Poolse universiteit onderzoekt wortelgroei in riolen

ARTIKEL

Onderzoekers: Emilia Kuliczkowska, Anna Parka, dinsdag 30 april 2019

431 sec

Beter voorkomen dan genezen: op tijd relinen en goede groeiplaats van juiste bomen en struiken

De onderzoekers Kuliczkowska en Parka van de Poolse Kielce University of Technology voerden een onderzoek uit naar de frequentie en mate van wortelgroei in riolen. Uit het onderzoek bleek dat rioolverstopping in Polen een groot probleem is, maar dat dit niet altijd primair ligt aan wortelingroei. Beide onderzoekers deden aan de hand van de onderzoeksresultaten aanbevelingen voor risicobeheer, en bespraken verschillende oplossingen voor rioolverstopping door wortelingroei. In november 2016 publiceerden Kuliczkowska en Parka hun resultaten in wetenschappelijk tijdschrift Elsevier.


Naarmate ze verouderen, gaan rioolbuizen defecten vertonen. Die defecten zijn een paradijs voor boomwortels in het nauw, die op zoek zijn naar zuurstof en vocht en dat vervolgens vaak aantreffen in rioolbuizen. Doordat binnendringende boomwortels complete wortelschermen kunnen ontwikkelen in de rioolbuis, kan het riool verstopt raken. Door verstopping kan afvalwater door lekkagepunten naar buiten sijpelen, in het milieu terechtkomen en bijvoorbeeld het grondwater vervuilen. De schadelijkheid van de gevolgen van verstopping hangen af van het riooltype; verstopping is gevaarlijker bij sanitaire rioolbuizen vanwege de samenstelling van het afvalwater. Minder ernstige gevolgen kleven aan blokkades in gemengde riolering en het minst erg zijn blokkades in regenwaterriolen. Hoewel wortelgroei in riolen in Polen wordt veroorzaakt door andere boomsoorten dan in andere landen, zijn de gevolgen en gevaren hetzelfde.

De rol van boomwortels bij verstopping

Wanneer rioolputten overlopen als gevolg van een blokkade, kunnen straten blank komen te staan en flink vervuild raken. Die blokkades komen in 50 procent van de gevallen door wortelgroei in het riool (zie grafiek 1).

Tekst loopt verder onder de afbeelding

De soorten boomwortels die in riolen binnendringen, verschillen per land (zie grafiek 2).

Het Poolse onderzoek

De meeste riolen in Polen en andere landen zijn gemaakt van betonnen buizen en gresbuizen. De verhoudingen van deze materialen in een algemeen rioleringssysteem kunnen per stad en land verschillen. De onderzochte rioolbuizen in het Poolse onderzoek waren aangelegd tussen 1921 en 1974. De buizen uit deze periode werden indertijd samengevoegd met geteerde hennepstreng met bitumen, of aangesmeerd met cement, klei of asfalt.

De onderzoekers Kuliczkowska en Parka voerden een kwantitatieve analyse uit van de wortelingroeifrequentie bij sanitaire, gecombineerde en regenwaterrioolbuizen in 23 Poolse dorpen en steden. Dit gebeurde over een lengte van 29 km met CCTV-apparatuur (closed-circuit television). Alle buizen hadden een diameter van 20 tot 50 cm. De mate van wortelingroei werd ingedeeld in vijf verstoppingscategorieën. De onderzoekers stelden deze vast aan de hand van de verhouding worteldiameter/rioolbuisdiameter.

Resultaten

De resultaten van de CCTV-onderzoeken toonden aan dat wortels die binnendringen in de riolen uit 1921 tot 1974 verschillen in grootte, van haarwortels tot dikkere wortels. Boomwortels dringen binnen via riooldefecten, zoals zwakke buisverbindingen en -verlijmingen, andere defecte hulpstukken, zoals mantelbuizen of moffen, breuken of scheurtjes aan de buitenkant of in de binnenwand van de buis, grondwaterinfiltratie op lekkende punten, en verbindingsringen die het riool in steken.

Ook lieten de resultaten zien dat hoe dikker de wortel is in verhouding tot de buisdiameter, hoe sneller er opstopping optreedt. De onderzoekers hielden classificaties aan van 1 (haarwortels en bijna geen blokkade door wortelingroei) tot 5 (dikkere wortels en ernstige blokkade door wortelingroei).

Uit het onderzoek kwam naar voren dat sanitaire rioolbuizen van beton (13,3%) en gres (5,0%) het grootste risico vormen op blokkades. Deze blokkades werden geclassificeerd als categorie 5. Dit werd vooral veroorzaakt door de samenstelling van het afvalwater. De meeste wortels die waren ingegroeid, werden echter geclassificeerd als categorie 1, wat het laagste risico op verstopping van de rioleringsstroom aangeeft. Het onderzoek toonde ook aan dat de wortelingroei in veel gevallen werd verhinderd doordat de gaten in de leidingen te klein waren.

Wortelingroei komt ook voor in moderne rioolbuizen van beton of pvc

Wortelingroei bij nieuwere buizen

Afsluitingen van elastomeer, rubber en polyurethaan werden in Polen voor het eerst gebruikt in de jaren 70. De beste weerstand tegen druk en indringing van wortels werd waargenomen bij polyurethaan-afdichtingen die werden gebruikt in geglazuurde kleibuizen die een druk van 0,24 N/mm2 van binnenuit konden weerstaan, terwijl de relevante normen een weerstand vereisen tegen een druk van 0,05 N/mm2.

Wortelingroei komt ook voor in moderne rioolbuizen van beton of pvc, waarbij zelfs perfect geïnstalleerde afdichtingen vatbaar blijken te zijn voor wortelindringing. Andere veldonderzoeken in Polen bij moderne beton-, gres- en pvc-buizen geven aan dat wortelinbraken in moderne leidingen worden veroorzaakt door het gebruik van rubberen afdichtingen die te klein zijn, van O-ringen in plaats van lipafdichtingen of van rubberen afdichtingen die onvoldoende bestand zijn tegen hogere druk.

Andere oorzaken van wortelgroei in riolen

De onderzoekers onderzochten wortelgroei in riolen door rioolgebreken, maar bekeken ook faalfactoren die niet direct verband houden met riolen. Ze stelden vast dat de belangrijkste ingroeifactoren zijn: bodemsoort (de meeste wortelgroei in riolen komt voor in zilte gronden en fijne zandgronden), boom- of struiksoort (zie grafiek 2), de hoogte van de boom, de diepteligging van het riool (de meeste wortelingroei bevindt zich in riolen op een diepte van 2-3 m), het niveau van de grondwaterspiegel (bij een hoge grondwaterspiegel kunnen de meeste soorten niet in riolen binnendringen) en de afstand tussen de boom en het riool (het risico op wortelinbraak in een riool vermindert door de juiste boom- of struiksoort op een zo groot mogelijke afstand van het riool te planten). De hoogte van bomen en struiken wordt meestal bepaald door beheerders bij nieuwe aanleg; de andere factoren zijn niet beïnvloedbaar.

We weten nog onvoldoende over de invloed van boom- en heestersoorten op de ingroeikans van wortels in het riool

Kansberekening

Met de verzamelde onderzoeksgegevens ontwikkelden Kuliczkowska en Parka twee risicobeheerformules.
Met de eerste formule kan de kans op blokkade bij een bepaald type wortelgroei in het riool worden berekend. Zoals hierboven beschreven, bleek uit de resultaten van Kuliczkowska en Parka dat hoe dikker de ingegroeide wortel is in verhouding tot de buisdiameter, hoe sneller er opstopping plaatsvindt. Om de dikte van de ingegroeide wortels te meten, is een CCTV-onderzoek nodig. Het risico dat men loopt, kan worden berekend door het kanspercentage te vermenigvuldigen met de consequenties die er aan een bepaalde blokkade in een bepaald riooltype kleven.
Met de tweede formule kan de kans worden berekend dat wortels überhaupt kunnen binnendringen in het riool. Het nadeel van deze formule is dat de kansberekening alleen mogelijk is voor wortelingroei door riooldefecten. Er is helaas nog onvoldoende informatie over de invloed van boom- of heestersoorten op de ingroeikans van wortels in het riool. Verder onderzoek op dit gebied is gewenst.

Men kan natuurlijk de risico's van wortelgroei in riolen aanvaarden, inclusief alle negatieve gevolgen, maar dit kan alleen als de potentiële gevolgen relatief klein zijn.

In veel landen zijn chemische wortelverwijderingsmethoden bij wet verboden

Aanbevolen oplossingen voor wortelgroei in riolen

Kuliczkowska en Parka bespraken oplossingen die zij hadden gevonden door literatuuronderzoek en deden aanbevelingen.

Een van de oplossingen van rioolverstopping door wortelingroei is om de wortels te verwijderen, door middel van frezen, chemisch of mechanisch. Zodra de boomwortels zijn afgesneden, moet het riool worden afgedicht door ze sleufloos te vernieuwen. Nadat de riolen met verwijderde wortels zijn verzegeld, moeten de riolen zonder tekenen van wortelinbraak, maar met structurele defecten die wortelingroei mogelijk maken worden behandeld. De riolen die geclassificeerd zijn in de geïntegreerde categorie met de hoogste kans op wortelingroei komen het eerst aan de beurt (mc).
Voorheen werden wortels mechanisch of chemisch verwijderd, hoewel beide methoden veel nadelen hebben. Noch mechanische verwijdering, noch chemische behandeling voorkomt dat wortels opnieuw gaan groeien. In veel landen zijn chemische wortelverwijderingsmethoden bij wet verboden.

Wortelgroei in riolen kan beter worden voorkomen, voornamelijk door het bewaken van de riooltoestand en het repareren van kapotte riooldelen. Enkele voorbeelden van goede sleufloze vernieuwingstechnologieën zijn afdichting van lekkende verbindingen met behulp van speciale rioolrobots, en de toepassing van een coating binnenin met hars, polyethyleen, pvc of een ander materiaal over de gehele lengte van het riool. Onder meer in Nederland wordt een kous met dragermateriaal dat is geïmpregneerd met hars door de buis getrokken; dit heet 'relinen'. Een ander voorbeeld is de vernietiging van de oude buiswand van binnenuit en het trekken van een nieuw riool met grotere nominale afmetingen direct achter de scheur, nadat de oude buis in de omliggende grond is geduwd.

De meest voorkomende technieken die worden gebruikt voor nazorg en bewaking van de conditie, zijn visuele inspectietechnieken, zoals closed-circuit television (CCTV), en de sewer scanner and evaluation technology (SSET). Hierbij worden een steekapparaat en een camera het riool in gebracht om gedetailleerd te kunnen kijken. Onder bepaalde omstandigheden moet de video-inspectie worden uitgebreid met veldmeting, om het type afdichting op de verbindingen van de rioolbuizen te controleren.

Tekst loopt verder onder de afbeelding

Visuele inspectietechniek: een doorsteekapparaat met camera duikt in riool of drainage en legt op video eventuele blokkades vast.

Levensduur van reparatiemateriaal

De levensduur van renovatiemateriaal varieert; het hangt zowel af van de vernieuwingsmethode als van de gebruikte materialen en structuren. De gemiddelde levensduur van reparatiematerialen is 23 jaar, van voeringen 47 jaar en van leidingen 82 jaar. Rioleringen die worden gerepareerd met behulp van korte stalen voeringen, bijvoorbeeld Quick Lockliners, zijn duurzamer dan degene die gerepareerd worden met short cured-in-pipe liners (CIPP). Kuliczkowska en Parka concludeerden uit literatuuronderzoek dat het ook erg belangrijk is om renovatievoeringen zo strak mogelijk te hechten aan de binnenwanden van buizen. Daarbij vragen ze speciaal aandacht voor situaties waarin voeringen een kleinere dwarsdoorsnede hebben dan de binnendiameter van de buis: wanneer de resulterende spleet niet is gevuld met cement, kunnen wortels de vrije ruimte tussen de voering en de buis binnengroeien en vervolgens de voering beschadigen.

Tekst loopt verder onder de afbeelding

Jaap Verhagen, groenbeheerder bij de gemeente Zutphen: 'Als een boom nog een omlooptijd van bijvoorbeeld twintig jaar heeft, vervangen wij het riool niet. Dan passen we een 'kous' toe (relinen). Je moet ook nooit lukraak wortels wegfrezen, maar altijd eerst kijken waar de andere wortels van de boom zich bevinden. Het frezen van wortels kan ten koste gaan van de stabiliteit van de boom.'

Groenbeheerder Jaap Verhagen van de gemeente Zutphen: 'We hebben best wel last van wortelgroei in riolen in oude wijken. In de loop van de jaren gaan huisaansluitingen gaan een keer kapot en oude gresbuizen verzakken. De afstand van het hoofdriool tot het ontstoppingsputje is de verantwoordelijkheid van de gemeente. De afstand vanaf het ontstoppingsputje is de verantwoordelijkheid van de bewoner. Op de gemeentewebsite staan enkele rioolontstoppingsdiensten waarmee de gemeente samenwerkt; die kunnen bewoners bellen. Soms heeft de gemeente last van blokkades in straatkolken. Daar verwijderen we de wortels door ze met een doorsteekapparaat met freesmachientje te verwijderen en daarna een nieuwe put te zetten. Wij weten dan wel dat het een tijdelijke oplossing is en dat de wortels over drie jaar zijn teruggegroeid. Assetmanagement van gevel tot gevel blijkt voor ons het goedkoopste te zijn. We brengen allereerst in kaart wanneer elementen zoals een riool, straatkolken, trottoir of boom aan vervanging toe zijn. Daarvoor hebben wij als groenafdeling regelmatig overleg met de afdelingen rioolbeheer en civiel onderhoud, zoals wegenonderhoud. Als een boom nog een omlooptijd van twintig jaar heeft, vervangen wij het riool niet; dan passen we een 'kous' toe (relinen). Zo'n kous gaat ook veertig jaar mee. Of we verzetten een straatkolk. Je moet ook nooit lukraak wortels wegfrezen, maar altijd eerst kijken waar de andere wortels van de boom zich bevinden. Het frezen van wortels kan ten koste gaan van de stabiliteit van de boom. De nieuwe rioolbuizen en kolken zijn allemaal van pvc; dat is veel steviger materiaal dan vroeger. We proberen het systeem zo gesloten mogelijk te maken door nauwkeurig te werken bij de toepassing van rubbers en verlijmingen. Ook zetten we sinds een jaar of zes bijna geen bomen meer op kabels en leidingen. De bomen krijgen goede groeiplaatsen. Daarmee zal de wortelgroei in riolen de komende decennia waarschijnlijk verminderen. Bovendien doen we aan risicomanagement. We hebben een 'extreemweerscan' laten maken in Zutphen. Gebieden die extreme overlast ondervinden bij piekbuien, hebben we gemerkt. Daar vervangen we de riolen eerder. De gebieden krijgen dan voldoende afkoppelingsruimte voor het hemelwater naar de bodem.'

Rioolinspectiebedrijven in Nederland gebruiken voor hun visuele rioolinspectie een doorsteekapparaat, met daaraan een camera die 200 tot 300 m diep het riool in reikt. Gemeenten inspecteren zelf ook wel visueel; meestal betreft dat inspectie van huisaansluitingen op het riool. Dat doen ze met een eigen camera, die tot 30 meter reikt. Er zijn ook middelgrote varianten op de markt. Zo is er Snake Eye, een kleine camera voor drainagebuizen van Adviesbureau Riet, die 120 meter ver reikt.

Ingenieur Ton de Kroon van Adviesbureau Riet: 'Ook bij drainagebuizen in openbaar groen en onder sportvelden komen dergelijke verstoppingen regelmatig voor. Met Snake Eye kunnen we tevens duidelijk krijgen hoe drainagebuizen lopen. Het scheelt een hoop grondroeren als je meteen alles goed in kaart brengt en bij inspecties weet waar wortelverstoppingen zitten. Snake Eye bevat zowel een afstandsmeter als een detector, zoiets als een muntendetector. In het geval van obstructie, zoals een kruising of verstopping, geeft die het signaal van de camera aan ons door. Dit is mogelijk doordat er een koppeling is met audiocamerakabels, die op hun beurt weer gekoppeld zijn aan een beeldscherm met opnamemodule. Wij markeren op maaiveldniveau de exacte plekken, om de loop van het drainagesysteem te zien of de verstopping te traceren. Recent hebben we een dergelijke inspectie nog uitgevoerd in de gemeente Stein. Ook hier zag je al beginnende wortelgroei ontstaan in drainagebuizen langs een beplantingsstrook. Er is er toen zelfs nog een verstopping met wortels visueel vastgelegd via deze inspectie.

In het openbare groen en rondom sportvelden worden oplossingen vaak gezocht in de toepassing van wortelschermen, die tot 2 cm boven het maaiveld worden geplaatst. De ingroei van wortels wordt zo tot een minimum beperkt. Een bijkomend voordeel is dat het veld niet ondergraven wordt door ongedierte, zoals mollen.'

LOGIN   met je e-mailadres om te reageren.

REACTIES

Er zijn nog geen reacties.

download artikel

Tip de redactie