Regenwaterinfiltratie in de bodem is dé oplossing voor waterproblemen omtrent stedelijk waterbeheer, de bodem fungeert namelijk als buffer tijdens hevige regenbuien en water wordt geborgen voor gebruik in tijden van droogte en hitte. Dit brengt ‘de natuurlijke watercyclus’ terug in de stad. Regenwaterinfiltratie is een complex proces, zeker in stedelijk waterbeheer, er zijn verschillende factoren die de infiltratiecapaciteit beïnvloeden. Om de bodem optimaal te benutten is het belangrijk om goed te begrijpen hoe regenwaterinfiltratie precies werkt. In dit artikel leg ik hier meer over uit. Daarbij vertel ik over welke processen van invloed zijn op regenwaterinfiltratie, vooral in het stedelijk gebied, en hoe we dit in ons voordeel gebruiken in een veranderend klimaat.
Werking regenwaterinfiltratie
We weten waarschijnlijk allemaal wel iets van regenwaterinfiltratie, bijvoorbeeld dat zand goed infiltreert en klei slecht. Dit heeft te maken met de poriëngrootte van deze verschillende bodemsoorten. Deze doorlatendheid is beschreven door Henry Darcy (1803-1858) in de Wet van Darcy. In deze wet zit de K-waarde, die de doorlatendheid aangeeft in meter per dag.
In een lab kan de K-waarde van verschillende bodemsoorten worden bepaald door middel van experimenten op bodemmonsters. Echter verschilt de situatie in het lab nogal van de praktijk van infiltratievoorzieningen in het stedelijk waterbeheer.
Regenwaterinfiltratie binnen het stedelijk waterbeheer
In de praktijk is de bodem niet zo homogeen als in het lab. Het regenwater weet die heterogeniteit van de bodem optimaal te benutten, het stroomt namelijk vanzelf naar de grootste poriën, de weg van de minste weerstand, hierdoor vindt regenwaterinfiltratie veel sneller plaats. Dit zijn voorkeurspaden, deze paden kunnen op allerlei manier ontstaan, maar vaak hebben ze te maken met de natuurlijke activiteit. Plantenwortels en gravende dieren zoals wormen, mollen en termieten zorgen voor de voortdurende opbouw van deze voorkeurspaden.
Plantenwortels laten de doorlatendheid met een factor 3 toenemen. In stedelijke infiltratievoorzieningen gaat de creatie van deze voorkeurspaden ook nog ‘verstopping’ van de bodem tegen, waardoor de infiltratiecapaciteit niet afneemt. Op plekken die gevoelig zijn voor droogte zorgt gras voor een positieve feedbackloop binnen het stedelijk waterbeheer, planten zorgen voor meer regenwaterinfiltratie, waardoor ze beter groeien en vervolgens weer meer regenwater infiltreren.
Een ander verschil met de omstandigheden in het lab is dat de bovenste laag van de bodem onverzadigd is. Een onverzadigde bodem bergt weliswaar water in het stedelijk waterbeheer, de doorlatendheid van de bodem neemt echter af naarmate de verzadiging afneemt. Dit klinkt paradoxaal, maar water beweegt zich makkelijker door poriën die al nat zijn en heeft meer energie nodig om droge poriën nat te maken.
Stedelijke infiltratiesystemen bestaan doorgaans uit verschillende lagen, een groeilaag voor planten, een waterberginglaag, een zandlaag aangebracht om de bodem op te hogen en ten slotte de natuurlijke bodem. Al deze lagen hebben een verschillende doorlatendheid. Ook de verzadiging en de hoeveelheid plantenwortels variëren met de diepte en kunnen bovendien in de loop van de tijd veranderen. Daardoor verandert ook de doorlatendheid afhankelijk van de diepte.
Infiltratievoorzieningen vormen doorgaans de enige opening naar de ondergrond in een volledig afgesloten omgeving als je kijkt naar het stedelijk waterbeheer. Hierdoor beweegt het water zich niet alleen naar beneden. Het stroomt alle kanten op, waardoor de mogelijke bodeminfiltratie verder toeneemt.
VOORBEELD INFILTRATIETEST
Infiltratiecapaciteit bepalen
Al deze factoren zorgen ervoor dat het bepalen van de regenwaterinfiltratie van stedelijke infiltratievoorzieningen ingewikkeld is. Bij Park Positive gaan wij niet uit van een K-waarde verkregen uit een labtest maar voeren wij full-scale infiltratieproeven uit. Hierbij wordt een deel van het oppervlak afgezet met zandzakken en het oppervlak binnen de zandzakken onder water gezet. Vervolgens wordt op dit proefvak een uur lang gemeten hoeveel water er wegzakt.
Met nog veel beschikbare berging verloopt de infiltratie eerst heel snel om vervolgens verder af te nemen. In de praktijk blijkt dus dat het effect van de voorkeurspaden, veroorzaakt door de graswortels, opweegt tegen de onverzadigde bodem. Gemiddeld meten wij hierbij een infiltratiecapaciteit van 340 mm in een uur tijd.
Naast infiltratiemetingen is het ook nuttig om de kwaliteit van de beplanting in de gaten te houden als je kijkt naar het stedelijke waterbeheer, we weten immers dat er een verband is tussen wortelgroei en regenwaterinfiltratie.
Conclusie
Regenwaterinfiltratie gaat waterproblemen op een goede manier tegen binnen het stedelijk waterbeheer, om hier optimaal gebruik van te maken, is het belangrijk om te weten hoe regenwaterinfiltratie precies werkt. K-waarden geven een indicatie, maar er blijken nog veel meer factoren die de stedelijke regenwaterinfiltratie beïnvloeden. In de praktijk blijkt vooral het effect van plantenwortels en de opbouw, bestaande uit verschillende lagen, invloedrijk te zijn.
