6.2.1 Neerslag
Voor details omtrent de ontwerp neerslagreeks (IDF-relaties) wordt verwezen naar hoofdstuk 5. Bij ontwerpberekeningen op basis van de rationele methode wordt de maatgevende neerslagintensiteit i gekozen in functie van de ontwerpterugkeerperiode en van de kritieke buiduur Art, welke gelijk is aan de concentratietijd Tc in het ontwerppunt. Dit betekent dat de te gebruiken neerslagintensiteit verschilt van punt tot punt in het rioolstelsel.
6.2.2 Toevoerende oppervlakte
Het effect van bronmaatregelen op een eventuele reductie van de toevoerende oppervlakte wordt niet in rekening gebracht.
6.2.3 Neerslagafvoercoëfficiënt
De rationele methode kent geen neerslagafvoermodel in de strikte zin van het woord.
Het ontwerpdebiet Qontwerp wordt berekend als volgt:
Met: Fj = oppervlakte van deelgebied j [ha]
φj = afvoercoëfficiënt van deelgebied j
i = neerslagintensiteit [l/s/ha]
Als afvoercoëfficiënt wordt klassiek een waarde van 0,8 gehanteerd. Deze mag niet worden verward met de afvoercoëfficiënten uit meer gedetailleerde neerslagafvoermodellen (zie par. 6.3.3).
6.2.4 Hydraulische parameters van het rioolstelsel
6.2.4.1 Ruwheidsparameters van de leidingen
De dimensionering van een gemengd riool of een hemelwaterriool dient te gebeuren in de veronderstelling van een permanente eenparige stroming met vrij wateroppervlak en voor een vullingsgraad van 100 %. Dit betekent dat de capaciteit van de leiding groter moet zijn dan het ontwerpdebiet. Het debiet in een vollopende leiding Qvol kan berekend worden met de formule van Manning:
Met: n = Manning coëfficiënt [s/m1/3]
Rvol = hydraulische straal van de volle leiding = Avol/Pvol [m]
Avol = natte oppervlakte van de volle leiding [m2]
Pvol = natte omtrek van de volle leiding [m]
S0 = helling [-]
Voor de Manning coëfficiënt wordt met een standaardwaarde van 0,013 s/m1/3 gerekend, onafhankelijk van het soort leiding. Het debiet kan ook worden berekend gebruik makend van de iteratieve formule van White-Colebrook met een ruwheid ks van 1,5 mm. Deze ruwheidsparameters komen overeen met de geschatte hydraulische ruwheid van riolen in diensttoestand en houden ook rekening met bepaalde lokale ladingsverliezen. Ook voor hydrodynamische berekeningen worden deze standaardruwheden gebruikt, tenzij de modellering lokaal grotere ruwheden vereist.
6.2.4.2 Bijkomende vereisten
6.2.4.2.1 Minimale diameter
De minimale diameter voor gemengde riolen en hemelwaterriolen is 250 mm. Voor leidingen van 250 mm die bij de ontwerpterugkeerperiode een vullingsgraad van meer dan 75 % hebben, wordt een (minimale) diameter van 300 mm aangeraden. Voor riolen waar opwaarts grachten op zijn aangesloten en voor duikers wordt een minimale diameter van 400 mm gehanteerd.
Om de doorvoer tussen deelgebieden te beperken kunnen bepaalde leidingen als knijpleiding worden ontworpen: in de regel geldt voor dergelijke leidingen een ontwerpcapaciteit van 6Q14. Als alternatief voor knijpleidingen kunnen wervelventielen worden gebruikt. Deze verdienen de voorkeur boven knijpleidingen omwille van het kleiner verstoppingsgevaar, het gemakkelijker onderhoud en een meer constant doorvoerdebiet. Voor wervelventielen wordt de minimale diameter op 150 mm en voor knijpleidingen op 250 mm gesteld. Opwaarts van elke knijpleiding of wervelventiel moet een (interne of externe) overlaat aanwezig zijn. Om onderhoudsredenen wordt best een afsluitbare bypassopening voorzien.
6.2.4.2.2 Gronddekking
Voor gemengde riolen en hemelwaterriolen met een diameter kleiner dan of gelijk aan 300 mm wordt een minimale diepte van het vloeipeil gelijk aan 0,8 m aangenomen. Voor gemengde riolen en hemelwaterriolen groter dan 300 mm wordt een minimale gronddekking van 0,5 m aangenomen. Er is een minimale gronddekking nodig om de bovenbelasting voldoende uit te spreiden, zodat de buizen zelf niet te zwaar belast worden. In functie van de diameter en het materiaal van de buis zullen verschillende bovenbelastingen en/of minimale gronddekking toegelaten zijn. De specificaties van de fabrikanten dienen hiervoor te worden geconsulteerd.
Eventueel kunnen op deze minimale diepteliggingen lokale uitzonderingen worden toegelaten indien de economische meerkost te groot wordt en lokaal de nodige maatregelen worden genomen om schade te voorkomen (t.g.v vorst en/of bovenbelasting). Op plaatsen waar de gronddekking geen effect heeft op de diepteligging van de afwaartse riolen, wordt best een richtwaarde van 1 m gehanteerd voorde gronddekking.
6.2.4.2.3 Aansluitingen
Om opstuwing te voorkomen ter plaatse van een diametertoename, moeten de leidingen met gelijk kruinpeil worden aangesloten. Bij aansluiting op bodempeil is er een verhoogde kans op sedimentatie net opwaarts van de diametervergroting en bij superkritische stroming zijn dit preferentiële locaties voor een watersprong. Bij leidingen die beneden het drempelpeil van de overstort liggen, maakt het minder uit of de leidingen met gelijk kruinpeil worden aangelegd of niet. Voor deze leidingen zullen deze fenomenen zich vooral voordoen bij lage debieten, want zodra de overstort in werking treedt, zullen deze leidingen volledig onder druk stromen. Voor deze leidingen mag de voorwaarde dat de leidingen met gelijk kruinpeil worden aangesloten dan ook worden gerelaxeerd en vervangen worden door een aansluiting met gelijk bodempeil, indien dit een meer kosteneffectieve oplossing biedt.
Ook voor de koppeling van opwaartse leidingen met kleine diameter en bij lage vullingsgraad wordt toch best met continu doorlopend bodemprofiel aangesloten om een zo gelijkmatig mogelijke stroming te bekomen (dit geldt ook voor DWA-riolen).
6.2.5 Ontwerpcriteria
De terugkeerperiode voor ontwerpberekeningen (capaciteitsberekening) is 2 jaar voor zowel gemengde riolen als voor hemelwaterriolen en dit voor de uiteindelijke toestand (toestand E voor gemengde leidingen, toestand D voor hemelwaterafvoer(leidingen)). Initiële dimensionering van nieuwe leidingen gebeurt op basis van hydraulische capaciteit (eenparige beweging met vollopende leiding) voor het , op basis van de rationele methode bepaald ontwerpdebiet, in afwezigheid van debietbeperkende afwaartse randvoorwaarden.
