infiltratie berekeningen

Infiltratie is bijvoorbeeld het langzaam binnendringen van regen in de grond van een grasland (bodem, aarde, grond, weiland). De berekening van infiltratie van hemelwater in een gebied is afhankelijk van de verschijningsvorm: 

• een groot gebied (meestal openbaar, met wadi o.d.)

• klein gebied (privé of onder de straat, met kratten o.d.)

Infiltratie is wat in de bodem opgeslagen kan worden (dus bijvoorbeeld niet het hemelwater dat in een sloot belandt).
Infiltratiesnelheid is de snelheid waarmee regen in de bodem dring en is mede afhankelijk van de grondsoort (zie tabel onderaan dit artikel).

voorbeeld van een vorm van infiltratie gecombineerd met afvoer (de gemengde wadi):  wadi bij een doorlatende bodem van 1-20 mm/u kan geschikt zijn voor infiltratie maar bij langdurige of hevige  regen is de aanvulling van een speciaal infiltratiepakket én een te regelen afvoer wenselijk (architecture & climat, université catholique de louvain):

(a) Een groot gebied (meestal openbaar, met wadi o.d.)

Een voorbeeld van een indicatie van een berekening van de infiltratie en bovenberging (buffering buiten infiltratie). 

Voorbeeld 1:
Gegeven (buiendeel is van KNMI):
- Een hoosbui is 25 mm/uur.
- Zware neerslag is 50 mm/dag.
- Een extreme bui is > 50 mm/uur of 100 mm/dag.
Gegeven is ook:
- De bui duurt 1 uur.
- De grondsoort is fijn zand met een klein bestanddeel grof zand; de infiltratiesnelheid is 0,5 m/dag (dag is etmaal; de grondsoortentabel staat verderop).

Excel-sheet met een indicatie-berekening groot gebied (wadi e.d.)  
geeft een voorbeeld van een hoosbui en hoeveel infiltratie en andersoortige opvang er kan zijn. De soort bui, de duur van de bui en de mate van infiltratie (grondsoort) kunnen worden aangepast. 

Gevraagd:
- Welk deel van de gevallen regen tijdens de hoosbui van een uur kan in dat uur in de bodem worden opgenomen (geďnfiltreerd worden)?

Antwoord:
- Hoeveel regen valt er?
Na een hoosbui van een uur is er 25 mm neerslag gevallen.
- Hoeveel kan geďnfiltreerd worden?
De infiltratiesnelheid is 0,5 m/dag, dus in mm per uur 0,5*1000/24 = 20,8 mm/uur, dus ca. 21 mm kan geďnfiltreerd worden in dat uur.
- Hoeveel moet bovengronds geborgen worden?
Bovengronds moet in dat uur geborgen worden het verschil tussen wat als neerslag gevallen is en wat geďnfiltreerd kon worden in de bodem. Dat is 25 mm - ca. 21 mm = ca. 4 mm. 
Alle gevallen regen bij deze hoosbui kan dus in dit voorbeeld het meeste infiltratie worden opgenomen door de bodem.
Die 4 mm neerslag die niet opgenomen kon worden, is niet veel. 
Als de hoosbui voorbij is (na een uur), is in iets meer dan 10 minuten die 4 mm neerslag ook opgenoemen.   
(I.v.m. de onnauwkeurigheid van de gebruikte getallen is een notatie in hele mm's voldoende, zie eventueel bij significantie.)

Voorbeeld 2:
Gegeven:
- Hoosbui van 1 uur.
- Grondsoort is een menggrond met infiltratiesnelheid water van 0,2 m/dag.

Antwoord:
Tip: verander in het Excel-sheet die geel-gemarkeerde groene 0,5 naar 0,2. 
- Hoeveel regen valt er?
Na een hoosbui van een uur is er 25 mm neerslag gevallen.
- Hoeveel kan geďnfiltreerd worden?
De infiltratiesnelheid is 0,2 m/dag, dus in mm per uur 0,2*1000/24 = 8,3 mm/uur, dus ca. 8 mm kan geďnfiltreerd worden in dat uur.
- Hoeveel moet bovengronds geborgen worden?
Bovengronds moet in dat uur geborgen worden het verschil tussen wat als neerslag gevallen is en wat geďnfiltreerd kon worden in de bodem. Dat is 25 mm - ca. 8 mm = ca. 17 mm.
Een zeer groot deel van de gevallen regen kan dus niet (in dat uur van de hoosbui) in de bodem worden opgenomen.
Dat houdt in dat er ruim 1,5 cm water op het land van de wadi zou staan, als dat teveel aan water niet in het lager liggende "sloot-deel" van de wadi zal stromen. Voorwaarde is wel dat een groot deel van het grasland van de wadi enigszins glooiend is naar het sloot-deel ervan (en dat er slechts weinig uit de bodem uitgespoeld wordt naar het sloot-deel, anders kan dat weer minder water bevatten).
(Opmerking: als er geen natuurlijke oever is en dus veel van het gevallen water in de grond moet worden opgenomen, is in het Excel-sheet (bij de waarde 0,2 m/dag bij infiltratiesnelheid) te zien dat na bijna 3 uur na de start van de hoosbui toch alle neerslag geďnfiltreerd is.)

maximaal toelaatbare stijging waterpeil bij een wadi (eventueel infiltratie in natuurlijke oevers e.d., restant als water op het bestaande peil van de singel/sloot/greppel van de wadi):

*) dag is etmaal
**) dit is de k-waarde; voor gedetailleerder gegevens, zie de tabellen bij k-waarde

Documentatie
Excel-sheet met een indicatie-berekening groot gebied (wadi e.d.)

(b) Een klein gebied (privé of onder de straat, met kratten o.d.), zonder hergebruik (geen grijs water in wc e.d.)

Dit is voorbeeld "woning 1" uit het 
Excel-sheet met indicatie-berekening opslag in kratten e.d. (privé-tuin of onder de straat)

Voor een klein gebied zoals een achtertuin van een woning geeft de volgende voorbeeld-berekening een indicatie:

- de infiltratieoppervlakte bedraagt minimaal 4 m2 per 100 m2 afwaterende oppervlakte (daken, betegeld terras, oprit, geasfalteerde weg e.d.)
- dakoppervlakte garage (plat) = 50 m2
- dakoppervlakte huis (hellend dak, maar op de grond geprojecteerde oppervlakte) = 60 m2
- terras van 6*4 m = 24 m2 
- oprit = 40 m2
- totaal oppervlak = 174 m2
- totaal volume te infiltreren en anderszins op te slaan = 174 m2 * 25 liter/m2 = 4350 liter
- bij een eigen opslag in regenton(nen) van 400 liter, resteert te bergen: 4350 - 400 = 3950 liter, dus ca. 4 m3
- uitgaande van infiltratietunnels of -kratten betekent dit een benodigde oppervlakte van ca. 11 m2. 

Kritische noot
Die hoeveelheid (ca. 4000 liter) en ruimte-beslag (ca. 11 m2) zijn misschien nog te overzien, maar er zijn veel risico's:
- De kosten zijn enorm voor een privé-persoon: alleen aan materiaal voor de kratten al 2200 euro, maar in dat bedrag zitten geen andere kosten, dus: 
. niet voor uitgraven
. niet voor aan- en afvoer-leidingen
. niet voor arbeidsloon
. niet voor herinrichten tuin
. niet voor herbestraten
en dan zijn we waarschijnlijk nog wat andere kosten vergeten te vermelden.
- Wat zijn de gevolgen van het opnemen van zo'n grote hoeveelheid water in je tuin? Wat als er een breuk is in het totaal aan kratten of tunnels en al het verzamelde water komt vrij? De kosten daarvan zijn niet te overzien!
- Ook hier geldt dat de burger het probleem van de overheid weer moet oplossen (zoals op zoveel gebieden): 
als de overheid teveel praat en te weinig doet, wordt het probleem op het bordje van de burger gedeponeerd.

Documentatie
- Excel-sheet met indicatie-berekening opslag in kratten e.d. (privé-tuin of onder de straat)