Duiker dimensionering berekenen uitgebreid
Beschrijving
Bereken de diameter van een duiker en controleer stroomsnelheid, opstuwing en een bestaande buis. Met verhang uit hoogteverschil en lengte, eigen ruwheidswaarde en de eisen van waterschappen.
Invoer velden
Resultaten
Een duiker moet het maatgevende debiet kunnen afvoeren zonder dat het water ervoor opstuwt. Deze tool berekent de benodigde diameter met de formule van Manning-Strickler voor een ronde buis: Q = k × A × R^(2/3) × √i. Vul het debiet in liters per seconde in en geef het verhang op. Dat kan als hoogteverschil tussen instroom en uitstroom met de lengte van de duiker, of direct in millimeters per meter. Een verhang van 2 mm per meter is hetzelfde als 2 cm over 10 meter.
De adviesdiameter is de eerstvolgende gangbare buismaat boven de berekende minimale diameter. De capaciteit en de stroomsnelheid gelden voor die buis bij de gekozen vullingsgraad. De capaciteit geldt voor de buis zelf. Het water heeft daarnaast extra hoogteverschil nodig om de duiker in en uit te stromen; dat zie je als aparte uitkomst. Een oudere buis is ruwer door aangroei en slib en voert ook minder af.
Naast de hydraulische berekening stelt het waterschap eigen eisen, en die zijn vaak maatgevend. Waterschap Rivierenland eist een inwendige diameter van minimaal 0,47 meter, en 0,80 meter in een B-water binnen de bebouwde kom. Het Hoogheemraadschap van Rijnland eist voor een ronde duiker minimaal 600 mm in een watergang smaller dan 5 meter en 800 mm in een bredere watergang. Het Hoogheemraadschap van Delfland eist 400 mm in een perceelsloot tot 2,5 meter breed, 600 mm in dijksloten en stedelijk water en 800 mm in primaire polderwateren, en staat bij de uitstroming maximaal 0,60 m/s toe. Waterschap Rijn en IJssel en Waterschap Limburg (voorheen Peel en Maasvallei) eisen minimaal 0,5 meter. Kijk altijd in de regels van je eigen waterschap voordat je een buis bestelt.
Wil je alleen snel weten welke buismaat je nodig hebt? Gebruik dan de eenvoudige duiker dimensionering met vier invoervelden.
Formulas:
-
h_k_waarde = if(materiaal == 0, k_handmatig, materiaal)
-
h_verhang_i = if(verhang_keuze == 'verval', if(lengte > 0, hoogteverschil / 100 / lengte, 0), verhang_invoer / 1000)
-
h_q = q_eis / 1000
-
h_q_factor = if(vullingsgraad == 50, 0.5, if(vullingsgraad == 70, 0.837, if(vullingsgraad == 75, 0.912, 1)))
-
h_v_factor = if(vullingsgraad == 50, 1, if(vullingsgraad == 70, 1.120, if(vullingsgraad == 75, 1.133, 1)))
-
h_ok = if(h_q > 0 && h_verhang_i > 0 && h_k_waarde > 0, 1, 0)
-
h_d_min_m = if(h_ok == 1, exp(0.375 * ln(h_q / (h_q_factor * h_k_waarde * 0.7854 * exp(0.6667 * ln(0.25)) * exp(0.5 * ln(h_verhang_i))))), 0)
-
d_min_mm = round(h_d_min_m * 1000, 0)
-
d_advies_mm = if(d_min_mm <= 225, 225, if(d_min_mm <= 315, 315, if(d_min_mm <= 400, 400, if(d_min_mm <= 500, 500, if(d_min_mm <= 600, 600, if(d_min_mm <= 700, 700, if(d_min_mm <= 800, 800, if(d_min_mm <= 1000, 1000, if(d_min_mm <= 1200, 1200, 1400)))))))))
De eerstvolgende gangbare buismaat boven de berekende minimale diameter. Controleer de minimale maat van je waterschap en de beschikbaarheid bij je leverancier. -
d_min_uit = d_min_mm
De kleinste inwendige diameter waarbij de buis het debiet nog afvoert bij de gekozen vullingsgraad en het opgegeven verhang. -
q_advies = if(h_ok == 1, round(h_q_factor * h_k_waarde * 0.7854 * pow(d_advies_mm / 1000, 2) * exp(0.6667 * ln(d_advies_mm / 4000)) * exp(0.5 * ln(h_verhang_i)) * 1000, 0), 0)
Wat de geadviseerde buis kan afvoeren bij de gekozen vullingsgraad en het opgegeven verhang. -
v_advies = if(h_ok == 1, round(h_v_factor * h_k_waarde * exp(0.6667 * ln(d_advies_mm / 4000)) * exp(0.5 * ln(h_verhang_i)), 2), 0)
De gemiddelde stroomsnelheid bij de gekozen vullingsgraad. -
toets_snelheid = if(h_ok == 0, 'Vul een debiet en een verhang groter dan 0 in', if(v_advies > 0.6, 'Hoog — kans op uitschuring bij de uitstroming. Delfland staat maximaal 0,60 m/s toe. Reken op bodembescherming of overleg met je waterschap', if(v_advies >= 0.3, 'Ja — onder de 0,60 m/s die Delfland als grens voor uitschuring hanteert', 'Laag — geen kans op uitschuring, wel op slibafzetting. Reken op regelmatig schoonmaken')))
Hoogheemraadschap van Delfland staat bij de uitstroomopening maximaal 0,60 m/s toe, om uitschuring van de slootbodem te voorkomen. De grens van 0,3 m/s voor slibafzetting is een vuistregel zonder vaste norm. -
verval_in_uit = if(h_ok == 1, round(0.75 * v_advies * v_advies / 19.62 * 1000, 0), 0)
Het extra hoogteverschil dat het water nodig heeft om de duiker in en uit te stromen: (0,30 + 0,45) × v² / 2g, voor een duiker recht in de watergang (waarden Hoogheemraadschap van Delfland). Dit komt bovenop het verhang in de buis. In poldersloten staat Delfland in totaal maar 2 mm verval over een duiker toe. -
waterschap_check = if(d_advies_mm < 470, 'Let op: kleiner dan wat de meeste waterschappen toestaan. Rivierenland eist minimaal 470 mm, Rijn en IJssel 500 mm, Rijnland 600 mm', if(d_advies_mm < 600, 'Let op: Rivierenland eist minimaal 470 mm, Rijnland 600 mm. Kijk in de regels van je eigen waterschap', 'Kijk in de regels van je waterschap: Rijnland eist 600 mm, en 800 mm in een watergang breder dan 5 meter'))
Waterschappen stellen een minimale diameter voor onderhoud en doorstroming, los van de hydraulische berekening. Die eis verschilt per waterschap en per type watergang. -
groot_melding = 'De berekende diameter is groter dan de grootste buismaat in deze tool. Kies een rechthoekige duiker, meerdere buizen naast elkaar of een brug'
De adviesdiameter van 1.400 mm heeft in dit geval te weinig capaciteit. -
q_controle = if(h_ok == 1 && diameter_controle > 0, round(h_q_factor * h_k_waarde * 0.7854 * pow(diameter_controle / 1000, 2) * exp(0.6667 * ln(diameter_controle / 4000)) * exp(0.5 * ln(h_verhang_i)) * 1000, 0), 0)
Wat de bestaande buis kan afvoeren bij de gekozen vullingsgraad en het opgegeven verhang. -
toets_capaciteit_controle = if(q_controle >= q_eis, 'Ja — de buis kan het maatgevende debiet afvoeren', 'Nee — de buis is te klein voor het maatgevende debiet')
Vergelijking van de capaciteit van de bestaande buis met het maatgevende debiet.
Berekening informatie
Meer over waterbouw
Ontdek meer tools gerelateerd aan waterbouw