Die negativen Auswirkungen klimawandelbedingter Wetterextreme sind besonders in Städten zu spüren. Hohe Flächenversiegelungsgrade und Bebauungsdichten verschärfen das Überflutungsrisiko durch Starkregen und die Bildung sommerlicher Hitzeinseln. Das Projekt AMAREX, kurz für "Anpassung des Managements von Regenwasser an Extremereignisse", untersucht Möglichkeiten zur Anpassung des Regenwassermanagements an die zunehmenden Extrembelastungen Starkregen und Trockenheit als Schlüsselbeitrag zur Klimafolgenanpassung. In diesem Rahmen wurden von den Berliner Wasserbetrieben Flächenpotentialkarten entwickelt, die durch die Verschneidung und Analyse öffentlich zugänglicher Daten, grundstücksscharfe Umsetzungspotentiale im Berliner Raum für unterschiedliche dezentrale Versickerungsmaßnahmen aufzeigt. Die Machbarkeitsanalyse von insgesamt sechs untersuchten Versickerungsmaßnahmen basiert auf geohydrologischen Gegebenheiten, die sich in der Versickerungsfähigkeit, Wasserdurchlässigkeit und dem einzuhaltendem Grundwasserflurabstand widerspiegeln, sowie für alle Versickerungsmaßnahmen allgemein geltende Planungshilfen. Allgemein geltende Planungshilfen: Für eine grobe Ersteinschätzung der Machbarkeit dezentraler Versickerungsmaßnahmen werden verschiedene Karten mit Bedingungen und Richtwerten aus geltenden Regelwerken, Richtlinien und Hinweisblättern in den allgemein geltenden Planungshilfen aufgeführt. Betrachtet wurden Abstandsregelungen zu Gebäudeflächen und Bäumen, bestehender Denkmalschutz, Wasserschutzzonen, Schutzgebiete und die Hangneigung. Diese ist für unterirdische Maßnahmen, wie Rigolen, vernachlässigbar. Eine Besonderheit bildet die vereinfachte Abschätzung des Verschmutzungsgrades oberflächig ablaufendem Niederschlagswassers von Verkehrs- und Gebäudeflächen nach geltendem Regelwerk. Die Betrachtung von Altlasten und unterirdisch liegenden Infrastrukturen wie Leitungsnetzen konnten in der Anlayse nicht aufgenommen werden. Versickerungsfähigkeit: Für eine grobe Ersteinschätzung der Machbarkeit dezentraler Versickerungsmaßnahmen wird die Versickerungsfähigkeit nach geltendem Regelwerk und fachlichen Annahmen bewertet. Die Karte der Versickerungsfähigkeit ist ein Verschnitt aus der Analyse der Wasserdurchlässigkeit des Untergrunds und des Grundwasserflurabstands jeweils für alle untersuchten Versickerungsmaßnahmen. Die Wasserdurchlässigkeit des Untergrunds wird über die Mächtigkeit der wasserdurchlässigen Schicht ab Geländeoberkante angegeben. Für unterschiedliche Versickerungsmaßnahmen sind unterschiedliche Mindestanforderungen an die Mächtigkeit der wasserdurchlässigen Schicht festgelegt. Zusätzlich muss für die Umsetzung von dezentralen Versickerungsmaßnahmen ein 1 Meter Abstand von Maßnahmensohle bis Bemessungsgrundwasserstand eingehalten werden. Für die untersuchten Versickerungsmaßnahmen wurden Regeltiefen festgelegt, um die jeweiligen einzuhaltenden Flurabstände flächendeckend auszuwerten. Daten zum Bemessungsgrundwasserstand sind nur für das Panke- und Urstromtal und der Wasserschutzzone III vorhanden. Für die Hochflächen Berlins wurden andere Grundwasserflurabstandsdaten ausgewertet. Häufig auftretendes Schichtenwasser in den Hochflächen erschwert die Umsetzung von Versickerungsmaßnahmen kann jedoch nicht kartenbasiert dargestellt werden, aufgrund saisonaler und örtlicher Schwankungen. Wasserdurchlässigkeit: Für eine grobe Ersteinschätzung der Machbarkeit dezentraler Versickerungsmaßnahmen wird die Wasserdurchlässigkeit des Untergrunds nach geltendem Regelwerk und fachlichen Annahmen bewertet. Die Wasserdurchlässigkeit des Untergrunds wird über die Mächtigkeit der wasserdurchlässigen Schicht ab Geländeoberkante angegeben. Für unterschiedliche Versickerungsmaßnahmen sind unterschiedliche Mindestanforderungen an die Mächtigkeit der wasserdurchlässigen Schicht festgelegt. Grundwasserflurabstand: Für eine grobe Ersteinschätzung der Machbarkeit dezentraler Versickerungsmaßnahmen wird der Grundwasserflurabstand nach geltendem Regelwerk und fachlichen Annahmen bewertet. Für die Umsetzung von dezentralen Versickerungsmaßnahmen muss ein 1 Meter Abstand von Maßnahmensohle bis Bemessungsgrundwasserstand eingehalten werden. Für die untersuchten Versickerungsmaßnahmen wurden Regeltiefen festgelegt, um die jeweiligen einzuhaltenden Flurabstände flächendeckend auszuwerten. Daten zum Bemessungsgrundwasserstand sind nur für das Panke- und Urstromtal und der Wasserschutzzone III vorhanden. Für die Hochflächen Berlins wurden andere Grundwasserflurabstandsdaten ausgewertet. Häufig auftretendes Schichtenwasser in den Hochflächen erschwert die Umsetzung von Versickerungsmaßnahmen kann jedoch nicht kartenbasiert dargestellt werden, aufgrund saisonaler und örtlicher Schwankungen.
Die dezentrale Regenwasserbewirtschaftung (dRWB) ist ein zentraler Baustein der Klimafolgenanpassung. Berlin verfolgt in diesem Zusammenhang das Ziel "Schwammstadt" zu werden. Im Auftrag der Berliner Regenwasseragentur wurde durch das Büro gruppe F eine Methodik zur Erfassung von Potenzialen der dRWB auf Grundlage von öffentlich verfügbaren Daten entwickelt. Ziel ist es, Handlungsräume zu identifizieren, in denen Regenwasser lokal bewirtschaftet werden kann, anstatt es in die Kanalisation abzuleiten und somit die Abkopplung im Bestand voranzutreiben. Die Methodik und die daraus entstandenen Potenzialkarten können die Entwicklung von gesamtstädtischen Strategien zur Förderung von dRWB unterstützen und zur groben Ersteinschätzung von Versickerungs-, Abkopplungs- und Dachbegrünungspotenzialen dienen. Weitere Informationen zum Projekt finden Sie unter: https://regenwasseragentur.berlin/abkopplungspotenzialkarten/ Versickerungspotenzial Das Potenzial zur Versickerung von Regenwasser ergibt sich aus den naturräumlichen Gegebenheiten und planungsrelevanten Rahmenbedingungen. Bewertet werden u. a. die Wasserdurchlässigkeit des Untergrundes, der Bemessungsgrundwasserstand (je nach Datenverfügbarkeit), das Vorhandensein eines Wasserschutzgebietes oder geschützter Biotope, die Hangneigung, der Denkmalschutz, der Abstand zu Gebäuden und die Verkehrsmenge bei Straßen. Altlasten(-verdachtsflächen) und Leitungen im Untergrund konnten nicht berücksichtigt werden, da die Daten nicht frei zugänglich sind. Die Karte kann zur groben Ersteinschätzung dienen, ist jedoch kein Ersatz für Vor-Ort Untersuchungen bzw. Fachplanungen. Für eine praxistaugliche Anwendung wurden drei Szenarien mit unterschiedlich eingestellten Eignungskriterien entwickelt. Es wurden die Flächen-, Mulden- und Rigolenversickerung sowie das Mulden-Rigolen-Element betrachtet. Wenn diese Maßnahmen nicht möglich sind, kommt das Mulden-Rigolen-System mit gedrosselter Ableitung zum Einsatz. Abkopplungspotenzial Die Karte verdeutlicht, an welchen Orten in Berlin die stadt- und naturräumlichen Gegebenheiten potenziell geeignet sind, um Maßnahmen der dezentralen Regenwasserbewirtschaftung umzusetzen und welcher Anteil einer an die Regen-/Mischwasserkanalisation angeschlossenen Fläche potenziell abgekoppelt werden kann. Hierbei wird das Abkopplungspotenzial der Versickerungsmaßnahme dargestellt, die den höchsten Effekt erzielt. Es wurden fünf Versickerungsmaßnahmen betrachtet. Aufgrund von nicht frei verfügbaren Datengrundlagen erfolgte die Berechnung auf Ebene der ISU5 Block-/Blockteilflächen und der Straßenabschnitte; Flurstücksgrenzen wurden nicht berücksichtigt. Die Karte kann zur groben Ersteinschätzung dienen, ist jedoch kein Ersatz für Vor-Ort Untersuchungen bzw. Fachplanungen. Es wurden z. B. keine Altlasten, Leitungen im Untergrund oder Flächennutzungen betrachtet. Für eine praxistaugliche Anwendung wurden drei Szenarien mit unterschiedlich eingestellten Eignungskriterien entwickelt. Sie basieren auf den gleichnamigen Versickerungspotenzialszenarien. Dachbegrünungspotenzial Besonders in dicht bebauten Stadtgebieten in denen Dachflächen einen beträchtlichen Anteil der Gesamtfläche einnehmen, können Gründächer einen wichtigen Baustein der dezentralen Regenwasserbewirtschaftung darstellen. Die Ermittlung des Dachbegrünungspotenzials erfolgte im Wesentlichen über die Dachneigung. Die Einschätzung der Potenziale werden anhand einer Ampel-Systematik auf der Ebene von Dachteilflächen dargestellt. Flächen mit geringer Dachneigung und ohne Denkmalschutz wurden besser bewertet als denkmalgeschützte Flächen mit einer Dachneigung über 5°. Ausgeschlossen wurden Flächen mit vorhandener PV-/Solarthermie-Anlage und/oder Dachbegrünung sowie Kleinstflächen, da hier der Aufwand für die Umsetzung von Gründächern im Bestand als unrealistisch hoch eingeschätzt wird. Gründachpotenziale werden bei automatisierten Ermittlungsverfahren i.d.R. überschätzt. Wesentliche Aspekte, v.a. Informationen zur Gebäudestatik, sind nicht flächendeckend verfügbar und konnten auch bei der Gründachpotenzialkarte für Berlin nicht berücksichtigt werden. Die Karte kann zur groben Ersteinschätzung dienen, ist jedoch kein Ersatz für Vor-Ort Untersuchungen bzw. Fachplanungen.
Darstellung von Abkopplungsprojekten im Stadtgebiet
Die Zukunftsinitiative -Wasser in der Stadt von morgen- (ZI) baut auf der Zukunftsvereinbarung Regenwasser und dem Masterplan Emscher-Zukunft auf. Im Mittelpunkt der Initiative stehen die Handlungs- und Gestaltungsmöglichkeiten, die mit dem Planungsleitbild der integralen Wasserwirtschaft und einer wassersensitiven Stadt- und Quartiersentwicklung verbunden sind. Sie hat das Ziel, die Entwicklung und Gestaltung der Emscherkommunen unter sich ändernden Rahmenbedingungen (Strukturwandel, demographischer Wandel, Klimawandel) zukunftsfähig und nachhaltig zu gestalten.
Darstellung von Abkopplungsprojekten im Stadtgebiet
Darstellung des Abkopplungspotenzials von Straßenflächen
Für die besonders belasteten Kläranlageneinzugsgebiete des Ruhrverbandes wurde gemeinsam mit dem MUNLV NRW und den Genehmigungsbehörden ein umfassendes Untersuchungsprogramm über 10 Jahre zur Identifizierung und Sanierung der Fremdwasserquellen erarbeitet. Hierbei wird in einer sechsmonatigen Messkampagne mit Hilfe von Dauermessstellen, Handmessungen sowie Kamerabefahrungen eine umfassende Analyse der Fremdwasserabflusssituation in den einzelnen Kläranlageneinzugsgebieten angestrebt. Zusätzlich werden noch Messungen der Niederschlagsintensität und der Grundwasser- und Füllstände in den Regenbecken analysiert. Auf Basis der Ergebnisse der Fremdwassermesskampagnen werden für die zu untersuchenden Einzugsgebiete konkrete Sanierungsmaßnahmen erarbeitet und unter Verwendung der Ergebnisse einer wasserwirtschaftlichen Nutzwertanalyse priorisiert. Im Ergebnis zeigt sich, dass für die eindeutig identifizierten Fremdwasserquellen mit dem so gewählten Vorgehen eine konkrete Handlungsempfehlung für die zuständigen Kommunen abgeleitet werden kann. Weiterhin hat das Untersuchungsvorhaben zum Ergebnis, dass auch die diffusen Fremdwassereintritte zumindest kleinräumig lokalisiert werden können, sodass damit die Basis für weitere, in den nächsten Jahren folgende Untersuchungen geschaffen wird. In der 1. Projektphase wurden fünf Kläranlageneinzugsgebiete untersucht. Als Ergebnis kann festgehalten werden, dass 39 Prozent des gesamten Fremdwassers in diesen fünf Einzugsgebieten im Mittel lokalisiert werden konnten. Davon können ca. 75 Prozent mit hoher Wahrscheinlichkeit aus den Kanalisationsnetzen eliminiert werden, bei 25 Prozent ist der Sanierungserfolg nicht prognostizierbar, da aufgrund von Grundwasseranstiegen neue Fremdwassereintritte in das Kanalisationsnetz eintreten können. Simulationen mit kalibrierten Modellen zeigen, dass nach Sanierung der Kanalisation das Entlastungsverhalten der kritischen Niederschlagswasserbehandlungsanlagen deutlich verbessert wird. Der Wirkungsgrad der Stickstoffelimination auf den zugehörigen Kläranlagen wird ebenfalls deutlich verbessert, sodass in Summe die Gewässergüte der Vorfluter in Teilbereichen deutlich besser werden wird.
Unterirdisch aufzufahrende Verkehrstunnel werden heute haeufig in der Spritzbetonbauweise aufgefahren. In der Regel werden hierbei zwei Schalen aufgebaut, wobei zwischen den beiden Schalen an vielen Stellen keine 'dynamische' Verbindung vorhanden ist. Dies fuehrt zu unterschiedlichen Schwingungsamplituden auf der Innen- und Aussenschale; eine Prognose, die allein auf Messwerte an der Innenschale beruht, kann demnach zu falschen Ergebnissen fuehren. Dies gilt besonders fuer Ulmenund Firstmesspunkte. Durch Firstverpressung und nach weitgehendem Abschluss des Kriechens und Setzens nehmen die Kontaktresonanzen zwischen Aussen- und Innenschale ab. Messungen fuer Prognosen sollten demnach erst nach Inbetriebnahme eines Tunnels erfolgen. In einem neu erstellten Tunnel wurden in verschiedenen Stadien Admittanzmessungen durchgefuehrt. Anschliessend wurden fuer denselben Tunnelquerschnitt Modellrechnungen (FEM) durchgefuehrt. Messungen und Rechnungen stimmen fuer den unteren Tunnelbereich gut ueberein, groessere Abweichungen ergeben sich fuer die obere Tunnelhaelfte (First).