Verhard of onverhard

De ontwerper kan in zijn ontwerp verschillende manieren kiezen om afstromend hemelwater bovengronds af te voeren en naar bijvoorbeeld een wadi, een infiltratieveld of een sloot te laten lopen. Hiervoor kan hij gebruikmaken van verharde, vaak prefab elementen, bijvoorbeeld door stroomprofielen in te straten of door het toepassen van gootjes, speciale stoeptegels en lijngoten. De ontwerper kan ook onverharde elementen toepassen, bijvoorbeeld begroeide stroomprofielen in de vorm van greppels.

Zichtbaarheid

Het zichtbaar maken van het afvoeren van hemelwater voor omwonenden voorkomt foutieve aansluitingen (het afvoeren van vuilwater via hemelwatervoorzieningen, of andersom). Zichtbaarheid vergroot daarnaast de betrokkenheid van bewoners bij de stedelijke waterhuishouding. Wanneer omwonenden zien wat er gebeurt, zijn ze minder gauw geneigd om oneigenlijke stoffen of afval in een wadi achter te laten.

Inpassen oppervlakkige leidingen in infrastructuur

De bovengrondse hemelwaterafvoer heeft een sterke wisselwerking met de bebouwing, de bovengrondse infrastructuur en het groen. Daarom moet de ontwerper oppervlakkige leidingen al in een vroeg stadium in het stedenbouwkundig ontwerp inpassen. Daarbij spelen de volgende aspecten een rol:

hoogteverschillen en ;
maximale transportafstand;
het tracé;
dimensies.

Hoogteverschil en afschot

Bij het afvoeren van water over straat moeten het maaiveld en de goot of de greppel onder afschot worden aangelegd. Afhankelijk van de lengte van het tracé en van het afschot kunnen hierdoor flinke hoogteverschillen in het maaiveld ontstaan. Houd hiermee rekening mee wanneer er terreinen moeten worden opgehoogd, en bij het ontwerp van woningen. Vaak zijn ook achterpaden een onderdeel van het tracé, omdat zij het water van de achterzijde van percelen ontvangen en/of de neerslag die op de achterpaden zelf valt afvoeren. Dan moet de ontwerper deze meenemen in de maximale transportafstand en de paden in de lengterichting op afschot leggen.

Hoogteverschil tussen particulier en openbaar terrein

Naarmate de voortuinen van huizen dieper zijn en de weg breder is, kan er een groter hoogteverschil tussen de woningen en de weg met de goot of greppel nodig zijn. Bij oppervlakkige hemelwaterafvoer zijn vaak ook gootjes in tuinen nodig om het water naar de perceelgrens te krijgen. Mensen kunnen deze gootjes als een belemmering zien bij de inrichting van hun tuin. Bovendien moet de tuin voldoende afschot hebben om het water goed te kunnen afvoeren.

Afschot: transport of infiltratie

Hoe groter het verhang in de lengterichting van de leiding, hoe sneller het water stroomt en dus afgevoerd wordt naar de volgende voorziening. Als een doorlatende leiding, bijvoorbeeld een greppel, onder minder verhang wordt gelegd, zal het water minder snel stromen en infiltreert een grotere fractie van het water in de greppel in de omliggende bodem.

Maximale transportafstand

De maximale transportafstand voor de hemelwaterafvoer via niet-doorlatende goten is afhankelijk van de afmetingen van de goot, het aangesloten afvoerende oppervlak en het verhang van de goot. In de praktijk zijn transportafstanden haalbaar van circa 50 tot 150 m, afhankelijk van het verhang en de hoeveelheid verharding; het verhang van afvoergoten bedraagt 3‰ tot 5‰. Dit zijn veel kortere afstanden dan haalbaar met ondergrondse leidingen. Bij greppels speelt de maximale transportafstand veel minder, omdat greppels water niet alleen transporteren, maar het ook laten infiltreren.

Tracé

Oppervlakkige niet-doorlatende leidingen liggen vaak in stoep- of wegverharding. Het voorziene gebruik van de buitenruimte bepaalt welke materialen (lijngoten, molgoten, etc.) kunnen worden toegepast. Bij de leverancier is de draagkracht van de verschillende materialen op te vragen. Oppervlakkige doorlatende leidingen liggen vaak langs wegverharding of in groenstroken. De ontwerper houdt er in alle gevallen in het tracé rekening mee dat het water in een goot of een greppel geen scherpe bochten kan nemen. In verband met de verkeersveiligheid moet de ontwerper bij kruisingen van goten en wegen goten haaks op de rijrichting vermijden. Wanneer een verharde straat een onverharde greppel kruist, zal de ontwerper zeer waarschijnlijk kiezen voor een verharde oplossing in de weg, zoals een (lijn)goot of een ondergrondse leiding. Het ontwerp van eventuele verkeerdrempels moet de waterontwerper afstemmen met de wegontwerper. Deze hoeven geen belemmering in de afstroming van water te vormen, maar zullen dat zonder afstemming waarschijnlijk wel zijn.

Ligging in het trottoir, bevriezing en toegankelijkheid

Als een woning geen voortuin heeft en (vrijwel) direct aan het trottoir grenst, kan in de winter hemelwater via de dakafvoer op de koudere stoeptegels terechtkomen en bevriezen. Om te voorkomen dat dit tot overlast leidt, kan een goot in het trottoir een oplossing zijn. De ligging in het trottoir en de diepte van de goot kunnen de begaanbaarheid van het trottoir nadelig beïnvloeden. Hier moet de ontwerper rekening mee houden. Goten van maximaal 1 cm diep of tegels met een speciaal profiel zorgen voor voldoende afvoer van water. Hiermee wordt voorkomen dat het trottoir glad wordt, en blijft het trottoir toegankelijk. Bevriezing leidt in greppels doorgaans niet of minder tot overlast. Daarom kan, als het stedenbouwkundig ontwerp hier ruimte voor biedt, de ontwerper ook kiezen voor transport en infiltratie van hemelwater in greppels die niet in het trottoir liggen maar in groenstroken.

Dimensies

De dimensionering van goten en greppels is sterk afhankelijk van het aangesloten afvoerend oppervlak en dus van de hoeveelheid water die vrijkomt.

Transport door oppervlakkige niet-doorlatende leidingen

Hoeveel water er via de goot kan worden afgevoerd, hangt af van de stroomsnelheid in de goot en het (natte) oppervlak van de goot. De snelheid wordt bepaald door de ruwheid van de goot en het verhang. Het natte oppervlak wordt bepaald door de dimensies van de goot.

Transport en infiltratie in oppervlakkige doorlatende leidingen

Goten beginnen doorgaans smaller dan 0,5 m en maar enkele centimeters diep. De afmetingen lopen naar benedenstrooms op tot 0,7 m of soms wel 1 m breed en tot maximaal 0,3 m diep. De formule voor het door een goot staat in figuur B.

Figuur B Formule voor de berekening van het debiet in een goot

Greppels zijn doorgaans smaller dan 1 m bij de insteek en enkele tientallen centimeters tot een meter diep. De infiltratiecapaciteit van de greppel is, naast het aangesloten afvoerende oppervlak, een bepalende factor voor de dimensies. Als er meer hemelwater wordt aangevoerd dan er kan infiltreren, stroomt het water door de greppel. Het is gebruikelijk uit te gaan van infiltratie over de gehele natte omtrek van een greppel. De formule voor het debiet door een greppel is gelijk aan die van een goot, maar met een grotere ruwheid, aangezien de wanden en de bodem van een greppel begroeid zijn.

Leiding oppervlakkig ontwerpen