Concept: Onttrekken van water ten behoeve van grondwaterstandonttrekking, onttrekking water voor chemische extractie, onttrekking water voor hydrogeologische beheersing, onttrekking water voor civieltechnische beheersing
Techniekbeschrijving
Een drain wordt toegepast voor:
grondwateronttrekking ten behoeve van grondwaterstandsverlaging (bemaling ontgraving of ten behoeve van in-situ sanering);
grondwateronttrekking ten behoeve van grondwatersanering en -beheersing en in situ saneringen;
infiltratie van water;
bodemluchtonttrekking ten behoeve van in-situ sanering.
Een drain is een geperforeerde buis, al dan niet omwikkeld met een omhulling, die min of meer horizontaal in de grond wordt gelegd.
De drain kan worden gelegd:
machinaal, met een draineermachine, tot maximaal 5 m onder maaiveld (diepdrainage kan tot ca. 6 à 7 m onder maaiveld);
handmatig, door het graven van een sleuf. Daarbij moet de grondwaterstand tijdelijk worden verlaagd;
horizontaal gestuurd boren vanaf maaiveld. Het boorgat wordt ondersteund met een bentoniet of een biologisch afbreekbare steunvloeistof. Deze techniek is sterk in ontwikkeling.
horizontaal persen vanuit een bouwkuip. Daarbij moet de grondwaterstand in de bouwkuip tijdelijk worden verlaagd.
De drain kan worden aangesloten op een pompput met een onderwaterpomp (vrij verval) of via een blind stuk leiding op een vacuümpomp.
In het algemeen is de drain van geribbeld PVC, diameters kunnen variëren van 50 tot 200 mm. De drains kunnen ook uitgevoerd worden in polyethyleen (HDPE) of polypropyleen (PP), indien het grondwater sterk verontreinigd is. De drains kunnen worden omhuld met natuurlijke- (kokos) of kunststofvezels. Veelal wordt PP als omhullingsmateriaal toegepast. Daarvan zijn verschillende typen PP 700/450/350. Type PP 700 betekent polypropyleen omhulling, met karakteristieke poriegrootte O90 van 700 (90% van poriën is kleiner dan 700 m).
De materiaalkeuze van drain en omhulling wordt bepaald door de:
bodemtextuur;
chemische resistentie;
neerslagvorming (bv ijzer);
duurzaamheid;
kwaliteit.
Bij de boor- en perstechnieken wordt in verband met de sterkte van het materiaal een HDPE-drain zonder omhulling toegepast. Bij voorkeur dienen drains aangelegd te worden in een koffer van drainagezand. Bij de boor- en perstechnieken is het op dit moment nog niet mogelijk een zandkoffer aan te brengen.
De drains dienen te worden voorzien van doorspuitvoorzieningen en niet gekoppelde draineinden worden aan het maaiveld afgewerkt met een straatpot.
Toepassingsvoorwaarden
Bij onttrekking van grondwater wordt gekozen voor een drain bij:
klein doorlaatvermogen bodem (kD) , gering debiet gewenst;
langgerekte, ondiepe vorm van de grondwaterverontreiniging of ontgraving;
grondsanering diep: drain op bodem ontgraving;
geen obstakels in de ondergrond.
Ten gevolge van het onttrekken van grondwater kunnen in leem/klei- of veenlagen zettingen ontstaan. Indien dit risico bestaat dient een zettingsberekening uitgevoerd te worden om de zettingsrisico's te kwantificeren. Teneinde de zettingsrisico's te reduceren kan het (her)infiltreren van water overwogen worden.
Resultaten
Door de toepassing van drains ten behoeve van grondwaterstandsverlagingen kan het onttrek-kingsdebiet zo optimaal mogelijk worden gedimensioneerd omdat er relatief veel oppervlakkig water wordt onttrokken en zo min mogelijk water uit dieper bodemlagen met in het algemeen groter doorlatendheden. Bij een onttrekking met drains treedt er een relatief gelijkmatige ver-laging van de grondwaterstand (geen afpompingskegel) op.
Door de toepassing van drains ten behoeve van grondwatersaneringen en -beheersingen van relatief ondiepe grondwaterverontreinigingen kan een optimale doorspoeling of beheersing worden verkregen door de horizontale, oppervlakkige ligging van de drains.
Door het onttrekken van grondwater kan verontreinigd grondwater gesaneerd worden. De eind-gehalten die bereikt kunnen worden voor verontreinigd grondwater, als er geen verontreinigingen in de grond meer aanwezig zijn, zijn gelegen op een niveau van 1 tot 20 mg/l. De saneringstijd is afhankelijk van de doorspoelfactor die kan worden gerealiseerd en het adsorptiegedrag van de verontreiniging in de bodem.
Met drains is een grondwateronttrekkingssysteem minder flexibel aan te sturen dan bijvoorbeeld met vacuümfilters, mede omdat niet exact bekend is uit welk deel van de drain het water wordt onttrokken. Echter bij heterogene bodems hebben drains met filterkoffers de voorkeur om de gelaagdheid van de bodem te kunnen doorbreken.
Kosten
Aanleg drains (excl. zand- of grindkoffer):
Machinaal: 25 EUR per m + 5.000 EUR (aan- en afvoer draineermachine);
Handmatig: in sleuf < 4 m onder maaiveld : 50 EUR per m;
in sleuf > 4 m onder maaiveld : 60 EUR per m (beschoeide sleuf)
Boor- of perstechniek: 75-125 EUR per m.
Milieurendement
Bij het installeren van een drain middels een draineermachine kan verontreinigde grond vrijkomen die verwerkt moet worden.
Het stroomverbruik bij een dompelpomp (vrij verval stroming) is in het algemeen bij geringe opvoerhoogten groter dan bij een vacuümonttrekking.
Dompelpomp:
0,5 - 1,0 kWh/m3 bij debiet < 15 m3/u en opvoerhoogte < 50 m
Vacuümpomp:
0,1 - 0,3 kWh/m3 bij debiet < 100 m3/u en opvoerhoogte < 30 m
0,5 - 1,0 kWh/m3 bij debiet < 25 m3/u en opvoerhoogte > 30 m
Door het onttrekken van grondwater zal de grondwaterstand dalen en kan het ecologische leef-milieu aangetast worden (verdroging). Dit kan worden voorkomen door (her)infiltratie van water.
Geïnstalleerde drains blijven normaliter na gebruik achter in de bodem.
Energieverbruik 0
Reststoffen 0
Ruimtegebruik +
Geluidshinder +
Geurhinder +
Ontwikkelingsstadium
Categorie 1
De techniek is algemeen bekend en wordt veel toegepast in de bodemsanering en de civiele en cultuurtechniek.
Leveranciers
Elke bronneerder en/of aannemer actief op het gebied van bodemsanering heeft mogelijkheden voor het toepassen van drains. Met deze techniek bestaat zeer veel ervaring. Het aanleggen van horizontaal gestuurde boringen is een specialistisch werk dat slechts door enkele bedrijven uitgevoerd kan worden.