Urban Flooding
HYDROLINK
Datum: 2025
Vorm: teamverband
Opdracht beschrijving
De Haagse Hogeschool legde ons als multidisciplinair studententeam een dubbele uitdaging voor, voortkomend uit twee urgente klimaatgerelateerde problemen: wateroverlast en biodiversiteitsverlies. Om dit probleem op te lossen hebben we de volgende stament opgesteld:
Om de druk op het centrale regenwaterriool te verlichten en overstromingen tijdens en na hevige regenval te voorkomen, moeten we regenwater opslaan, omleiden en hergebruiken. Deze aanpak ondersteunt niet alleen het voorkomen van wateroverlast, maar versterkt ook de biodiversiteit op de campus van De Haagse Hogeschool en draagt positief bij aan het lokale ecosysteem.
Hydrolink
Dit resulteerde in het concept:
HydroLink is een modulair systeem dat regenwater op natuurlijke wijze opvangt, filtert en opslaat — zonder aansluiting op het riool.
Het systeem werkt met lagen van circulaire materialen zoals gerecycled HDPE, PET-geotextiel en alginaatkralen. Het verzamelde water wordt ingezet om biodiversiteitszones op de campus van De Haagse Hogeschool te voeden.
🔹 Lokale materialen & afvalstromen
🔹 Passieve buffering en opslag
🔹 Geen elektriciteit of tech nodig
🔹 Bevordert biodiversiteit (planten, insecten, bodemleven)
🔹 Educatief en schaalbaar klimaatsysteem
HydroLink zorgt voor een zichtbaar ecosysteem op de campus waar techniek en natuur samenwerken.
-
🌧️ Regenval & Belastingsanalyse
Het rioleringssysteem rond THUAS is ontworpen voor een maximale regenintensiteit van 20–30 mm per uur.
Door klimaatverandering worden in 2050 regenbuien van >37 mm per uur verwacht die gemiddeld eens per 10 jaar plaatsvinden.
Extreme regenval zorgt al nu voor overbelasting van het systeem bij herhalingstijden van 10 jaar
📊 Concrete berekeningen
Projecties voor 2050:
In 2050 wordt bij een extreme regenbui (eens per 10 jaar) 37,5 mm neerslag per uur verwacht. Op de campus van De Haagse Hogeschool (27.070 m²) betekent dit ruim 1 miljoen liter regenwater in één uur.
Het huidige riool kan slechts 812.000 liter per uur verwerken, waardoor er een overschot ontstaat van ongeveer 204.000 liter. Om dit op te vangen en overstroming te voorkomen, is gekozen voor een ontwerpdoel van 250.000 liter (250 m³) opvangcapaciteit – inclusief een veiligheidsmarge.
🔁 Klimaattrends
Sinds 1950 is het aantal dagen met zware regenval (>50 mm) bijna verdubbeld.
Toename van korte, intensieve zomerse buien zorgt voor toenemende wateroverlast in steden.
-
🌱 Huidige biodiversiteit op de THUAS-campus
Ongeveer 60–100 soorten flora en fauna waargenomen.
Voorbeelden: bijen, egels, meeuwen, netels, rozemarijn, plataan, els.
Lage ecologische diversiteit in vergelijking met omliggende natuur.
🌍 Vergelijking met Haagse Bos & Oostvaardersplassen
Haagse Bos: >1700 soorten, o.a. spechten, uilen, vleermuizen, sneeuwklokjes.
Oostvaardersplassen: >3000 soorten, o.a. lepelaar, zeearend, konikpaard, libellen.
Overlap in soorten laat zien dat Den Haag het klimaat en de ruimte heeft voor veel hogere biodiversiteit.
🎯 Ontwerpkansen voor meer biodiversiteit
Doel: biodiversiteit verhogen van 3% naar minimaal 10% (±300 soorten). (Eis van De Haagse Hogeschool biodiversiteitsplannen van 2050)
Strategieën:
Inheemse bomen, struiken en bloemenstroken.
Waterzones met oeverplanten en schuilplekken voor amfibieën.
Insectenhotels voor bijen, vliegen en dergelijke.
Ecologische verbindingen via hagen, groenstroken en "wild corners".
-
Hieronder vind je organismes niet het probleem van overstromingen al oplossen in de natuur door hun eigen functies.
🦫 Bever
Bouwt dammen die waterstromen vertragen en zo overstromingen voorkomen door regenwater tijdelijk op te slaan in kunstmatige wetlands.
🐜 Mangrove mier
Creëert luchtdichte nesten in de modder die bij vloed onder water blijven drijven en zo overstroming overleven door lucht vast te houden.
🌿 Kelp
Vermindert golfslag en kusterosie dankzij zijn flexibele bladeren die de kracht van inkomende golven afremmen.
🌴 Kokospalm
Produceert drijvende vruchten met een waterafstotende, vezelige schil die bij overstroming blijven drijven en zo verspreiding van de soort verzekeren.
🎋 Guadua-bamboe
Heeft een uitgebreid wortel- en stengelsysteem dat water opvangt en vasthoudt tijdens regenval, en dit langzaam afgeeft tijdens droogte, terwijl het ook erosie voorkomt door bodemstabilisatie.
🔥 Vuurmier
Vormt levende vlotten van met elkaar verbonden lichamen die blijven drijven bij overstroming; hun waslaag en luchtbelletjes zorgen voor drijfvermogen.
🌳 Wilg (Salix)
Absorbeert grote hoeveelheden grondwater via diepe wortels en slaat dit op in de stam; overtollig water wordt gereguleerd via verdamping en schadelijke stoffen worden gefilterd uit het water.
Uit onderzoek blijkt dat regenwaterbeheer, biodiversiteit en biomimicry met elkaar verbonden zijn.
Om de toenemende regenval op te vangen en overbelasting van het riool te voorkomen, is een systeem nodig dat minimaal 250.000 liter (250 m³) water tijdelijk kan opslaan en slim kan afvoeren.
Daarnaast streven we naar een verhoging van de biodiversiteit met minimaal 10% (±300 soorten), in lijn met de biodiversiteitsdoelen van De Haagse Hogeschool voor 2050.
De natuur biedt hierbij waardevolle inspiratie: organismen zoals de bever, bamboe en wilg laten zien hoe water op natuurlijke wijze kan worden opgevangen, gefilterd en gebufferd.
Deze inzichten vormen het fundament voor een duurzaam, klimaatbestendig en natuurinclusief ontwerp voor de campus.
Define fase
In de define-fase hebben wij de ontwerp vragen van onze twee klanten omgezet naar een centrale problemstatement.
Client 1: Peter Vermey
Researcher faculty Technology, Innovation and Society, THUAS
Challenge: How might we regulate rainwater/flood/drought?
Op basis van de probleemstelling en projectdoelstellingen zijn de volgende ontwerpcriteria geformuleerd:
💧 Waterbeheer & Biodiversiteit
Opslagcapaciteit van minimaal 250 m³ regenwater om piekbelasting van het riool te voorkomen.
Herbruik van opgeslagen water tijdens droge periodes voor vegetatie en koeling.
Aanpassing aan klimaatverandering: het systeem moet flexibel en uitbreidbaar zijn bij extremere weersomstandigheden.
Versterking van de biodiversiteit met als doel een toename naar 10% van het potentieel (~300 soorten).
Integratie van inheemse flora en fauna, afgestemd op de ecologische doelstellingen van THUAS (30% biodiversiteitsgroei in 2032).
Natuurlijke processen leidend: het ontwerp maakt gebruik van biomimicry in plaats van technische oplossingen.
Sharktile
Modulaire tegel geïnspireerd op haaienschubben en sponzen.
Regenwater stroomt over een ribbelstructuur (sharkskin) die vuil afvoert.
Onderliggende lagen van lava, biochar en kokosvezel filteren en bufferen het water.
Bij verzadiging stroomt het gezuiverde water naar biodiversiteitszones – zonder rioolaansluiting of elektriciteit.
Onderhoudsarm en circulair: gemaakt van gerecycled plastic, koffiedik en natuurlijke materialen.
Research fase
Tijdens de onderzoeksfase is er onderzoek uitgevoerd naar de impact van hevige regenval en hoe biodiversiteit op en rond de campus van De Haagse Hogeschool versterkt kan worden. Daarnaast hebben we gekeken hoe de natuur zelf vergelijkbare problemen als overstromingen oplost – dit deden we aan de hand van biomimicry, waarbij natuurlijke systemen en organismen als inspiratie dienen voor innovatieve en duurzame oplossingen.
Problem statement
Om de druk op het centrale regenwaterriool te verlichten en overstromingen tijdens en na hevige regenval te voorkomen, moeten we regenwater opslaan, omleiden en hergebruiken. Deze aanpak ondersteunt niet alleen het voorkomen van wateroverlast, maar versterkt ook de biodiversiteit op de campus van De Haagse Hogeschool en draagt positief bij aan het lokale ecosysteem.
🔁 Materiaal, Energie & Gebruiksvriendelijkheid
Gemaakt van duurzame, lokale materialen die voldoen aan minimale levensduurvereisten.
Modulair en onderhoudsvriendelijk ontwerp: onderdelen zijn eenvoudig te vervangen of uit te breiden.
Circulair systeem: volledig demonteerbaar, herbruikbaar of 100% recyclebaar zonder schadelijke reststoffen.
Energie-onafhankelijk: het systeem werkt zonder externe elektriciteit; bijv. met waterdruk of dynamo’s.
Multifunctioneel: naast functioneel ook educatief en decoratief toepasbaar op de campus.
Afvalarm ontwerp: minimale verspilling tijdens productie en montage (bijv. geen snijverlies).
Ideate fase
Tijdens de ideate-fase hebben we verschillende brainstormsessies, co-creatie workshops en sparmomentengeorganiseerd, die uiteindelijk hebben geleid tot de ontwikkeling van drie doordachte concepten.
Bio wall
Verticale wand geïnspireerd op honeypot ants die vocht opslaan.
Bestaat uit modulaire compartimenten met expansieballonnen.
Bij zware regen zetten ballonnen uit en slaan extra water op.
Water wordt tijdens droogte verdeeld over plantenzones aan de wand.
Gemaakt van lichtgewicht aluminium, gecoat staal en siliconenrubber.
Integreert met bestaande regenpijpen; visueel opvallend en leerzaam.
Client 2: Veronika Brantová
Strategic Advisor Sustainability & Justice, Office of the Board, THUAS
How does nature aid in a greater biodiversity?
Design requirements
Living leaf
Geïnspireerd op bladnerven en Murray’s Law: water wordt efficiënt verspreid via een vertakt buizensysteem.
Ondergronds vangt het systeem regenwater op en transporteert het via bio-based PEX-buizen.
Water wordt gebruikt om biodiverse zones met inheemse planten te bevloeien.
Systeem is passief, zonder externe energie, en herverdeelt water op basis van natuurlijke flows en zwaartekracht.
Na de tussentijdse presentatie spraken zowel de docenten als de opdrachtgever hun voorkeur uit voor de Sharktile.
Ook binnen ons team hebben we, na uitgebreid overleg, gekozen voor dit concept. We kwamen tot deze beslissing omdat de Sharktile het meest haalbaar en realistisch was om binnen de resterende vier weken uit te werken.
Bij het herzien van de design requirements bleek dat slechts één eis nog niet volledig werd ingevuld. Dit hebben we meegenomen in onze overweging, en juist daarom hebben we bewust gekozen om verder te gaan met de Sharktile.
In de eerste fase van ons prototype richtten we ons op het testen van het waterfiltratie systeem. Oorspronkelijk bestond dit uit drie lagen:
Lava rock – voor het tegenhouden van grove vuildeeltjes zoals bladeren en stenen
Biochar met zand – voor het filteren van fijnstof en metalen
Kokosvezelmat – om te voorkomen dat filtermateriaal naar de opslaglaag spoelt
Prototyping – Bovenlaag met Sharkskinstructuur
Prototyping fase
Eerste prototype - waterfiltratie
We maakten een prototype met eenvoudige vervangmaterialen:
Lavasteen → kiezels
Biochar → gebruikt koffiedik
Kokosvezel → katoenen watten
Tijdens de eerste test bleek dat de filterlaag niet goed werkte, we hadden te weinig materiaal gebruikt, waardoor het water nauwelijks gefilterd werd.
Tweede prototype
In de tweede versie vervingen we het koffiedik door fijngemalen houtskool (biochar) uit de dierenwinkel. Dit werkte beter, maar het water bleef nog troebel en donker. We concludeerden dat het filteren te intens was voor het doel: het water wordt immers niet gedronken, maar gevoed aan planten in een biodiversiteitszone.
Eind versie
. Na overleg beslisten we het filtersysteem simpeler te maken.
De definitieve opbouw:
Geweven filterdoek (hemp fabric) – houdt takjes, zand en kleine steentjes tegen
Alginaatkorrels (alginate beads) – verrijken het water met mineralen en voedingsstoffen, die worden opgenomen door de planten
Met deze opstelling hebben we een functionele, low-tech oplossing die perfect aansluit bij de natuurlijke cyclus van regenwater en plantengroei.
Voor het ontwerp van de bovenlaag kozen we in eerste instantie voor een sharkskin-geïnspireerde structuur die het regenwater naar binnen moest leiden. We hebben deze laag met een 3D-printer geproduceerd om snel te kunnen testen.
In onze eerste prototypeversie stonden de openingen recht boven elkaar. Tijdens het testen bleek dat dit niet werkte: het water stroomde er langs zonder opgevangen te worden.
Bij de tweede versie pasten we de opstelling aan door de openingen in een zigzagpatroon te plaatsen. Hierdoor werd de waterstroom beter geleid en verspreid over het oppervlak, waardoor meer water effectief in de tegel werd opgevangen.
Eindresultaat
Tijdens de expo presenteerden wij Hydrolink: een slimme, bio-geïnspireerde tegel die regenwater opvangt, opslaat en afgeeft aan een biodiversiteitszone. Het systeem is ontworpen om overstromingen te voorkomen en tegelijkertijd natuur te ondersteunen, zonder elektriciteit.
Bij regen stroomt het water via de openingen de tegel binnen. De eerste filterlaag bestaat uit hemo fabric, die grove deeltjes zoals zand en takjes tegenhoudt. Daarna stroomt het water door een laag met alginate beads: biologisch afbreekbare kralen die langzaam mineralen afgeven aan het water, wat goed is voor plantengroei.
Het gezuiverde water wordt vervolgens geleid via een netwerk van kanaaltjes, geïnspireerd op het citroenblad. Net als bij het blad zorgen meerdere routes ervoor dat het water blijft doorstromen zelfs als een deel verstopt raakt. Uiteindelijk bereikt het water de biodiversiteitszone, waar het planten, insecten en bodemleven ondersteunt. Alleen wanneer er echt een overschot is, stroomt het resterende water door naar het riool, veel minder dan in de huidige situatie.
Hydrolink is een voorbeeld van biomimicry in actie. We hebben functies uit drie organismen vertaald naar een technisch ontwerp:
Haaienhuid
De oorspronkelijke bovenlaag was gebaseerd op de microstructuur van haaienhuid, die stroming versnelt en vuil afstoot. Hoewel we deze functie uiteindelijk niet letterlijk in het prototype konden verwerken, heeft het ons wel geholpen om na te denken over stromingen en efficiënte waterinlaat.
Citroenblad
Het leidingsysteem is geïnspireerd op het vertakte vaatstelsel van een citroenblad. Als één kanaal verstopt is, wordt het water automatisch omgeleid via andere routes. Zo blijft het systeem betrouwbaar en functioneert het onder verschillende omstandigheden.
Beverdam
Tot slot is de buffering en gereguleerde afgifte van water geïnspireerd op beverdammen. Net als bij een dam wordt het water tijdelijk vastgehouden en pas langzaam afgegeven of naar planten, of in het uiterste geval naar het riool. Dit voorkomt piekbelasting bij zware regenval.
