Risicoanalyse – Wateroverlast openbare ruimte

17 april 2018

Wateroverlast. Wie herkent de beelden niet van ondergelopen straten en campings in de zomer? Kinderen stampen lekker in de plassen, maar ‘natte voeten’ vormen wel degelijk een probleem voor gemeenten en vele campingeigenaren. Het is een probleem dat zoveel mogelijk voorkomen moet worden, liefst al tijdens de inrichting van de openbare ruimte.

Door Itay Bar-On en Richard Hendriks

Om ‘water op straat’ en het overstorten van ‘vuilwater’ in de toekomst te voorkomen, heeft AGEL adviseurs samen met ETL Solution een product ontwikkeld waarmee ze zowel klanten als interne adviseurs beter kunnen voorzien van informatie.

AGEL adviseurs adviseert gemeenten, infra-aannemers en andere partijen op het gebied van het voorkomen van wateroverlast en het oplossen van de bijbehorende problemen. Om ‘water op straat’ en het overstorten van ‘vuilwater’ in de toekomst te voorkomen, heeft AGEL adviseurs samen met ETL Solution een product ontwikkeld waarmee ze zowel klanten als interne adviseurs beter kunnen voorzien van informatie. 

Water op straat
Op 12 juli 2017 is er in Schouwen-Duiveland een extreme hoeveelheid neerslag gevallen. Weerstation Schouwen-Duiveland heeft op deze datum een bui geregistreerd met 46,6 millimeter neerslag in 12 uur. Zo veel neerslag viel voor het laatst in de julimaand van 2005. Naast de hoeveelheid neerslag is er een dompelpomp getroffen door blikseminslag. Deze pomp is geïnstalleerd in een pompput om zomerse piekbuien zoals deze op te vangen, zodat het water afgevoerd kan worden naar de nabijgelegen watergang. Op een camping in een van de kernen van deze gemeente is een onderbemalen gebied dat wordt omringd door waterkeringen. Zowel het hemelwater als het vuilwater wordt naar het achterland verpompt. Door het uitvallen van de pomp, in combinatie met het extreme water, is er water op straat ontstaan. Om deze problemen te voorkomen, moet de afvoercapaciteit zoveel mogelijk worden benut. Enerzijds kan dit door het gemaal te voorzien van extra pompen. De deskundigen van AGEL adviseurs bekijken deze en andere aspecten, zoals capaciteit waterberging, afvoercapaciteit rioolstelsel en de capaciteiten van de gemalen.

Geodata, analyses en tools
Het gebruik van geodata speelt een belangrijke rol in dit traject. Het terrein wordt geanalyseerd met behulp van beschikbare BGT-data. Analyses die worden uitgevoerd: bepaling van het totale oppervlak, verhard oppervlak zoals asfalt en halfverharding, dakoppervlak en oppervlakte van het water. Naast deze basisanalyses is er behoefte aan diepgaandere analyses. Deze zijn deels uit te voeren met bestaande (en kostenverhogende) softwaretools, maar geven niet per se het gewenste resultaat. Daarom is er besloten om te kijken naar alternatieve, kostenbesparende, maar praktisch toepasbare tools. Vanuit de werkvelden infra en geodesie zijn de deskundigen op het gebied van water en GIS bij elkaar gaan zitten om te kijken waar behoefte aan is en hoe dat in een tool kon worden ‘gegoten’. De oplossing waarmee men een juist resultaat zou krijgen, maakt gebruik van AHN, BAG, BGT en eigen 3D-metingen. Al snel werd in gesprekken met ETL Solution duidelijk dat dit prima via FME op te zetten en beschikbaar te stellen is voor de infradeskundige. Een belangrijke wens was dat, naast te rekenen met bestaand kaartmateriaal, er ook mogelijkheden moesten zijn om het flexibel te maken. De deskundige op infra-gebied moet bijvoorbeeld zelf kunnen ‘spelen’ met verhogingen/ verlagingen van het gebied om daaruit snel een trend te ontdekken. Het is kortom belangrijk dat de eindgebruiker zelf op eenvoudige wijze de analyse kan doen. Om zoiets te realiseren is het zaak om niet te blijven denken vanuit het geo-werkveld, maar om ondersteunend te zijn aan het werkveld infra.

Het gebied wordt geanalyseerd met behulp van beschikbare BGT-data.

Brondata en interface
De stroombanen-FME-tool, gemaakt door ETL Solution voor AGEL adviseurs, maakt gebruik van open data die beschikbaar zijn via PDOK. De AHN-rasterdata vormen de basis voor de stroombanenberekeningen, daarnaast worden de BGT-waterdelen en de BAG-panden gebruikt. Een van de wensen was om eigen metingen te gebruiken voor het berekenen van een hoogteraster in plaats van de AHN-raster. Deze wens is bereikt door de transformatiemogelijkheden die FME biedt om 3D-puntdata om te zetten naar rasterdata. Het manipuleren van de rasterdata was ook een van de wensen. Hiervoor kan de gebruiker een gebied aangeven waardoor de rasterhoogtewaarden verhoogd of verlaagd kunnen worden binnen het aangegeven gebied. Dit maakt het mogelijk om invloed uit te oefenen over de stroombanen en wateroverlastgebiedenberekeningen, waardoor het nemen van maatregelen in het veld zichtbaar wordt in de analyse. Een van de uitdagingen was het creëren van een tool die door iedereen gebruikt kan worden, dus ook gebruikers die geen FME-kennis hebben. Voor dat doel heeft FME Desktop een eigen applicatie (Quick Translator) die als interface functioneert. De gebruiker maakt gebruik van deze applicatie waardoor hij met een duidelijke en simpele interface te maken heeft en dus niet met complexe FME-workspaces.

De deskundige op infra-gebied moet zelf kunnen ‘spelen’ met verhogingen/verlagingen van het gebied om daaruit snel een trend te ontdekken. De blauwe vlakken zijn de probleemgebieden.

De tool uitgelegd
De stroombanen-tool is gemaakt uit een serie FME-workspaces die uitgevoerd worden door middel van een controle FME-workspace. Hiervoor wordt FME Desktop gebruikt. Deze manier van een parent-child processing wordt workflowmanagement genoemd. Je ziet het met regelmaat toegepast in samenspraak met FME Server.

Deel 1 – Brondata
De stroombanen- en wateroverlastgebiedenanalyse wordt uitgevoerd voor een bepaalde locatie. Dat wordt aangegeven door middel van een vlakgeometrie in de interface. De vlakgeometrie wordt vervolgens gebruikt om de AHN-data te downloaden vanuit PDOK en indien nodig samen te voegen. De resulterende raster is dan ‘geclipt’ met de input vlakgeometrie. De BAG- en BGT-objecten van het interessegebied worden voor visualisatiedoeleinden omgezet naar Esri-shapefiles en in het vervolg van het traject gebruikt voor het manipuleren van de rasterhoogtewaarden.

Deel 2 – BAG- en BGT-bewerking
De BAG-panden en BGT-waterdelen worden gebruikt om de rasterhoogtewaarden te manipuleren. Rasterhoogtewaarden worden verhoogd waar zich BAG-panden bevinden en verlaagd bij locaties waar de BGT-waterdelen aanwezig zijn. Vervolgens worden de rasterhoogtewaarden herberekend en gaten worden dichtgemaakt.

De lijnen zijn stroombanen waar water kan accumuleren volgens de modelberekeningen en waar mogelijke maatregelen genomen moeten worden.

Deel 3 – Maatregelenbewerking
Indien gewenst, kan de gebruiker een tweede vlakgeometrie inzetten en attributen voor het beïnvloeden van de hoogtewaarden in de raster. Hierdoor kunnen maatregelen invloed uitoefenen op de stroombanen en wateroverlastgebiedenberekeningen.

Deel 4 – Stroombanen en wateroverlastgebiedenberekeningen
In deel 4 wordt de uiteindelijke raster gebruikt in een serie van berekeningen volgens bekende algoritmes (Strahler, Horton en Shereve) en worden de resultaten van de tool gemaakt. Hiervoor wordt een grenswaarde door de gebruiker aangegeven voor de berekeningen. Indien nodig kan de gebruiker het laatste deel een aantal keer uitvoeren met verschillende grenswaarden, zodat een compleet beeld kan ontstaan, van zeer fijnmazige stroombanen tot grof.

De resultaten
De resultaten van de stroombanen-FME-tool zijn rasters en vectoren waarin de stroombanen makkelijk te vertonen zijn in een kaart of GIS-applicatie.

Tot slot
De stroombanen-FME-tool, gemaakt door ETL Solution voor AGEL adviseurs, is een tool met een gebruiksvriendelijke interface die de mogelijkheid biedt om maatregelen te integreren en eigen metingen te gebruiken. Deze tool gebruikt bovendien bekende stroombanenalgoritmes. De flexibiliteit en kracht van de tool maakt het mogelijk om snel meerdere berekeningen uit te voeren met verschillende grenswaarden voor een compleet beeld. De resultaten van de tool zijn gemakkelijk te gebruiken voor visualisatie in een GIS-applicatie of viewer en voor rapportages. Het gebruik van FME maakt het mogelijk om de verschillende databronnen en datatypen te gebruiken en manipuleren. Hiervoor is er een bepaalde mate van FME-kennis nodig bij een organisatie. Door FME-expertise in te zetten, en de Quick Translator als interface, kan een organisatie zelf een tool laten ontwerpen naar de eigen wensen. 

Comments are closed.