwen en hun interieurs, maar ook aan secundaire economische schade die kan optreden door stroom-, data- en telecomstoringen, bedrijfs- en verkeersonderbrekingen en andere gevolgen zoals de ondermaatse prestaties van openbare infrastructuur (bv. een te klein rioleringsdebiet). De toenemende wateroverlast in openbare ruimten en privé-eigendommen leidt tot een sterker pleidooi voor klimaatadaptatie en een nieuwe focus op stedelijke waterberging.

Meerdere steden hebben reeds een adaptatiestrategie ontwikkeld zoals bv het Amsterdams beleidsprogramma ‘Amsterdam Rainproof’ dat als doel heeft om in 2020 een regenval van 60mm/uur op te vangen zonder schade aan gebouwen en vitale infrastructuur en om tegen 2050 volledig regenbestendig te zijn. Burgers, ondernemers, functionarissen en kenniswerkers worden aangemoedigd om daken, straten, tuinen, parken en pleinen te ontwerpen binnen deze context.

In Rotterdam bestaat het ‘Rotterdam Climate Proof’ programma dat deel uitmaakt van het ‘Rotterdam 100% climate-proof by 2025’ initiatief. Er wordt ingezet op adaptieve constructies en design zoals bv. overstromingsbestendig bouwen, bouw van overstromingsbestendige publieke ruimtes, drijvende gemeenschappen en ‘building with nature’ projecten.

Ook in de rest van de wereld zijn er verschillende strategieën ontwikkeld om stormwater het hoofd te bieden zoals bv. ‘The sponge city program’ in China (een duurzaam stedelijk ontwikkelingsprogramma inclusief stormwater management, waterconservatie, waterkwaliteitverbetering en natuurlijke ecosysteem bescherming); Low Impact development (LID) en green infrastructure in de US en Canada, sustainable drainage systems (Susdrain) in de UK en andere Europese landen en het ‘Water Sensitive Urban Design’ (WSUD) in Australië en Nieuw-Zeeland.

Hoe kan stedelijke vegetatie hierbij helpen?

Stedelijke vegetatie zoals groendaken kunnen een belangrijke bijdrage leveren aan stormwater management in stedelijke gebieden. De implementatie van groendaken is een duurzame benadering om de impact van verstedelijking te verminderen waarvoor geen nieuwe open ruimte moet worden gecreëerd. Groendaken en al zijn variaties van extensief tot intensief zijn een deel van de oplossing samen met andere maatregelen om meer vegetatie in de stadskernen te introduceren.

Case Studie: Chulalongkorn Centenary Park, Bankok

Een mooi voorbeeld is het Chulalongkorn Centenary Park in Bangkok ontworpen door landschapsarchitecte Kotchakorn Voraakhom. Bangkok is net zoals Venetië, New York, Jakarta, Tokio, New Orleans en London een delta stad waarvan de ondergrond jaarlijks een aantal cm zakt. Deze steden zijn van nature overstromingsgevoelig waardoor overheden extra waakzaam moeten zijn voor bijkomende klimaatveranderingseffecten. Bangkok is een stad van 50 miljoen mensen die gebouwd werd in een rivierdelta waarvan de poreuze waterabsorberende bodem werd omgevormd tot een stedelijke stenen jungle waarin het absorberend vermogen verloren ging. Bangkok kent ook één van de laagste ratio’s publieke groene openruimte per capita van megasteden in Asië.

When life gives you a flood, you have fun with the water

Kotchakorn Voraakhom – TEDWoman 2018

Het park werd ontworpen om mee de overstromingsproblematiek van de stad te beperken. Het kan tot 3,8 miljoen liter water bufferen en vormt een levensader voor de regio rondom. Het gebufferde water kan in droogteperiodes het park een maand van irrigatiewater voorzien. Het park biedt de broodnodige groene ruimte voor de inwoners maar is ook ontworpen om de risico’s van seizoenale regens, overstromingen en het stedelijk hitte eiland effect te verminderen. Het bos heeft wetlands en een hellend groendak dat het overtollige water naar de retentievijvers leiden. Dit park toont een manier om met overstromingswater te leven, in plaats van er bang voor te zijn. Het is een inspirerende oplossing voor het zwaard van Damocles dat elk jaar boven Bangkok hangt: overstromingen en droogte.

Hoe kunnen groendaken bijdragen aan stormwater management?

Een literatuurstudie door Filip Dobbels van het WTCB

Een literatuurstudie werd uitgevoerd naar de impact van groendaken op stormwater management, als input voor het werkpakket over economische valorisatie.  Als ecosysteemdienst “stormwater management” beschouwen we de problematiek van regenwaterbeheer op stadsniveau, gericht op de instrumenten die worden ingezet om overstromingen te bestrijden (met focus op zomeronweders). De studie heeft geleid tot een scherper inzicht in de mate waarop groendaken op stadsniveau een rol kunnen spelen in stormwater management en tot een reeks praktische aanbevelingen voor ontwerpers, gebouwbeheerders, systeemleveranciers, de overheid, waterbeheerders en het onderzoek.

Conclusies

Groendaken bufferen regenwater en kunnen zo het risico op overstromingen reduceren. Deze veel gehoorde uitspraak klopt. Een veralgemeende interpretatie ervan (“Groendaken helpen altijd om het risico op overstromingen te reduceren”) kan echter een vertekend beeld geven van de werkelijkheid. Dit komt door de grote variatie in prestaties van groendaken.

Niet alle groendaken bufferen regenwater (voldoende). Het is dus niet omdat je een groendak plaatst dat je daarom per definitie beduidend bijdraagt aan het waterbeheer op stadsniveau.

Ten eerste moet het groendak een voldoende bufferend vermogen hebben (min. 35 l/m², bij voorkeur beduidend meer). Een intensief groendak is niet per definitie beter op dit vlak. Er bestaan ook extensieve groendaksystemen met een hoog bufferend vermogen. De aanwezigheid van één of meer specifieke waterretentielagen kan het bufferend vermogen sterk opdrijven.

Ten tweede is de ligging van het groendak (t.o.v. het rioleringssysteem) zeer bepalend voor de impact op stadsniveau. Op bepaalde plaatsen heeft een groendak weinig of geen meerwaarde voor de ecosysteemdienst stormwatermanagement (bv. in suburbane gebieden waar nog relatief veel ruimte is voor hemelwateropslag en -infiltratie). Op andere plaatsen kan ze bijzonder nuttig zijn (in het bijzonder op bestaande daken in stadscentra, waar het hemelwater rechtstreeks in de riolering vloeit, er geen gescheiden riolering is en er geen ruimte is voor hemelwaterputten en/of infiltratievoorzieningen. De reële impact van groendaken op het waterbeheer op stadsniveau kan enkel ingeschat worden door numerieke modellen van het rioleringssysteem te koppelen aan modellen van groendaken. In het kader van onderzoeksprojecten zijn dergelijke modellen ontwikkeld en reeds een aantal keer toegepast.

Ten derde neemt de buffercapaciteit af met toenemende regenintensiteit. Groendaken zijn niet ideaal om extreme neerslag te bufferen.

Ten vierde bieden groendaken op stadsniveau meestal niet voldoende buffercapaciteit om overstromingen te voorkomen, zeker naar de toekomst toe (toename extrema). Zo werden de overstromingen in juli 2021 veroorzaakt door lokaal zeer intense en langdurige neerslag (grootte-orde 100 tot zelfs 179 l/m² op één dag tijd), ruimschoots meer dan de buffercapaciteit van groendaken, zelfs wanneer op grote schaal toegepast.

Groendaken kunnen het effect van neerslagpieken milderen, maar hun impact op stadsschaal mag niet overschat worden. Andere maatregelen op stadsniveau blijven nodig. Besparingen in het hemelwaterafvoersysteem omwille van de bufferende werking van groendaken zijn niet mogelijk.

Groendaken kunnen een interessante aanvullende rol spelen in de stedelijke waterhuishouding. In het licht van de klimaatverandering is het aangeraden om groen-blauwe daken (daken met beplanting en extra waterbuffermogelijkheden) een volwaardige positie in de stedelijke inrichting te geven als onderdeel van klimaat-adaptieve maatregelen die de stad meer weerbaar maken tegen extreme buien en lange periodes van droogte.

De ligging van het groendak t.o.v. het rioleringssysteem is zeer bepalend voor de impact op stadsniveau.

Filip Dobbels

Aanbevelingen

Voor ontwerpers:

• Streef naar groendaken met maximale waterretentie, in het bijzonder in stadscentra waar een hemelwaterput moeilijk of niet toepasbaar is.
• Kies bij voorkeur groendaksystemen met een relatief grote waterbuffering ter hoogte van de drainagelaag, in combinatie met vertraagde en/of gecontroleerde afvoer met intelligente sturing.
• Ook de lozingssnelheid is een belangrijk criterium bij de productkeuze, niet alleen de retentie.

Voor gebouwbeheerders:

• De waterbuffercapaciteit van groendaken wordt vooral bepaald door het substraat en de onderliggende lagen. Wanneer overwogen wordt om een groendak weg te halen (bv. omwille van onderhoudskosten), is het interessant om eventueel enkel de vegetatie weg te halen of het beheer ervan sterk te reduceren, maar het substraat en de rest van het groendak te behouden. Een groendak zonder vegetatie kan nog steeds een relatief grote waterretentie vertonen. De aanwezigheid van “wilde” vegetatie, kan bovendien nuttig zijn voor de biodiversiteit (zie de zogenaamd “bruine daken”: groendaken waarbij men – bewust – de natuur z’n gang laat gaan).

Voor systeemleveranciers:

• Optimaliseer groendaksystemen (verder) met het oog op maximalisatie van de waterbuffering en vertraagde afvoer.  De literatuurstudie kan mogelijk nieuwe of meer verfijnde inzichten aanreiken als basis voor verdere optimalisatie (deelstudie  “Invloedsfactoren”)
• Met het oog op een snelle lozingscapaciteit is het nuttig om de waterretentie van het groendak voor een relatief groot percentage te realiseren via specifieke retentielagen, niet alleen via het substraat.
• Communiceer duidelijk de proefresultaten van uw systeem op het vlak van waterretentie, zodat ontwerpers een rationele keuze kunnen maken i.f.v. de situatie.

Voor de water- en rioolbeheerders:

• Bepaal op welke plaatsen groendaken het meest zinvol zijn wat betreft stormwater management. Dit kan op basis van numerieke simulaties, ontwikkeld i.k.v. onderzoeksprojecten. Zo heeft [Wolfs et al., 2021] recent een gedetailleerd onderzoek uitgevoerd naar de impact van groendaken op het waterbeheer en het overstromingsrisico voor de Stad Antwerpen, met bijzondere aandacht voor de waterretentie én de gecontroleerde lozingscapaciteit van groendaken.
• Bemerk: de vertraagde afvoer door groendaken is niet altijd per se positief, het is mogelijk dat er zeer lokaal hogere debieten ontstaan in het afvoersysteem door combinatie met waterafvoer uit andere gebieden, waar het bv. wat later geregend heeft. Het is dus belangrijk om via numerieke simulatie de impact van groendaken in detail te bestuderen voor een specifiek gebied.
• Informeer de lokale overheid over de resultaten, zodat deze hiermee rekening kan houden in het beleid. Een goede communicatie en afstemming tussen rioolbeheerders, lokale overheid en onderzoeksinstellingen is belangrijk om de beoogde impact van groendaken op de stedelijke waterhuishouding effectief te realiseren.

Voor de overheid (steden & gemeenten):

• Ontwikkel samen met de rioolbeheerders een aanpak om groendaken optimaal in te zetten, door te bestuderen op welke plaatsen een aanvullende buffercapaciteit door groendaken nuttig kan zijn om overschrijding van de piekbelasting van de riolering te voorkomen (of minstens te vertragen). De zones waar groendaken bij voorkeur (extra) gestimuleerd worden, lopen niet noodzakelijk gelijk met gemeentegrenzen. De grenzen van de zones worden idealiter nauwkeurig afgebakend (wijken/straten/percelen) in functie van het ondergrondse regenwaterafvoersysteem.
• Ontwikkel een aangepaste financiële ondersteuning, die rekening houdt met de reële impact van groendaken, i.f.v. de dakopbouw (buffer- & lozingscapaciteit) én de locatie.  Door een verfijning van de subsidievoorwaarden kunnen steden en gemeenten de impact van groendaken verhogen, bij een gelijkblijvende financiële inspanning. Groendaken kunnen in de toekomst efficiënter bijdragen tot de waterhuishouding in de stad door een sterkere ondersteuning op beperktere schaal.

Voor de overheid (Vlaamse Gewest):

• Het hemelwaterformulier kan aangepast worden: “groendak” kan aangevuld worden met “waterretentiedak”.

Voor het onderzoek:

• Een meer verfijnde classificatie van groendaken i.f.v. waterbufferend vermogen is wenselijk. Een onderscheid tussen extensief en intensief blijkt niet voldoende verfijnd. De aanwezigheid van een waterretentielaag (één of meerdere) kan voor de ecosysteemdienst stormwater management een veel belangrijkere impact hebben dan het groendak zelf (vegetatie & substraat).
• Evolutie normalisatie mogelijk en wenselijk: genormaliseerde test voor de bepaling van de C-waarde en piekreductie runoff.
• Evolutie proefmethodieken wenselijk i.f.v. klimaatverandering: meer focus op extreme neerslagevents.
• Meer gedetailleerde studie reële buffercapaciteit van gerealiseerde groendaken (op ware schaal).
• Ondersteuning innovatie systeemleveranciers.

Samenwerking rioolbeheerders, gemeenten en onderzoekers kan leiden tot verhoogde impact van groendaken

Filip Dobbels

Hou zeker ook onze resultaten pagina in de gaten waar je onze wetenschappelijke publicaties kan terugvinden.

Terug naar boven

Attributions of used icons: “rain” icon made by BomSymbols from The Noun Project