| Een afvalwaterpersleiding loopt, juist in vlak Nederland, heel vaak schuin omhoog en omlaag om sloten, wegen, spoorlijnen, kabels en andere leidingen te kruisen. Lucht stroomt in horizontale en omhoog-lopende leidingen makkelijk met het (afval)water mee, maar hoopt zich op in dalende leidingen. Deze luchtinsluitingen in dalende leidingdelen leiden tot een gereduceerde pompcapaciteit, hogere energiekosten, extra investeringen, hogere onderhoudskosten en een minder betrouwbare bedrijfsvoering. Bovendien wordt een groter volume afvalwater via de overstort rechtstreeks op het oppervlaktewater geloosd. Als de waterschappen, die de meeste pompstations beheren, niet meer aan hun afvoerverplichting kunnen voldoen, lopen ze tenslotte het risico op claims van gemeenten bij wateroverlast. Deze problemen vormden de aanleiding voor een gezamenlijk onderzoek over CAPaciteitsverliezen in afvalWATerpersleidingen; het CAPWAT-onderzoek, uitgevoerd door Deltares in samenwerking met de TU Delft. Dit onderzoek is gefinancierd door 10 Nederlandse waterschappen, het Vlaamse waterschap, 3 ingenieursbureaus, 1 pompfabrikant, Stowa en RIONED. De belangrijkste vragen waren: 1) hoe hard moet je stromen om luchtbellen af te voeren door een dalende leiding, 2) hoe lang moet je stromen en 3) hoe groot is het verschil tussen de resultaten met schoon water en afvalwater? Omdat weinig onderzoek is gedaan naar water-luchtstroming in dalende leidingen, is een groot aantal opstellingen gebouwd voor het CAPWAT onderzoek. Er zijn opstellingen gebouwd met een dalende lengte van 2.5 tot 40 meter, in leidingen met diameters van 8 cm, 11 cm, 15 cm, 19 cm, 22 cm en 50 cm en met hellingshoeken van 5, 10, 20, 30 en 90 graden. In elke opstelling zijn honderden metingen uitgevoerd met combinaties van de water- en luchtstroom. Naarmate de luchtfractie toeneemt, groeit de bellengte en het extra energieverlies. Bij lage luchtfracties kan het water alle lucht meevoeren en is er geen luchtophoping en extra energieverlies in de dalende leiding. De verkregen dataset is de meest complete dataset over water-lucht-stroming in dalende leidingen. Een nieuw rekenmodel is ontwikkeld en gevalideerd. |
