Onderzoek naar de waterbergende weg: we volgen de druppel door het hele systeem

Tekst: Mark Bos 

Een deel van de oplossing om de klimaatdoelen te halen, ligt in het vergroten van de sponswerking van de stad, zegt Ted Veldkamp, lector klimaat en water aan de HR en onderzoeker Klimaatbestendige Stad aan de HvA. “Dat kan op twee manieren: door te vergroenen met groenblauwe voorzieningen en waar daarvoor de ruimte ontbreekt, kun je je wegen en andere infrastructuur zo waterbergend mogelijk te maken.” In die ruimtespagaat liepen twee onderzoeksprojecten parallel: de HHG pakte de groenblauwe voorzieningen op, de HvA de waterbergende weg.  

Wat is een waterbergende weg? “Daar is niet één definitie van”, vertelt Veldkamp. “Het hangt er vanaf welke gemeente je het vraagt en vooral van welke opgave ze willen oplossen: moet de weg een bijdrage leveren aan het infiltreren van water in de bodem of fungeert de weg als noodvoorziening om wateroverlast tegen te gaan?” Die keuze leidt tot het ontwerp: of een waterbergende weg die vertraagd afvoert en waarbij infiltratie mooi is meegenomen, of eentje die een bergend vermogen heeft en het water terug kan leiden naar groen en die het water langzaam aan de ondergrond afgeeft. “Er is geen pasklare vorm, het is een systeem dat opgebouwd is laagjes en keuzes die per locatie of opgave verschillend in te richten is.” 

De druppel in het hele systeem volgen 

Om meer inzicht in die lagen te kijken, werd het onderzoek van de HvA opgetuigd. “Er is al veel gepilot en al eerder onderzoek gedaan, maar dat onderzoek richtte zich vooral op de bovenste laag, het infiltreren van water door de straatlaag heen. Maar over het totale systeem van een waterbergende weg was nog niet veel bekend.”  

Het onderzoek speelt in op de behoefte van een aantal gemeenten die in hun eigen gebied wel pilots doen, maar daaruit te weinig informatie halen om de wethouder te kunnen overhalen tot grootschalige implementatie. “Doel was om die kennis aan te vullen: hoe kun je nou dat hele systeem goed inzichtelijk krijgen, hoe krijg je daar grip op en hoe zet je dat dan ook voor jouw doeleinden op zo'n goed mogelijke manier in. We volgen de druppel door het hele systeem.”  

Opzet onderzoek 

De onderzoekers konden ‘een vliegende start’ maken. “We hoefden niet vanaf scratch te beginnen, er ging op sommige locaties vijf en of soms tien jaar aan onderzoek aan vooraf. “De gemeenten waarmee wij contact hebben, draaiden al mee in eerdere projecten, zodat er al een database met eerste gegevens was. En ook kennis over de pilotlocaties, op de plekken waar gemeenten al langer pilots uitvoerden.” 

“In dit specifieke project zijn we met tien gemeenten aan de slag gegaan. We hebben gekeken naar de hydraulische capaciteit en de infiltratiesnelheden van wegen. Dat deden we via full scale tests: veel water storten op een ingedamde plek en dan meten hoe snel of langzaam dat infiltreert.” Daarnaast werden op meerdere locaties ‘peilbuisraaien’ geïnstalleerd, of, als ze er al lagen, geanalyseerd: dit zijn reeksen met peilbuizen, waarmee het grondwater wordt gemeten in zoveel mogelijk lagen in en rondom de weg, zoals op de bodem van de berging, de ondergrond van de berging en haaks op de weg, tot aan de achtertuinen van de woningen aan de waterbergende weg. “Hiermee meten we waterstandsniveaus die we koppelen aan neerslagevents: hoe reageren de verschillende delen van een weg op een bui en het verdrogen daarna. “De locaties voor de raaien zijn zeer divers, qua ondergrondkarakteristieken, grondwaterstanden en qua keuzes in het ontwerp.”  

Jeroen Schoonderbeek, onderzoeker klimaatadaptatie aan de HvA, voerde in het onderzoek de analyses uit: “Die peilbuisraaien dienden eerst vooral om te kijken of het technisch werkt, om het effect op grondwater te meten moet je langer blijven meten. Maar je kunt goed zien of het water vanuit de omgeving naar de waterbergende weg toe loopt of andersom en hoe vaak een waterbergende weg zich vult en leegstroomt. Een voordeel van deze test is ook dat je kunt zien of je grondwater of neerslag meet. In Nederland liggen wegen laag, soms stijgt grondwater tot in de waterbergende weg.” 

Veldkamp: “Zo proberen we samen met de gemeentes daar zo breed mogelijk kennis over te verzamelen. Je brengt die systeemwerking in kaart: hoe vult die berging zich, loopt die niet over, loopt het water snel genoeg weg, zorgt die voor enige vertraging in de berging en infiltratie, is-ie niet meteen leeg en wat is het effect op het grondwater. Dat proces hebben we op tien plekken anderhalf jaar gevolgd, zo kun je kijken hoe de weg en de voorzieningen door de tijd functioneren.”  

Met die gegevens kan worden bepaald of de weg functioneert volgens de vooraf bepaalde doelstellingen. En tegelijkertijd proberen de onderzoekers lessen te trekken die minder locatie specifiek, maar meer algemeen geldend zijn voor locaties met vergelijkbare omstandigheden. “Waar we uiteindelijk op zoek naar zijn is, een soort optimale mix van zo’n wegopbouw die aan de ene kant infiltreert en grondwaterstanden aanvult, maar aan de andere kant ook een stukje kan afvoeren op het moment dat het echt nodig is. Voor dat optimum, en dat optimum is voor elke locatie dus net anders, zoeken we de juiste stel- en spelregels.”

Toepasbare kennis 

Die kennis komt van pas nu de komende jaren veel wegen opengaan in verband met rioolvervanging. Een mooie koppelkans voor een meer klimaatadaptieve inrichting, beaamt Veldkamp. “Het is altijd wel de vraag, wanneer weet je dingen zeker genoeg om de eerste stappen te zetten naar een klimaatadaptieve inrichting. Onder die tijdsdruk geven we concrete adviezen, misschien niet met drie cijfers achter de komma nauwkeurig, maar goed genoeg om met een voorsortering impact te maken.” 

De resultaten van het onderzoek kunnen gemeenten helpen bij de keuzes die ze nu en de komende jaren moeten maken. “Steden voeren stresstests uit en hebben redelijk in beeld waar de hotspots liggen die wateroverlast geven en hoe de omgeving eruitziet. In de praktijk is de aanpak ervan inderdaad vaak gekoppeld aan de vervangingsopgave van zo’n straat. Het is goed, en gemeenten doen dat ook, om voor te sorteren op dat momentum door gegevens paraat te hebben om er dan klimaatadaptief op in te kunnen spelen.” 

Schoonderbeek: “Een voordeel is dat er best veel ideeën en systemen op de markt zijn, dus voor elke locatie is wel een inpassing te vinden. Nu hebben we gekeken naar de voorzieningen die er liggen in verhouding tot grondwater en tot hydraulische capaciteit: bijvoorbeeld dat er waterpasserende bestrating is aangelegd en wat de waarden jaren na aanleg zijn. Het is wel moeilijk om nu al algemene conclusies te trekken zoals: deze voorziening hoort hier en die hoort daar. In grote lijnen kunnen ontwerpers al wel bepalen wat wel en niet werkt, het gaat vooral om de verfijningen die belangrijk zijn bij ontwerp en aanleg en die hebben we hier hebben meegenomen.” 

Het is ook waar steden naar op zoek zijn, weet Veldkamp. “Die voorsortering van ontwerpoplossingen  hangt natuurlijk per locatie af van hoeveel water je moet bergen, hoe diep het grondwater ligt et cetera. Dat ontwerp is altijd context- en straatspecifiek en wordt per straat gemaakt en in een bestek gezet. Maar dan is het handig als je vooraf de juiste keuzes kunt maken over welk type materiaal je moet gebruiken, hoe dat interacteert, welk resultaat je krijgt bij bepaalde verhoudingen van die materialen. Wat we ervaren hebben is dat er wel een soort standaardisatie in het ontwerp zit, maar we zitten nu denk ik nog net een stap ervoor: met een veelvoud van pilots in allerlei vormen en uitvoeringen die kunnen leiden tot een gestandaardiseerd ontwerp.” 

Wat levert het op? 

Veldkamp somt enkele conclusies van het onderzoek op: “Het is belangrijk de waterbergende weg te zien als een systeem: een optelsom van verschillende onderdelen die zo sterk zijn als de zwakste schakel. Een andere conclusie is dat sneller infiltreren is niet gelijkstaat aan beter functioneren. Dat hangt af van het doel waarmee je de weg hebt aangelegd.” 

Schoonderbeek vult aan: “De eerste stap is altijd: kijk of je het ergens bovengronds kwijt kunt. Dat is niet altijd mogelijk. Zeker op plekken met bovengronds weinig ruimte is de waterbergende weg dan een mooie optie. En niet alleen op plekken waar wateroverlast is, maar neem het overal waar je de weg opengooit als overweging mee, ook in gebieden met hoog grondwater.” 

“Less is more”, vervolgt hij. “Hoe complexer het systeem, des te sneller er iets in het systeem stuk kan gaan. Verder is ook belang om wiel het niet opnieuw uit te vinden: sommige gemeenten hebben al gepionierd met bepaalde systemen, zijn er soms ook mee onderuit gegaan waardoor de weg nog een keer open moest. Dus die kennis onderling delen, zodat anderen dingen in hun ontwerp mee kunnen nemen, is belangrijk. Dat doen wij deels door gesprekken met gemeenten te voeren en deels met een handreiking voor gemeenten.” 

“Veel gemeenten wilden ook kunnen laten zien dat een waterbergende weg niet veel duurder hoeft te zijn dan het aanleggen van een gescheiden riool. Het is wel duurder in aanschaf en onderhoud dan een traditionele weg, maar je voorkomt veel wateroverlast en in potentie ook schade, dus in die zin is het goedkoper.” Veldkamp: “Wat we inzichtelijk hebben gemaakt, is dat het minder wateroverlast oplevert, minder water op straat en een lagere belasting op het watersysteem. Als we dat tegenover elkaar zetten, zijn de oplossingen in veel gevallen wel degelijk kosteneffectief. Maar de uitdaging is dat de kosten voor de gemeenten zijn en de baten vooral bij waterschap en particulieren. Dat is wel een discussie waard.” 

De uitkomsten en aanbevelingen uit het onderzoek kunnen ook steun bieden aan de onderhandelingstafel in de strijd om de beperkte ruimte in de ondergrond in steden. Dat is wel nodig nog, weet Veldkamp. “In de hele governance van ontwerp, beheer en onderhoud zien we dat in de piloting klimaatadaptieve inrichting best wel goed op de kaart staat. Maar in de vaart der volkeren is  het vaak nog een beetje een sluitstuk. Het zou mooi zijn als dat aan de voorkant zit. Er wordt hard aan gewerkt door gemeenten om dat beter verankerd te krijgen in de processen. Nu is het nog te veel afhankelijk van een wegbeheerder die eraan denkt. En dan is de tijd vaak tekort omdat het bestek al in aantocht is. Een flaggingsysteem in die hele planontwikkeling zou mensen eerder samen aan tafel kunnen krijgen.”  

Kennis delen met gemeenten 

Het onderzoek wordt afgerond met, naast een rapportage, een meethandreiking voor gemeenten. “Die zetten we momenteel op papier om verder, en elders, te monitoren. Dat hebben we voor tien gemeenten gedaan nu, maar eigenlijk zouden meer gemeenten met een minimale inspanning een aantal stappen moeten nemen om dit voor henzelf ook goed in beeld te brengen. We hebben in dit project samen opgetrokken met een aantal gemeenten en bij een heel aantal andere gemeenten kennis verspreid via discussies en presentaties. Die handreiking is dan een laatste element die voor gemeenten die we niet hebben getroffen, datgene wat nodig is samenvat.”  

Het onderzoek is afgerond, maar stopt niet, wat Veldkamp en Schoonderbeek betreft. “Het is een aanbeveling naar de gemeenten om langer te blijven meten. Als je het bijvoorbeeld vijf jaar volgt, kun je hele mooie conclusies trekken over hoe het systeem reageert op extreme situaties”, besluit Veldkamp. 

Het is ook wat Schoonderbeek gemeenten met klimaatadaptieve voorzieningen adviseert: “Ga meten in die voorzieningen, hoe snel vult deze en hoe snel loopt deze leeg? Dat geeft heel veel inzichten: gedraagt die zoals ik het had verwacht. Probeer daarbij ook het grondwater bij die voorziening te meten, zodat je de resultaten makkelijker kunt verklaren.” 

Veldkamp is al bezig met vervolgonderzoek. “Met Rioned zijn ze nu bezig om voor infiltrerende oplossingen in de brede zin op een rijtje te zetten wat de aandachtspunten in het ontwerp zijn en in de keuzes die je maakt en hoe je dat moet monitoren: hoe breng je in kaart hoe zo’n systeem functioneert, wat zijn de beheerscriteria en maatregelen en maak je hier met elkaar in de praktijk een succes van.” 

En wat hoog op de lijstje van Veldkamp en Schoonderbeek staat is het uitbreiden van de kosteneffectiviteitsanalyse met duurzaamheidsonderdelen. “We hebben nu gekeken naar het technisch functioneren, maar ook naar de kosten en baten. In zijn algemeenheid is een waterbergende weg wel kosteneffectief ten opzichte van een conventionele weg. Maar bij sommige oplossingen die een grotere CO2-belasting hebben, is het de vraag of dat opweegt tegen de extra waterberging die je genereert. Met zo’n verdere analyse kunnen we wat we nu over CO2-belasting en milieueffecten anekdotisch in beeld hebben, strakker in de analyse te kunnen incorporeren.”