Zukunft denken
Die Stadt von morgen wasserbewusst gestaltenDer Klimawandel ist in Deutschland angekommen und wird sich in Zukunft deutlich verschärfen. Mit Blick auf diese Entwicklung sehen Experten enorme Herausforderungen auf die Kanalinfrastruktur und damit auf die Netzbetreiber zukommen.
© BlueGreenStreets 2022a
Es lässt sich nicht leugnen – der Klimawandel ist schon längst in Deutschland angekommen. In Mitteleuropa muss schon heute mit einer sehr großen Variabilität von Wasserbedarf und Regenwasseraufkommen gerechnet werden. Mit zunehmenden Hitzewellen und Trinkwasserknappheit, Starkregen und Überschwemmungen, kommen enorme Herausforderungen auf die Kanalinfrastruktur und damit auf die Netzbetreiber zu. Besonders durch das vermehrte Auftreten von Starkregen-Ereignissen entsteht besonderer Druck auf Städte und Kommunen, ihre Infrastruktur und Bauweisen anzupassen.
Städte und Kommunen unter Druck
Unter anderem gilt es, leitungsgebundene Infrastrukturen und kommunale Entwässerungssysteme wassersensibel anzupassen und konstruktiv auf den Wechsel zwischen lange anhaltenden Trockenperioden und punktuell auftretenden Starkregenereignisse einzustellen. Strategische Anpassungsplanung an die zu erwartenden Veränderungen, beispielsweise durch eine Optimierung des Netzbetriebs in Form von weiterer Vernetzung und Digitalisierung, scheint hier ebenso Lösungsansätze zu bieten wie das Konzept einer Schwammstadt.
Fünf nach zwölf
In ihrer Summe machen die vielen zu beobachtenden Wetterextreme deutlich, dass Handlungsbedarf besteht. Bei der Bekämpfung der Auswirkungen des Klimawandels stehen die Zeichen im wahrsten Sinne des Wortes auf Sturm. Unterirdische Kanalisationssysteme sind nicht auf die Aufnahme derart großer Wassermassen, wie sie infolge von Starkregenereignissen auftreten, ausgelegt. In Kombination mit einer voranschreitenden urbanen Flächenversieglung verstärkt sich ihre Überlastung. Überflutungen können die Folge sein. Zusätzlich intensiviert wird dieses Problem, wenn Starkregen nach einer langen Dürreperiode auftritt – ein ebenfalls zunehmendes Phänomen. In solchen Fällen ist die obere Bodenschicht stark ausgetrocknet und nur sehr eingeschränkt in der Lage, Regenwasser aufzunehmen.
Laut Deutschem Wetterdienst ist die Temperatur in Deutschland seit 1881 im Durchschnitt um 1,6 Grad Celsius gestiegen – weit stärker als im weltweiten Durchschnitt.
© Deutscher Wetterdienst
Megatrend Schwammstadt
All dies erfordert ein Umdenken beim Niederschlagsmanagement. Und dies besonders in Städten, die in den Sommermonaten immer wieder zu urbanen Hitzeinseln mutieren und in denen die Problematik der Flächenversiegelung extrem stark ausgeprägt ist. Dies macht es notwendig, die Klimaresilienz von Städten nachhaltig zu steigern. Vor diesem Hintergrund suchen viele Städte und Kommunen nach zukunftsfähigen Konzepten, wobei der Begriff der sogenannten Schwammstadt erfolgversprechend scheint.
Schwammstadt (englisch: Sponge City) ist ein Stadtplanungskonzept, bei dem anfallendes Regenwasser lokal zwischengespeichert wird. Anstatt es über die Kanalisation abzuleiten, wird es dem natürlichen Wasserkreislauf zugeführt. Der Begriff nimmt Bezug auf die Merkmale eines Schwamms, der ein Vielfaches seines eigenen Gewichtes an Wasser halten kann. Das Konzept stellt eine Strategie zur Klimawandelanpassung dar: Indem sich die Stadt dank ihrer clever angelegten Strukturen bei Niederschlägen dort, wo es erforderlich ist, „vollsaugt wie ein Schwamm“ und anschließend langsam wieder abgibt, wird das Risiko von Überschwemmungen auf der einen und Hitzestress auf der anderen Seite minimiert. Die Klimaresilienz der Städte wird dadurch erhöht.
Grundstein für modernes Wassermanagement
Allerspätestens mit den Juli-Ereignissen sollten Kommunen und Netzbetreiber die Notwendigkeit erkannt haben, dass sie in der Verantwortung stehen, Infrastrukturen und urbane Räume wasserbewusst zu planen und im Sinne der Prävention konstruktiv auf den Wechsel zwischen längeren Trockenperioden und punktuell auftretenden Starkregenereignissen einzustellen.
Diese Erkenntnis scheint sich aktuell auch bei Kommunen, Netzbetreibern und in der Politik durchzusetzen. Dokumentiert wird das unter anderem durch die im März dieses Jahres vom Bundeskabinett verabschiedete Nationale Wasserstrategie, mit der die Bundesregierung den Grundstein für ein modernes, den Folgen des Klimawandels Rechnung tragendes Wassermanagement legt.
Mit der Strategie will die Bundesregierung die natürlichen Wasserreserven Deutschlands sichern, Vorsorge gegen Wasserknappheit leisten, Nutzungskonflikten vorbeugen, den Sanierungsstau in der Wasserinfrastruktur angehen sowie den Zustand der Gewässer und die Wasserqualität verbessern. Mit den 78 Maßnahmenvorschlägen des zugehörigen Aktionsprogramms nimmt die Bundesregierung sich und alle beteiligten Akteure in die Pflicht, bis 2050 für einen nachhaltigen Umgang mit Wasser zu sorgen.
Sichere, bezahlbare und leistungsfähige Wasserversorgung
Im Kern der Strategie steht die Daseinsvorsorge: Bürgerinnen und Bürger sollen auch in Zukunft auf eine sichere, bezahlbare und leistungsfähige Wasserversorgung und Abwasserentsorgung zählen können. Darüber hinaus fokussiert die Nationale Wasserstrategie auf die Vorsorge für Tiere und Pflanzen. Gesunde Gewässer und ein funktionsfähiger Wasserhaushalt sind zentrale Voraussetzungen für den Erhalt der Vielfalt unserer Tier- und Pflanzenwelt.
Ein umfassendes Aktionsprogramm ergänzt den Entwurf der Nationalen Wasserstrategie, bei deren Umsetzung 78 Maßnahmen bis 2030 schrittweise realisiert werden sollen. Unter anderem wird der Bund im Rahmen des Aktionsprogramms natürlicher Klimaschutz ein Förderprogramm „Klimabezogene Maßnahmen in der Wasserwirtschaft und Gewässerentwicklung“ auflegen. Zudem sollen wasserbewusste Städte gebaut werden.
Dafür entwickeln das BMUV, BMWSB und die Länder gemeinsam mit den Kommunen und den Fachverbänden ein Konzept für eine gewässersensible Stadtentwicklung („Schwammstadt“). Dabei sollen auch die bestehenden technischen Regeln daraufhin überprüft werden, ob sie zum Erhalt des natürlichen Wasserhaushalts, der Klimaanpassung und der Stadtnatur beitragen und, wo nötig, überarbeitet werden [1].
Regenwasserbewirtschaftung von morgen
Im Filterschacht wird das Regenwasser vorgereinigt bevor es über den D-Raintank in den Boden versickert.
© Funke Kunststoffe
Doch wie kann die Regenwasserbewirtschaftung von morgen aussehen – wie gehen wir in Zukunft richtig mit Niederschlägen und Dürren um? Ein Kanalnetz, das mit Blick auf den Ausnahmefall gebaut wird, rechnet sich nicht. Wir brauchen einen anderen Ansatz, um den immer häufigeren Starkregenereignissen wirksam zu begegnen und Gebäude und andere Infrastruktur zu schützen. Bei der Regenwasserbewirtschaftung von morgen werden die Flächenentsiegelung und die kontrollierte Abgabe von Niederschlagswasser eine wichtige Rolle spielen. Auch bei der Baumversorgung braucht es tragfähige Konzepte, die die Bewässerung und Belüftung der Baum-Standorte in den Fokus rücken. Denn gerade Bäume sind im Gesamtkontext einer klimanagepassten Stadtentwicklung zentrale Bausteine, um das urbane Mikroklima positiv zu beeinflussen und für Schatten und Kühlung zu sorgen.
Versickern und Verdunsten vor Ableiten
Mit der D-Rainclean-Sickermulde bietet Funke dem Markt eine professionelle Lösung für den Umgang mit belastetem Oberflächenwasser. Die Sickermulde nimmt das teilweise mit hohen Schadstoffkonzentrationen belastete Niederschlagswasser von Straßen, Parkplätzen, Hof- und Dachflächen auf und gibt es in unbedenklichem Zustand an den Boden ab.
© Funke Kunststoffe
Die vielfältigen Umsetzungsmöglichkeiten variieren von Maßnahmen auf dem Grundstück bis hin zu quartiersbezogenen Planungen. Am effektivsten ist es, wenn mehrere Maßnahmen aus Regenrückhalt, Entsiegelung, Versickerung und Verdunstung ineinandergreifen. Bei sinnvoller (Maßnahmen-)Kombination – etwa bei kaskadenförmiger Anordnung von Gründächern, Mulden, usw. – entfalten die Bausteine ihre beste Wirkung.
Über wasserdurchlässige Verkehrsflächen und Pflaster können Niederschläge versickern, genauso über Mulden, Rigolen und urbane Grünflächen. Auch Pflanzen (Bäume, Hecken, Fassaden- und Dachbegrünung), Seen und Teiche spielen aufgrund ihrer Verdunstungsleistung eine Rolle in der Schwammstadt. Multifunktionsflächen wie Parks dienen als Zwischenspeicher in Regenzeiten, während sie in trockenen Perioden anderweitig genutzt werden.
BlueGreenStreets
Das Projekt BlueGreenStreets strebt an, die Wirksamkeit von (bestehenden) Planungsinstrumenten und Regelwerken zu grünen städtischen Infrastrukturen, urbaner Wasserwirtschaft, dem Sanierungsmanagement von Straßen und Kanälen, und der Verkehrs- und Freiraumplanung zu untersuchen, zu evaluieren und weiterzuentwickeln. Straßenräume sollen zukunftsfähig gestaltet werden und so zu Multitalenten der Stadtquartiere werden [2].
Allerdings sollte nicht unerwähnt bleiben, dass viele technische meist unterirdische Bestandteile erforderlich sind, um das grüne Gesamtbild am Leben zu halten. So werden beispielsweise dezentrale Speicher und Pumpen benötigt, um das für die Bewässerung der großen Grünflächen benötigte Wasser zur Verfügung zu stellen. Eventuell ist auch eine Ergänzung durch unterirdisch verlegte D-Raintank-Elemente sinnvoll. Weiterhin sollte darüber nachgedacht werden, wie stofflich belastetes Niederschlagswasser von Verkehrsflächen platzsparend und dezentral behandelt werden kann – etwa durch den Einsatz von Filterschächten –, sodass es lokal versickert oder zur Bewässerung genutzt werden kann.
Wasserbewusste Raumgestaltung mit Vorteilen
Aus einer konsequent wasserbewussten Raumgestaltung ergeben sich vielfältige Vorteile. Jeder Kubikmeter Wasser, der nicht über die Kanalisation in Bäche und Flüsse eingeleitet wird, leistet einen Beitrag zur Vermeidung urbaner Sturzfluten sowie zur Abflachung von Hochwasserwellen. Zudem sorgt Begrünung durch die Aufnahme von CO2 und die Abgabe von Sauerstoff für saubere und gesündere Luft. Bäume spenden Schatten und wirken sich über das Prinzip der Verdunstung positiv auf das Mikroklima aus. Wasserflächen in der Stadt können nicht nur Niederschläge speichern, sondern wirken durch Verdunstung kühlend.
Die Folge: Kostspielige Kanalerweiterungen sind überflüssig, die Versickerung von Regenwasser vor Ort kann zur Entlastung von Kläranlagen beitragen. Das wirkt sich positiv auf die Wirtschaftlichkeit der Anlagen aus und reduziert Kosten für die Anwohner. Auch Überflutungsschäden und umweltschädliche Verunreinigungen von Oberflächengewässern werden minimiert, die Grundwasserneubildung gesteigert. Insgesamt wirkt sich eine wasserbewusste Stadtgestaltung positiv auf die Gesundheit aus und hebt die Lebensqualität der Anwohnerinnen und Anwohner.
Interdisziplinäres Handeln gefragt
Allerdings erfordert das Prinzip Schwammstadt ein interdisziplinäres Handeln verschiedener relevanter Akteure der Wasser- und Siedlungswasserwirtschaft, etwa Kommunen, Stadtentwässerungsbetriebe, Tiefbauämter, Grünflächenämter, Stadtplaner, Landschaftsarchitekten, Naturschutzbehörden, Gesundheitsämter usw., um Städte und Räume „klimafit“ zu machen, Menschen und Infrastrukturen zu schützen und die Klimaresilienz zu steigern.
Gleichzeitig basiert klimaangepasste Stadtgestaltung auf die Innovationskraft der Industrie. „Voran-Denker“ sind gefragt, die auf Grundlage ihres Produkt-Know-hows und Erfahrung Lösungen entwickeln, mit denen sich die vielen Aufgaben meistern lassen.
Funke findet Lösungen
An dieser Stelle trägt Funke Kunststoffe mit modernen und leistungsstarken Systemlösungen zu einer gesunden und lebenswerten Umwelt bei, in der Menschen, Infrastrukturen und urbanes Grün geschützt werden. Mit der Entwicklung und Vermarktung von innovativen Produkten zur Baumversorgung und zur Regenwasserbewirtschaftung bietet Funke erprobte und effiziente Lösungen im Sinne einer Schwammstadt. Dabei befindet sich das Unternehmen in intensiver Interaktion mit allen relevanten Akteuren des Marktes, um weitere „Pain Points“ zu identifizieren und zielgerichtet marktaffine Lösungen zu entwickeln.
Funke Kunststoffe GmbH
Quellenangaben
[1] Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz,
nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (BMUV)
[2] BlueGreenStreets (Hrsg.) (2022): BlueGreenStreets Toolbox – Teil A. Multifunktionale Straßenraumgestaltung urbaner Quartiere, März 2022, Hamburg. Erstellt im Rahmen der BMBF-Fördermaßnahme „Ressourceneffiziente Stadtquartiere für die Zukunft“ (RES:Z).
[3] Umweltbundesamt/UBA
[4] Deutscher Wetterdienst
Wasserhaushalt und Wasserwirtschaft sind in vielfacher Weise vom Klimawandel betroffen. Steigende Temperaturen, veränderte Niederschläge und Wetterextreme beeinflussen Menge und Qualität des verfügbaren Wassers.
Niedrigwasser
– Extreme Niedrigwassersituationen sind das Ergebnis einer über mehrere Wochen bis Monate andauernden Entwicklung, die vor allem durch geringe Regenmengen und den Rückhalt in künstlichen oder natürlichen Wasserspeichern entstehen.
– Durch den Klimawandel können Niedrigwassersituationen zukünftig häufiger und intensiver auftreten. Das gilt besonders für die Mosel, die Mulde und den Neckar für die Mitte des Jahrhunderts und für fast alle Flüsse für Ende des Jahrhunderts. Die deutlichsten Änderungen werden für Teile des Rheins projiziert.
Hochwasser
– In Folge des Klimawandels ist eine Verschiebung der Niederschläge vom Sommer in den Winter zu erwarten. Zusätzlich ist mit vermehrtem Starkregen zu rechnen. Durch die milderen Winter wird der Anteil des Schnees am Gesamtniederschlag abnehmen. Das heißt, dass Niederschlag seltener in Form von Schnee gespeichert wird, sodass die Wahrscheinlichkeit von Hochwasser steigt. In den letzten Jahren haben die jährlichen Hochwasserstände an vielen Pegeln im Süden und Westen Deutschlands zugenommen.
– Extreme Hochwasserereignisse können die bestehenden Hochwasserschutzeinrichtungen überfordern und zu erheblichen ökologischen und ökonomischen Schäden führen. Gebäude und Infrastrukturen können zerstört werden; in extremen Situationen sind auch Menschenleben gefährdet. Schadstoffe wie Dünge- und Pflanzenschutzmittel oder Heizöl können in Grundwasser und Oberflächengewässer gelangen und die Trinkwasserqualität dadurch erheblich beeinträchtigen. Insbesondere in den Mittelgebirgen sowie in Ostdeutschland ist zukünftig mit einer Zunahme von Hochwasserabflüssen zu rechnen.
Noch nie ist laut der 1881 begonnenen, systematischen Wetteraufzeichnungen in Deutschland an einem Tag so viel Regenwasser heruntergefallen wie im Juli in der Ahr- und Erft-Region: Als Spitzenwert wurden 93 l Wasser pro Quadratmeter gemessen. Für derartige Niederschlagsextreme ist die Kanalisation nicht ausgelegt – zumal auch die Böden in den betroffenen Regionen nach vorangegangenem Dauerregen kein Wasser mehr aufnehmen konnten. Umso drängender stellt sich die Frage, wie in Zukunft Vorsorge getroffen werden kann. Eine Studie der World Weather Attribution ergab unter anderem, dass sich die Intensität dieser extremen Niederschläge in einigen westeuropäischen Regionen, darunter auch um die Flüsse Ahr und Erft, sowie der Region um den Fluss Maas in Belgien zwischen 3 und 19 Prozent erhöht hat.
Wegen seiner geographischen Lage als Landregion ist Deutschland von der Klima-Erwärmung besonders betroffen: Laut Auswertungen des Deutschen Wetterdienstes ist die Temperatur hier seit 1881 im Mittel um 1,6 Grad Celsius gestiegen – und damit deutlich stärker als im weltweiten Durchschnitt. Die zehn wärmsten Jahre in Deutschland seit Beginn der Wetteraufzeichnungen liegen mit einer Ausnahme (1994) alle in diesem Jahrtausend, sieben der zehn wärmsten Jahre sogar zwischen 2011 und 2020. Angesichts der weiter steigenden Treibhausgaskonzentration waren sich die Wissenschaftler auf dem Extremwetterkongress in Hamburg im September 2021 einig, dass sich die globale Erwärmung in den kommenden Dekaden fortsetzen wird. Neue Temperaturrekorde sind demnach zu erwarten [4].
Zu nennen sind hier unter anderem:
– der D-Raintank 3000
– die D-Raintank 3000 smallbox
– die KS-Bluebox
– die D-Rainclean-Sickermulde / Box
– der Funke Filterschacht
– das Innolet-System
– die Sedimentationsanlage
– der Sedimentationsschacht sowie Reinigungs- und Drosselschächte
Für eine optimale Baumversorgung bietet Funke
– den Baumwurzelbelüfter
– den Bewässerungswinkel
– sowie den Gießring in Kombination mit o.g. Systemen der Regenwasserbewirtschaftung an.
