Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Bespeelbaarheid van sportvelden

GABRIELS, D. & OTTEVAERE D. (2007). Bespeelbaarheid van voetbalvelden. Fieldmanager, (3)1, p37-41.

  • Login to see the comments

  • Be the first to like this

Bespeelbaarheid van sportvelden

  1. 1. Bespeelbaarheid van voetbalvelden Bodemfysisch en bodemmechanisch bekeken Wetenschappers Donald Gabriels en Davy Ottevaere van de vakgroep Bodembeheer en Bodemhygiëne van de Universiteit Gent laten in dit artikel hun licht schijnen over de bespeelbaarheid van voetbalvelden. Zij bekijken de problematiek vanuit bodemfysisch en –mechanisch oogpunt. Auteurs: Donald Gabriels en Davy Ottevaere Hoewel het speelseizoen zich steeds vroeger aanmeldt, blijft voetbal nog altijd een najaars-, winter- en voorjaarssport. In die periode valt in onze contreien de meeste neerslag, ofschoon dit met de neigingen tot klimaatverandering niet meer zo zeker te voorspellen is. Maar toch dient het overtollige regenwater, zeker tijdens de wedstrijd, zo vlug mogelijk te worden afgevoerd. Op de meeste velden is dan ook een onder- grondse buisdrainage aanwezig. Maar soms kan het overtollige water de drainbuizen niet berei- ken wegens de geringe doorlatendheid van de bovenste toplagen. Die geringe permeabiliteit, of beter gezegd de geringe infiltratiesnelheid van de toplaag, is meestal te wijten aan de verdichting als gevolg van verslemping van de bovenste centimeters van die toplaag. Ondanks herhaalde bijeenkomsten, pogingen en goede voornemens en de goede zorgen van trouwe plichtbewuste ‘terreinverzorgers’ (soms ‘fieldmanagers’ genoemd) -meestal nog op vrijwillige basis of in ruil voor een gratis abonnementje op de tribune- blijft het een oud zeer, en vechten tegen de ‘bierkaai’ om bij het aanleggen van nieuwe terreinen min of meer de (eenvoudige) richtlijnen of normen te volgen. Dit geldt zeker voor de bovenste laag (0-10 cm), waarbij rekening dient te worden gehouden met de eigenschappen van de onderliggende lagen. De bezorgdheid over de grasmat (in oude voetbaltermen nog dikwijls de ‘wei’ genoemd) komt op (bijna) de laatste plaats na de kantine, de tribune, de spelers, de trainer en de sponsoring op de truitjes. Improviseren is meestal de boodschap bij het ‘verzorgen’ van de grasmat. Want wie kent beter de zwakke plek- ken van zijn patiënt dan de terreinverzorger; ‘ verzorgingsimprovisatie’ is toegelaten, improvisatie bij de terreinaanleg is uit den boze: er moeten bepaalde normen worden gerespec- teerd. Het aanleggen van een goed natuurgras- veld is een kunst waarbij ‘geknuts’ geen plaats kan hebben, maar waar wel allerlei (eenvoudige) specificaties (normen) gehanteerd dienen te worden. Bespelingnormen In België, met zijn duizenden voetbalvelden en vele duizenden spelers, wordt wat de aanleg en de bespeelbaarheid van het veld betreft al te vaak en gemakkelijkheidhalve verwezen naar normen die opgesteld zijn in Nederland, Duitsland of Engeland. Daarbij wordt geen rekening gehouden met de verschillen in klimaat en eigenschappen van het bodemprofiel. Zo is er de bekende WETRA (WEdstrijd-TRAining) norm, die moet aantonen hoe de opbouw van een grasvoetbalveld zou moeten gebeuren. De bespeelbaarheid moet het gehele jaar verzekerd zijn en dat onder wisselende weersomstandig- heden. De technische vaardigheden van de spelers zullen daardoor beter tot hun recht komen. Maar eerlijkheidshalve dient te worden gezegd dat een wedstrijd niet door de scheids- rechter wordt afgelast omdat er op sommige intensief betreden plaatsen geen gras groeit. Daarentegen zijn waterplassen te mijden als de pest; ’de bal moet kunnen rollen’ wordt soms als www.fieldmanager.nl 37
  2. 2. enig criterium van bespeelbaarheid gehanteerd. Bij de aanleg van voetbalvelden worden bij de opbouw allerlei normen gehanteerd met als doel dat het jaar rond optimaal kan worden gevoetbald en dat het liefst onder alle mogelijke omstandigheden, waarbij het weer en de intensiteit van bespelen als limiterende factoren optreden. Voetbalvelden met natuurgras worden in het algemeen opgebouwd uit een (0-10 cm of diepere) bovenlaag die bestaat uit zand met een specifieke korrelgroottefractie. De verdeling van die korrelgrootte varieert over het algemeen tussen verschillende bandbreedten waarbij een M50 korreldiameter als representatief voor de gehele verdeling wordt beschouwd. Het M50 cijfer betekent dat 50% van de korrels een diameter heeft die kleiner is dan dit cijfer. Uiteraard heeft 50% van de korrels een diameter die groter is dan M50. (zie figuur 1) NOC*NSF stelt voor wedstrijdvoetbalvelden met natuurgras een M50 cijfer van 180 tot 280 µm voor met een hoeveelheid organisch materiaal tussen 2 en 6%. De dikte van de toplaag hangt deels af van de ondoorlatendheid van de onder- grond. Ter informatie wordt er aan herinnerd dat de ‘zand’fractie individuele korrels bevat met een diameter tussen 50 µm en 2000 µm (of 2 mm). In sommige laboratoria wordt 63 µm als laagste diameter van de zandfractie gebruikt. Even aan herinneren dat 1 µm (micrometer) gelijk is aan één duizendste van een millimeter. Zo zijn de ‘klei’deeltjes kleiner dan 2 µm en is de leem- fractie begrepen tussen 2 en 50µm (of 63 µm). Individuele grinddeeltjes zijn groter dan 2 mm. Zand met een hoge permeabiliteit is belangrijk in de opbouw van toplagen en kan verder onder- verdeeld worden in: • zeer fijn zand: met diameter tussen 50 en 100 µm; • fijn zand: tussen 100 en 250 µm; • medium zand: tussen 250 en 500 µm; • grof zand: tussen 500 en 1000 µm; • zeer grof zand: tussen 1000 en 2000 µm. Er is evenwel meer informatie nodig dan enkel een M50 diameter om het ene zand van het andere te kunnen onderscheiden. Dit is voer voor verder onderzoek waar ir. Davy Ottevaere mee bezig is aan de Universiteit Gent. Toplaag De toplaag bestaat voornamelijk uit grond (zand, leem en klei), deeltjes organisch materiaal en poriën die geheel of gedeeltelijk opgevuld zijn met water en lucht. De ruimtelijke verdeling van de deeltjes noemt men de ‘structuur’ van de toplaag. De bespeelbaarheid van een veld hangt dus in zekere mate af van de samenstelling en de structuur van de toplaag. In zekere mate, want de intensiteit van belasting of bespeling van het grasvoetbalveld zal in de meeste gevallen het voornaamste criterium zijn. Er kan ook drastisch(er) worden opgetreden: een veld aanleggen dat een hoge intensiteit van bespelen toelaat: kunstgras! Waterdoorlatend Het overvloedige regenwater moet tijdens de wedstrijd vlug worden afgevoerd. Hoewel in de meeste velden een ondergrondse buisdrainage aanwezig is, kan het overtollige water dikwijls de drainbuizen niet bereiken wegens de geringe doorlatendheid van de bovenste toplaag. Die lage doorlatendheid, of beter gezegd de geringe infiltratiesnelheid van de toplaag, wordt meestal veroorzaakt door verdichting als gevolg van verslemping of versmering. En die is meestal weer het gevolg van een te hoge intensiteit van bespelen, voornamelijk tijdens natte weers- omstandigheden, op te vochtige velden of door het gebruik van te zwaar materiaal en wielspoor- vorming bij het onderhouden van het veld. Normaal zou een regenbui van 25 mm/dag, die tijdens het laatste decennium in onze contreien zelfs jaarlijks enkele malen is voorgekomen, geborgen kunnen worden in een zandige toplaag van 30 cm dikte. Maar die 25 mm is een dag gemiddelde en een groot deel van de neerslag kan in een uur of minder vallen. Wanneer tijdens de wedstrijd een hevige regenbui van bijvoor- beeld 5 mm (5 liter per m?) of meer gedurende een uur valt, berekenen we dat met een toplaag met een middelmatige (verzadigde) doorlatend- heid van bijvoorbeeld 40 mm/uur, de drains op een diepte van 60 cm kunnen worden geplaatst met een onderlinge tussenafstand van een tweetal meter. Met deze ruwe berekening wordt evenwel verondersteld dat de toplaag volledig met water is verzadigd, waardoor er gesproken wordt van een ‘verzadigde’ waterdoorlatendheid. Tevens wordt verondersteld dat de doorlatend- heid een constante grootheid is, wat evenwel niet zo is. Bij het begin van een regenbui is de toplaag in de meest gevallen niet verzadigd met water, maar zijn de bodemporiën al dan niet gedeeltelijk met lucht gevuld. Deze lucht moet eerst uit de poriën worden verdreven alvorens deze ten volle kunnen bijdragen tot de drainage. In feite is het beter rekening te houden met de infiltratiesnelheid of infiltratiecapaciteit van de toplaag en dit ten opzichte van de regen- intensiteit. Wanneer de regenintensiteit (en deze kan relatief hoog zijn en tijdens korte hevige regenbuien van enkele minuten gemakkelijk tot meer dan 100 mm per uur) hoger is dan de ‘onverzadigde’ waterdoorlatendheid of infiltratiesnelheid kan een deel van de regen gedurende die korte periode niet in de toplaag infiltreren en blijft het water op het veld staan. Wanneer de (gemiddelde) toplaag wel voldoende doorlatend is, maar de bovenste millimeters of zelfs centimeters verslempt zijn, blijft het water sowieso stagneren. 38 www.fieldmanager.nl Bodem Figuur 1: De auteurs van dit artikel -Donald Gabriels en Davy Ottevaere- zijn werkzaam bij de Vakgroep Bodembeheer en Bodemhygiëne, Universiteit Gent, Coupure links 653, B9000 Gent, België. E-mail: donald.gabriels@UGent.be / davy.ottevaere@UGent.be
  3. 3. www.fieldmanager.nl 39 Mechanische weerstand Een goede dichte natuurlijke grasmat kan de toplaag beschermen. Een veld met weinig of geen gras is onbeschermd tegen de impact van verschillende krachten; en dan voornamelijk tegen die door de spelers zelf worden uitgeoefend. Het rekenvoorbeeld (zie kader) illustreert dit. Om weerstand te kunnen bieden aan de krachten die slidings ontwikkelen, zou de draagkracht van de toplaag 5 tot 10 Mpa moeten bedragen. Deze waarden kunnen alleen bereikt worden bij een bodemdichtheid waarbij geen wortelgroei of kieming van zaden meer mogelijk is en de permeabiliteit voor water en lucht zeer gering of niet bestaand is. We hebben dan met ‘verharde’ oppervlakken te doen. Natuurlijk gras kan de drukkrachten gedeeltelijk opvangen. Graswortels en graskiemen kunnen tijdens hun ontwikkeling of groei een weerstand van 2 Mpa overwinnen. Ter vergelijking vermelden we dat weerstanden hoger dan 4 Mpa worden gemeten in de zogenaamde ‘verharde’ ploegzolen onderaan de bouwvoor van landbouwvelden. Die ploegzolen verhinderen de doorgroei van wortels van maïs, andere graangewassen en bieten, met vervorming tot gevolg. De toplaag mag niet ‘te zacht’ zijn, maar dient over voldoende stevigheid of draagkracht te beschikken. Hiervoor wordt een minimum ‘indringings’weerstand van 1,0 MPa voor- geschreven. In feite is het verschil tussen minimum (1,0 Mpa) en maximum (2,0 MPa) vrij gering; een bevestiging van de moeilijkheids- graad om de ‘bespeelbaarheid’ van voetbalvelden in cijfers (of normen) uit te drukken. Wanneer de optimale dichtheid of ‘verdichting’ is bereikt (een ander thema dat door ir. Davy Ottevaere in een verdere studie zal worden aangepakt) dient het ‘overtollige’ regenwater toch nog vlug te worden afgevoerd. Dit kan enkel door het behoud van een hoge infiltratiesnelheid van de toplaag, voldoende waterberging in de toplaag en afvoer van het drainerend water naar de drains. De bespeelbaarheid van een veld is een toplaag- probleem en heeft te maken met de samen- stelling en opbouw van de toplaag en dan meer in het bijzonder deze van de bovenst 5-10 cm. Toplaagonderzoek Sinds meerdere jaren wordt aan de Vakgroep ‘Bodembeheer en Bodemhygiëne’ van de Universiteit Gent al dan niet systematisch veld- en laboratoriumonderzoek verricht op voetbalvel- den in Vlaanderen en Engeland. In Vlaanderen zijn dit onder meer de terreinen van de steden Gent, Oostende, Waregem, Denderleeuw, Deinze, Knokke, Heist, Lovendegem en Anderlecht. In Engeland noemen we de hoofd- terreinen van de voetbalclubs Blackburn Rovers, Bolton Wanderers, Queens Park Rangers, West Ham United, Selhorst Park (Wimbledon, Crystal Palace) en Manchester United. Een deel van het ‘toplaagonderzoek’ – dat aan de Universiteit Gent in samenwerking met diverse instanties wordt gevoerd – bestaat uit een inventarisatie van de verschillende velden in Vlaanderen en Engeland, waarbij bodemstalen uit de toplaag genomen en geanalyseerd worden. In het laboratorium worden een aantal bodemfysische en bodemmechanische karakteristieken van de toplaag bepaald. Uit deze waarden kunnen ‘grenswaarden’ (normen of richtlijnen) worden opgesteld waaraan een toplaag zou moeten voldoen om bespeelbaar te zijn. Korrelgrootteverdeling Het uitgangspunt bij de aanleg van een veld is de korrelgrootteverdeling of de granulometrische samenstelling van de toplaag, ook de textuur genoemd en uitgedrukt in % zand, % leem, % klei en % organisch materiaal. De textuur bepaalt in grote mate de lucht- en waterhuishouding van de toplaag. In het algemeen kan een grond met kleinere korrelgrootte of ‘fijnere’ textuur, zoals de kleigronden, meer water vasthouden dan de grovere zandgronden. Maar door hun grovere textuur hebben zandgronden grotere poriën en daardoor een betere drainerende werking dan de Rekenvoorbeeld Een speler, met een gewicht van 80 kg in rust, steunt op beide voeten (500 cm?). De verticale druk op een onbegroeid oppervlak bedraagt: 80 kg/500 cm? of 0,16bar = 0,016 MPa (MegaPascal). Bij het wandelen is die druk verdeeld over 1 voet. De druk is nu 80 kg/250 cm? of 0,32 bar = 0,032 MPa. Bij het lopen en afrollen op de hiel (50cm?) is de druk nu 80 kg/50 cm? of 1,6 bar = 0,16 Mpa. Bij spelers met voetbalschoenen met ‘klassieke’ noppen wordt de druk verdeeld over de oppervlakte van zes noppen per schoen. Die oppervlakte bedraagt 6 x 2,0 cm? = 12 cm?. De druk bedraagt nu 80 kg/12 cm? = 6,7 bar = 0,67 Mpa. Per nop is de druk 0,11 Mpa. Bij krachtig lopen en zeker bij slidings worden drukken ontwikkeld die 50 tot 100 maal hoger liggen en waarden bereiken van 5 tot 10 Mpa per nop of 50 tot 100 bar. Figuur 3: Staalname op het veld van Manchester United
  4. 4. klei- of leemgronden. Wanneer een nieuw terrein aangelegd wordt, is voorkennis van de samen- stelling van de bodem en van de toplaag nodig. Uit de inventarisatie en bemonstering van de velden in België en Engeland kunnen we stellen - zonder rekening te houden met de intensiteit van bespelen - dat die velden met een zandge- halte (fractie 50 – 2000 µm) hoger dan 90% in de toplaag onder de ‘betere’ kunnen worden gerangschikt. Staalname De textuur of de korrelgrootteverdeling wordt bepaald door het nemen van een aantal ring- stalen (zie figuur 4) die in het laboratorium worden geanalyseerd. Het is bekend dat een voetbalveld zijn ‘slechte’ en ‘minder goede’ plaatsen heeft, zoals het zestienmetergebied, de doelmonden of de centrale lengtezone van het terrein (zie figuur 5). Een bodemanalyse van een ‘mengstaal’ wordt afgeraden. Het is beter enkele ‘referentieplaat- sen’ te bemonsteren, zoals op figuur 6 is aangeduid. Die referentieplaatsen zijn: vier plaat- sen in een zone op 1 m van de hoekpunten van het zestienmetergebied, twee plaatsen aan de rand van de cirkel aan het zestienmetergebied, één plaats in de middencirkel. Dat geeft ons de mogelijkheid om de variatie van een parameter over het terrein na te gaan, zoals de textuur en de mechanische weerstand of indringings- weerstand. Wanneer we de textuur van de toplaag (0-5 cm en 5-10 cm) van de terreinen van Westkapelle (stond bekend als een minder goed tot slecht veld, deels door de hoge graad van bespelen) en Blackburn Rovers (meermaals geselecteerd in de top 3 van de beste velden in Engeland) met elkaar vergelijken, is er een duidelijk verschil waar te nemen (zie tabel 1). Westkapelle heeft duidelijk meer klei en leem in de toplaag dan Blackburn met een bijna 100% zandtoplaag met een M50 waarde tussen 280 en 300 µm. Dat is een voldoende tot hoge waarde volgens de NOC*NSF normen voor wedstrijdvelden met natuurgras. Het terrein te Westkapelle heeft een M50 waarde duidelijk beneden de voorgestelde norm. Dit verschil weerspiegelt zich ook in de mechanische weerstand die bijvoorbeeld een naald ondervindt wanneer deze door het oppervlak wordt gedreven. 40 www.fieldmanager.nl Figuur 4: Ringmonstername op 1 m van het hoekpunt van de 16 m zone 9.8m 10.5 m Figuur 5 Ruimtelijke verdeling van de verdichting en risicogebieden op plasvorming Bodem
  5. 5. www.fieldmanager.nl 41 Penetrologger Om de maat van verdichting van de toplaag te bepalen, kan de weerstand gemeten worden die een materiaal (conus, plaat, nop of naald) onder- vindt wanneer deze in de toplaag wordt gepene- treerd. De indringingsweerstand (in kg/cm?, bar, MPa) kan worden gemeten, hetzij met een labo- ratoriumpenetrometer, hetzij met een draagbare penetrologger (figuur 7). Om de indringingsweerstand bij verschillende toplagen te kunnen vergelijken wordt een standaardconus met een basisoppervlakte van 1 cm? en een tophoek van 60° gebruikt. Dit is van belang omdat bij andere afmetingen van de conus de reactie van de grond hierop niet direct vergelijkbaar is. Om de weerstand te meten die een graswortel kan ondervinden, wordt een naald gebruikt. De weerstand die deze naald ondervindt wanneer ze langzaam met een snelheid van 2 mm per minuut door het oppervlak van een ringmonster gedreven wordt, kan als maat van de mechanische sterkte beschouwd worden op een bepaalde referentie- plaats in het terrein. Indringingsweerstanden worden op de Vakgroep Bodembeheer en Bodemhygiëne van de Universiteit Gent bepaald met een laboratoriumpenetrometer (zie figuur 8) en gemeten tot 15 mm diep, een diepte die een nop in de toplaag kan indringen. De mechanische weerstand in de bovenste 5 cm van het terrein te Westkapelle bedraagt 2.7 MPa; deze is hoger dan de limietwaarde van 2 MPa voor optimale graswortelontwikkeling. Vochtgehalte Het vochtgehalte in de bovenste centimeters van de toplaag heeft invloed op de indringings- weerstand. Die vermindert met stijgend vocht- gehalte in de toplaag. Wanneer de toplaag te droog is, kan de verdichtingsweerstand door besproeien, enkele uren vóór de wedstrijd of vóór de training, gevoelig dalen. Ervaring heeft geleerd dat onder ‘normale’ weersomstandig- heden, op een niet te nat veld, een bespelings- intensiteit van maximum een tiental uren per week kan worden toegelaten, waarbij tijdens de trainingen erop gelet wordt de ‘typisch gevoelige plaatsen’ niet extra te belasten, bijvoorbeeld in het doelgebied of op plaatsen waar herhaaldelijk dezelfde oefeningen worden uitgevoerd. Ook zal het herstellen van de ‘slidingsporen’ onmiddellijk na de wedstrijd of training de kwaliteit van de grasmat in stand houden. Andere oneffenheden kunnen met een lichte rol of door ‘slepen’ met een metalen net worden weggewerkt. Een grasveld dient regelmatig, maar niet té intensief, te worden betreden. Een minimum van 4 à 5 uren per week zal het ‘straatgras’ uit de grasmat houden. De auteurs van dit artikel - Donald Gabriels en Davy Ottevaere - zijn werkzaam bij de Vakgroep Bodembeheer en Bodemhygiëne, Universiteit Gent, Coupure links 653, B9000 Gent, België. E-mail: donald.gabriels@UGent.be / davy.ottevaere@UGent.be Parameter Westkapelle Blackburn Rovers Diepte 0-5 cm 5-10 cm 0-5 cm 5-10 cm -2 µm (%) 6.3 12.4 1.5 1.8 2 - 50 µm (%) 6.0 14.3 0.3 0.0 >50 µm (%) 87.7 73.3 98.2 98.2 org. matter (%) 2.9 4.3 1.5 0.83 M50-value (%) 176 88 300 280 Total volume of pores (%) 49.5 54.7 47.6 46.4 Available water (%) 10.8 15.9 16.5 11.5 Pen. resistance cone (MPa) 0.9 - 0.7 - Pen. resistence needle (MPa) 2.7 - 1.6 - Tabel 1: Korrelgrootteverdeling en mechanische weerstand in de toplagen van de velden van Westkapelle en Blackburnne Figuur 6: de 7 referentieplaatsen voor staalname op een voetbalterreinne Figuur 8: De laboratoriumpenetrometer van de Vakgroep Bodembeheer en Bodemhygiëne van de Universiteit Gent met een aantal verschillende probes Figuur 7. Penetrologgere

×