Terreinhoogte

Water stroomt van hoge druk naar lage druk, meestal van hoog naar laag terrein of van een hoger waterpeil naar een lager waterpeil. Een stedelijk watersysteem heeft dus hoogteverschil nodig om in alle omstandigheden goed te kunnen functioneren. De plekken waar water nodig is en waar het tijdelijk wordt geborgen, liggen laag. Objecten die gevoelig zijn voor water, moeten juist hoog liggen. Het schetsontwerp van een stedelijk watersysteem gaat niet specifiek in op de hoogteligging van individuele leidingen. Maar de ontwerper moet wel bepalen hoe hoog de voorzieningen moeten liggen en welke bovengrondse hoogteverschillen nodig zijn om water te transporteren.

Vloerpeil

Gebouwen moeten tot een veilige hoogte zijn afgesloten. Dit betekent dat kelders en ook souterrains en split-levelwoningen waterdicht zijn en de openingen van toegangsdeuren hoog genoeg liggen om te voorkomen dat water naar binnen kan stromen. Dit is zeker relevant omdat in toegangen tegenwoordig nog nauwelijks drempels mogen worden aangebracht in verband met toegankelijkheid. Doorgaans wordt een veilige hoogte boven de weg aangehouden die bereikt wordt door een (lichte) helling van de straat en tuin. Dat vraagt ruimte. Ook kelders van blijvende bestaande bebouwing horen waterdicht te zijn, maar ze zijn dat regelmatig niet. Ook bij andere objecten is de hoogteligging van belang, zoals wegen die cruciaal zijn voor hulpverlening en de toeritten van tunnels.

Oppervlaktewaterpeil

Belangrijk in het bepalen van de toekomstige hoogtes zijn ook de peilen van oppervlaktewater. Soms kan een ontwerper die zelf kiezen in zijn gebied, binnen de bandbreedte van benedenstrooms oppervlaktewater en eventueel bovenstrooms oppervlaktewater. Soms is hij gehouden aan het aanwezige in bestaand of omliggend oppervlaktewater.

Als het nieuwe systeem hemelwater gaat inzamelen in een of , is een nodig om bij hevige neerslag het water van de weg naar oppervlaktewater af te voeren. Dit verhang maal de af te leggen afstand bepaalt het verschil tussen de weghoogte en de drempelhoogte van de overstort, het . Oppervlaktewater mag niet in het stelsel stromen. De drempels moeten dus op een veilige afstand boven een regelmatig voorkomende peilstijging liggen. Meestal heeft het waterschap daarvoor een richtlijn. Naarmate er minder verval beschikbaar is, is een grotere leidingdiameter nodig om hetzelfde te kunnen afvoeren.

Grondwaterstanden

Vaak is het bestaande gebied het uitgangspunt voor het ontwerp. Factoren die van invloed zijn op het ontwerp, zijn:

het huidige grondwaterregime;
het type en het niveau van funderingen;
aanwezige grondwaterverontreinigingen.

Het veranderen van grondwaterstanden kan zowel omhoog als omlaag en zowel kortdurend als voor een langere periode bij de aanleg van voorzieningen, als gevolg van klimaatverandering of door autonome ontwikkelingen. Als de voorziene functies (gebouwen, infrastructuur en groen) zich niet goed verhouden met een hoge grondwaterstand, wordt het gebied opgehoogd. In sommige gevallen krijgt de ontwerper de opdracht om pieken in grondwater af te vangen of zelfs het gehele grondwaterregime te reguleren. Op plekken met (potentiële) problemen door een tekort aan grondwater, is grondwateraanvulling een uitdrukkelijk onderdeel van de opgave. De ligging van alle functies in samenhang - dus ook de voorzieningen voor water - ten opzichte van het grondwater, bepaalt de variatie aan hoogteligging in een gebied.

De heeft een directe relatie met de hoeveelheid water die de bodem tijdelijk kan bergen. Dit is vooral van belang voor de waterbalans van het totale plangebied en de snelheid waarmee dit grondwater naar oppervlaktewater afstroomt. Bij een geringe ontwatering is de bodem snel verzadigd en is het gebied dus gevoeliger voor grondwateroverlast.

Water zet uit als het bevriest. Als het water in de bodem bevriest, komt deze omhoog, omdat dat de enige richting is waarin die uit kan zetten. Dit noemen we opvriezen en kan een verhoging van het maaiveld opleveren van meerdere centimeters. Nadat het water in de bodem weer smelt, is deze bodem minder compact dan voorheen, wat tot verzakkingen kan leiden. Ook een cunet dat (deels) gevuld is met grondwater en bevriest, drukt de bovenliggende verharding op. De verharding en voorzieningen in de ondiepe ondergrond kunnen door opvriezing verplaatst worden en door ongelijke zetting kapot gaan. Dit geeft beperkingen voor de toepasbaarheid van verschillende voorzieningen tot de vorstgrens, die in Nederland tot ongeveer 60 cm onder maaiveld komt.

Bovengrondse hemelwaterafvoer

Als het maaiveld een rol speelt in het transport of het bergen van water, bepaalt de ontwerper de maaiveldhoogte en het benodigde verloop in maaiveld. De minimale maaiveldhoogte volgt vaak uit maximale grondwaterstanden. Voor het verloop in maaiveld, het , is de stroming van water over het oppervlak of door goten maatgevend. Ook heeft bovengrondse hemelwaterafvoer een invloed op de verkaveling, de indeling in bouwblokken en de afstanden tot voorzieningen als wadi’s en oppervlaktewater.

Bij bijvoorbeeld een bovengrondse transportafstand van woning naar wadi van maximaal 100 m en bij een afschot van 0,5% ontstaat een hoogteverschil van circa 0,5 m. Als water via de achterzijde van percelen naar voren stroomt, ligt achter op de percelen steeds een hoogste punt. In de verkaveling moet dan ruimte zijn voor het tussen bouwblokken naar de weg kunnen stromen van water; voor piekafvoeren is daarom veel bergingsruimte nodig om niet tot overlast te leiden. Als het water om grote bouwblokken heen moet, ontstaan grote hoogteverschillen tussen voor- en achterzijde van het gebouw. In de verkaveling moet dus regelmatig plek zijn voor een waterbergende voorziening. Die voorzieningen zijn in het gebied de dalen, de verst van de voorzieningen gelegen (achterkanten van) gebouwen zijn de pieken.

Bij bovengrondse hemelwaterafvoer is de hoogteligging van de aansluiting van het plangebied op de omgeving extra belangrijk. Grote hoogteverschillen, zeker tussen particuliere kavels, blijken regelmatig problematisch.

Zettingen

In gebieden die gevoelig zijn voor zorgt de ontwerper ervoor dat de lozingspunten goed verspreid zijn, want leidingen met kleine diameters zijn lichter dan grote. Dit heeft gevolgen voor de variatie in hoogte in het gebied. Het onderheien van leidingen voorkomt dat leidingen erg verzakken. Maar als de straat dan toch zakt, ontstaan ter plaatse van de onderheide leidingen 'kattenruggen' in de weg. In laagtes kan dan het water lang blijven staan. Bij oppervlakkige afstroming in zettingsgevoelige gebieden, zijn grotere hellingen nodig, zodat verzakkingen minder snel problemen veroorzaken in de afvoer.

Hoogteligging