Regenwassermanagement

Weltweit entwickeln zahlreiche Städte Anpassungskonzepte für den Umgang mit veränderten Niederschlagsmustern und zunehmenden Starkregenereignissen. Sie verfolgen dabei das Ziel, ihr Stadtgebiet wassersensibel und resilient, das heißt, tolerant gegenüber den Folgen des Klimawandels, umzubauen. Doch nur wenige Städte nutzen die Transformation oder Ergänzung ihres Entwässerungssystems gleichzeitig als Chance zur Aufwertung bestehender Quartiere und erstellen auf gesamtstädtischer Ebene integrierte Konzepte für ihr Regenwassermanagement unter Berücksichtigung des öffentlichen Raums. Wie dies gelingen kann, zeigen die Hafenstädte Rotterdam, New York City und Singapur, deren Stadtentwicklung bereits in der Geschichte durch den Bezug zum Wasser stark geprägt wurde. Verschiedene Faktoren können als Auslöser für den Umbau in den Städten ausgemacht werden. Vor allem die Folgen des Klimawandels spielen dabei eine wichtige Rolle.

Der vorliegende Artikel beleuchtet, welche großräumigen Gestaltungsstrategien diese Städte für ein integriertes Regenwassermanagement im öffentlichen Raum anwenden und wie die jeweiligen Akteure vorgegangen sind. Des Weiteren wird beschrieben, unter welchen Voraussetzungen diese Gestaltungsstrategien auf andere Städte übertragbar sind. Die Analyse erfolgte im Rahmen des Promotionsvorhabens der Autorin, ergänzt um Arbeitsergebnisse aus der eigenen Mitarbeit in den Forschungsprojekten Klimzug-Nord und RISA. Des Weiteren wurde auf Ergebnissen aus dem Projekt Switch aufgebaut.¹⁾

Integriertes Regenwassermanagement

Integriertes Regenwassermanagement synchronisiert wasserwirtschaftliche Planungen mit Planungen der Stadt-, Freiraum- und Verkehrsentwicklung in einer Kommune. Es setzt sich aus verschiedenen Bausteinen zusammen: der jeweiligen Gesetzgebung, den Maßnahmen der Regenwasserbewirtschaftung zur Versickerung, zum Rückhalt und zur Verdunstung von Niederschlagswasser sowie formellen und informellen Planungsinstrumenten (etwa Leitbilder, Masterpläne, wasserwirtschaftliche Rahmenpläne, Bebauungspläne). Weitere Komponenten sind die Finanzierung und die Kommunikation beziehungweise die Organisation der Zusammenarbeit.

Eine enge Zusammenarbeit der Akteure verschiedenster Disziplinen, vor allem der Stadt- und Landschaftsplanung sowie der Wasserwirtschaft, ist für ein erfolgreich umgesetztes integriertes Regenwassermanagement erforderlich.²) Wie dies gelingen kann, wird im Folgenden für die drei Referenzstädte dargestellt.

Aus Grau wird temporär Blau - Beispiel: Rotterdam

Die niederländische Hafenstadt ist die zweitgrößte Stadt des Landes und liegt überwiegend unterhalb des Meeresspiegels. Zahlreiche Gewässer, Kanäle und Hafenbecken prägen das Stadtgebiet, das durch Deiche, Dämme, Wehre und Sperrwerke vor dem Wasser geschützt wird.³⁾ Aufgrund des hohen Grundwasserstands und der dicht bebauten Stadtstrukturen ist eine Versickerung der Regenabflüsse oftmals nicht möglich. Damit gehört Rotterdam zu den Gebieten auf der Welt, die am anfälligsten gegenüber Überflutungen sind.⁴⁾

Die Folgen des Klimawandels sind in Rotterdam bereits heute in Form von extremeren Regenereignissen zu spüren. Zukünftig wird die Stadt zunehmend mit Starkregenereignissen, sommerlichen Trockenphasen, einer erhöhten jährlichen Niederschlagsmenge sowie einem steigenden Meeresspiegel konfrontiert sein. Rotterdams Ziel lautet daher, eine "wasserfeste" Stadtgestaltung umzusetzen, um einen ausreichenden Überflutungsschutz innerhalb der eingedeichten Flächen zu gewährleisten und unkontrollierte Überflutungen bei stärkeren Regenereignissen zu verhindern. Das städtebauliche Leitbild "2030 Rotterdam Waterstad" visualisiert und konkretisiert diesen Ansatz.

Vorgehen, planerische Instrumente und Maßnahmen

Zunächst wurde berechnet, wie viel Speicherkapazität für Niederschlagswasser bereits heute und bis zum Jahr 2050 geschaffen werden muss, um die Stadt vor Überflutungen zu schützen. Ergebnis ist, dass bereits heute 600.000 Kubikmeter Speichervolumen fehlen.⁵⁾ Die Notwendigkeit, diese Speicherkapazitäten zu schaffen, setzt die ehemalige Industriestadt gleichzeitig als Chance für ihre Stadtentwicklung ein, um gezielt bestehende Stadtquartiere gestalterisch aufzuwerten und damit dem Bevölkerungsrückgang in der Stadt entgegenzuwirken.

2007 erschien der interdisziplinär entwickelte "Waterplan 2", dessen Anforderungen in das städtebauliche Leitbild integriert wurden. Der Waterplan fasst in Abhängigkeit von den vorhandenen Stadtstrukturtypen (wie Altstadt, Gartenstadt, Industriegebiet oder Baugebiete innerhalb und außerhalb der Deichlinie) verschiedene Maßnahmen zum Rückhalt von Niederschlagswasser katalogartig zusammen. Die Maßnahmen orientieren sich am Versiegelungsgrad, an der Platzverfügbarkeit, der Eigentümerstruktur, dem vorherrschenden Entwässerungssystem und der Hochwasser- und Überflutungsgefährdung.

Als Schutz vor unkontrollierten Überflutungen im Stadtgebiet bei stärkeren Regenereignissen sieht der Waterplan neben dem Bau zusätzlicher Seen und Kanäle das temporäre Fluten versiegelter Flächen im öffentlichen Raum vor. Dazu gehören Stadtplätze sowie Spiel- und Sportflächen, die dafür topographisch angepasst werden. Auf diesen Flächen wird das Niederschlagswasser wie in einer Badewanne temporär zurückgehalten. Sobald das unterirdische Kanalsystem wieder Kapazitäten aufweist, kann das Wasser zeitverzögert abgeleitet werden.

Je nach Stärke des Regenereignisses schaffen variierende Wasserstände auf den sogenannten Wasserplätzen spielerische Qualitäten für Kinder⁶⁾. Eine Reinigung des Niederschlagswassers erfolgt vor Einleitung auf den Platz, zudem werden durch ein audiovisuelles Warnsystem Sicherheitsanforderungen berücksichtigt. Das Straßennetz dient in Teilbereichen als sogenannter "Notwasserweg", um das Wasser gezielt zu den entsprechenden Speicherorten zu leiten. Der Wasserplatz ist vor allem für die dicht bebaute Innenstadt und die Altstadt vorgesehen, um dort entsprechende Speichervolumina vorzuhalten.

Aus Grau wird permanent Grün - Beispiel: New York City

New York City liegt direkt am Atlantik und zählt mehr als acht Millionen Einwohner, Tendenz steigend. Damit ist es die Stadt mit der höchsten Bevölkerungsdichte in den USA. 60 Prozent der Fläche New Yorks ist bebaut, in Manhattan sind es sogar 80 Prozent.⁷⁾

New York weist aufgrund seiner Küstenlage und seiner veralteten Mischkanalisation eine hohe Vulnerabilität gegenüber den Folgen des Klimawandels auf.⁸⁾ Ein großer Anteil des Stadtgebietes liegt zwischen 0 bis 3 Meter über N.N., überwiegend auf felsigem Untergrund. Die Stadt ist zukünftig mit einem steigenden Meeresspiegel, einer erhöhten jährlichen Niederschlagsmenge und einem zunehmenden Überflutungsrisiko aufgrund extremer Wetterereignisse in Form von Hurrikans oder Winterstürmen konfrontiert.⁹⁾

Hinzu kommen steigende Temperaturen sowie Trockenperioden im Sommer. Ziel ist daher, auf Grundlage des integrierten Rahmenprogramms "PlaNYC 2030" die Stadt "greener and greater" umzugestalten. Ein wichtiger Aspekt ist, die unterirdische Mischkanalisation durch eine sogenannte grüne Infrastruktur zur Bewirtschaftung des Niederschlagswassers vor Ort zu ergänzen, um so effektiv, flexibel und kosteneffizient den Herausforderungen des Klimawandels zu begegnen.

Vorgehen, planerische Instrumente und Maßnahmen

Mit Hilfe des grünen Netzwerks soll im öffentlichen Raum der Regenabfluss versickert, zurückgehalten, verdunstet und gereinigt werden. Dafür werden Verkehrsflächen durch Straßen begleitende Versickerungsbeete zu "green streets" umgebaut, neue "high performance parks" geschaffen, bestehende Grünräume transformiert sowie Straßenbäume gepflanzt, in deren Baumscheiben das Wasser versickert.

Zunächst wurden "Hot Spots" identifiziert, die sich aus Mischwasserüberläufen in die Gewässer und der Beschwerdehäufigkeit der Anwohner aufgrund von Überflutungen und von Kanalrückstau ergaben. Anschließend wurden die naturräumliche und wasserwirtschaftliche Situation sowie die Siedlungsstruktur der Stadt untersucht. Auf dieser Grundlage analysierte New York als erste Stadt in den USA flächendeckend die Umsetzbarkeit dezentraler Maßnahmen (sogenannter Source-Control-Maßnahmen) im öffentlichen Raum und auf privaten Grundstücken. Zudem wurde eine umfassende Kosten-Nutzen-Analyse alternativer Methoden zur Regenwasserbewirtschaftung durchgeführt.

2010 wurde der "NYC Green Infrastructure Plan" von der Stadtverwaltung verabschiedet, der die Umsetzungsstrategie für das Source-Control-Programm beinhaltet. Ziel ist es, 10 Prozent der befestigten Flächen von der Mischkanalisation abzukoppeln. Je nach örtlichen Gegebenheiten soll das Niederschlagswasser vor Ort zurückgehalten, gespeichert oder versickert werden. Anhand verschiedener Projekte stellt der Plan die Möglichkeiten und Kosten der Umsetzung dar.

Aus Starr wird Dynamisch - Beispiel: Singapur

Singapur ist ein Insel- und Stadtstaat, dessen Fläche mit der Größe Hamburgs vergleichbar ist. Die Stadt weist jedoch eine dreifach höhere Bevölkerungsdichte als die norddeutsche Metropole auf. Die Topographie der Insel ist überwiegend flach. Das Geschäftsviertel, der Flughafen und der Containerhafen liegen nur zwei Meter über dem Meeresspiegel.

Die Hauptinsel, die überwiegend aus sumpfigem Gelände besteht, wird durch die drei Hauptflüsse Kallang, Rochor und den Singapur River entwässert. In den 1970er-Jahren fand ein großflächiger Umbau der natürlichen Gewässersysteme in unterirdische Wasserleitungen und betonierte Drainagekanäle statt. Mit Hilfe der riesigen, zumeist leeren Betonkanäle sollten Überschwemmungen durch die tropischen Regenfälle verhindert werden. Dies ermöglichte die Bereitstellung neuer Siedlungsfläche für die rasch wachsende Bevölkerung Singapurs.¹⁰⁾

Schon heute ist die Stadt mit Problemen wie periodischer Trockenheit und Hochwasser konfrontiert.¹¹⁾ Hinzu kommt, dass Singapur selbst nur über sehr geringe Trinkwasservorkommen verfügt, jedoch eine eigenständige Trinkwasserversorgung anstrebt. Zur Sicherstellung dieser Versorgung müssen die Folgen des Klimawandels berücksichtigt werden. Dazu gehören der steigende Meeresspiegel sowie häufigere und intensivere Regenfällen und tropische Stürme.¹²⁾ Dementsprechend hat Singapur vor einigen Jahren begonnen, eine nachhaltige und innovative Wasserbewirtschaftung zu entwickeln und sein Entwässerungssystem umzubauen.

Vorgehen, planerische Instrumente und Maßnahmen

Singapur verfolgt das Ziel, Maßnahmen zum Rückhalt und Reinigung der Regenabflüsse mit ökologischen Aspekten und Erholungsmöglichkeiten für die Bevölkerung zu verbinden. Das Leitbild "City of Gardens and Water" mit den Leitlinien "active - beautiful - clean" (ABC-Guidelines) drückt diesen Ansatz aus. Von interdisziplinären Teams wurden Masterpläne für die Einzugsgebiete der drei Hauptflüsse entwickelt. Sie setzen die ABC-Guidelines um und stellen dar, wie und wo dezentrale Maßnahmen umgesetzt werden können. Ein wichtiges Element ist der Rückbau der betonierten Entwässerungskanäle in dynamische Flusslandschaften, etwa entlang des Kallang Rivers im Bishan Park und die Erweiterung der Einzugsgebiete zur Trinkwassergewinnung von 50 Prozent auf 67 Prozent von Singapurs Gesamtfläche.¹³⁾

Wichtige Aspekte der Renaturierung sind die Verzögerung des Regenabflusses, die Verbesserung der Wasserqualität etwa durch Reinigungsbiotope (cleansing biotopes), die Erhöhung der Biodiversität sowie die Verbesserung der Zugänglichkeit und Nutzbarkeit der Gewässer für die Bevölkerung. Zudem bieten das aufgeweitete Gewässerprofil und die umliegenden Grünflächen genügend Volumen zum schadlosen Umgang mit extremen Regenmengen während der tropischen Stürme. Ähnlich wie in Rotterdam werden auch hier mit Hilfe eines audiovisuellen Warnsystems Sicherheitsanforderungen für die Nutzer des Parks berücksichtigt.

Übertragbarkeit der Vorgehensweisen und Gestaltungsstrategien

Die drei benannten großräumigen Gestaltungsstrategien eignen sich insbesondere für Städte, deren Stadtgebiet bereits heute Entwässerungsprobleme aufweist oder wo zukünftig aufgrund des Klimawandels davon auszugehen ist. Kommen Qualitätsdefizite des öffentlichen Raums und eine Unterversorgung mit Freiraum hinzu, sollte ein integrierter Planungsansatz für den Umbau verfolgt werden. Zudem können Maßnahmen zur Umsetzung der europäischen Wasserrahmen- und Hochwasserrisikomanagement-Richtlinie integriert werden. Empfehlungen zur Vorgehensweise werden nachfolgend stichpunktartig aufgeführt:

• Zusammenstellen eines interdisziplinären Teams aus Wasserwirtschaftlern, Stadt-, Freiraum- und Verkehrsplanern, das bei Bedarf durch weitere Disziplinen ergänzt wird (zum Beispiel Ökologen, Juristen, Kommunikationsberater etc.);
• Analyse der wasserwirtschaftlichen, stadt- und freiraumplanerischen Situation auf gesamtstädtischer Ebene, ergänzt um verkehrsplanerische Aspekte;
• Identifizierung von Handlungsfeldern;
• Aufstellen von Leitzielen und Leitlinien zur Festlegung einer gemeinsamen Richtung und Absicherung durch politischen Beschluss;
• Entwicklung eines wasserwirtschaftlichen Rahmenplans bzw. von integrierten Masterplänen basierend auf wasserwirtschaftlichen Einzugsgebieten (Gewässer oder Kanalisation);
• Identifizierung von Bereichen, in denen private Grundstücksbesitzer gezielt einbezogen werden, und von Bereichen, wo der Umbau des öffentlichen Raums im Fokus steht;
• Auswahl und Anwendung geeigneter Gestaltungsstrategien für den öffentlichen Raum.¹⁴⁾

Die Gestaltungsstrategien sind für Stadtgebiete geeignet, in denen sich aufgrund der notwendigen Platzverfügbarkeit für dezentrale Maßnahmen eine Bewirtschaftung des Niederschlagswassers auf den privaten Grundstücken als schwierig gestaltet. Maßgeblich hierfür sind unterschiedliche Stadtstrukturtypen, die die folgenden Charakteristika aufweisen:

• Versiegelungsgrad von 50 Prozent und mehr;
• kleinteilige Grundstücksaufteilung;
• Gebäude mit überwiegend stark geneigte Dächern, zum Beispiel Satteldächer und
• Gebäude, bei denen aufgrund der Statik eine nachträgliche Dachbegrünung nicht zulässig ist.¹⁵⁾

Dazu zählen Stadt- und Stadtteilzentren, innerstädtische Wohn- und Mischgebiete oder Blockrandbebauung. Welche Strategie zum Einsatz kommen kann, hängt von folgenden Kriterien ab:

Die Strategie "temporäre Flutung versiegelter Flächen" ist geeignet für Gebiete, die bereits heute von einer Überflutungsproblematik betroffen sind. Eine Versickerung ist aus verschiedenen Gründen im öffentlichen Raum nicht möglich, zum Beispiel:

• undurchlässiger Boden,
• Gebiet mit hohem Grundwasserstand,
• Boden, der durch Altlasten kontaminiert ist oder
• die bestehende Hauptnutzung erfordert eine befestigte Oberfläche.

Geeignete Flächen für den Umbau sind vor allem Spiel- und Sportplätze, aber auch Parkplätze, bei denen auch nur Teilbereiche geflutet werden können.

Soll die Strategie des "grünen Netzwerks" angewendet werden, muss ein versickerungsfähiger Untergrund ohne Bodenkontamination gegeben sein. Geeignete Flächen für einen Umbau sollten mindestens eins der folgenden Merkmale erfüllen:

• öffentliche Flächen mit hohem Versiegelungsgrad und entsprechendem Rückbaupotenzial (wie Flächengewinn durch Optimierung der Verkehrsinfrastruktur und der Parkplatzanordnung),
• Restflächen, die bisher keiner eindeutigen Nutzung zugeordnet werden können oder
• bestehende Grünflächen, die ein Qualitätsdefizit aufweisen (Umbau notwendig).

Die Strategie der "dynamisierten Entwässerung" und der Gewässerrenaturierung ist für Stadtgebiete geeignet, durch die ein Gewässer verläuft, dessen Profil verändert werden kann.

Entscheidend für den Umbau sind folgende Kriterien:

• starke anthropogene Beeinflussung des Gewässers durch Begradigung oder Verbau des Gewässers und damit geringes ökologisches Potenzial,
• Flüsse und Flussabschnitte, die vom Hochwasserrisiko betroffen sind,
• Flussabschnitte mit einer schlechten Wasserqualität,
• Trockenfallen während der Sommermonate.

Durch die Veränderung des Gewässerprofils, wie durch das Einbringen naturnaher Uferstrukturen und die Einbeziehung angrenzender Freiflächen, ist nicht nur aus ökologischer Sicht sondern auch aus Sicht der Nutzer und Anwohner eine Aufwertung des Gewässer gegeben.

Fazit

Rotterdam, New York City und Singapur belegen: integriertes Regenwassermanagement fördert eine nachhaltige Stadtentwicklung. Mit Hilfe großräumiger Gestaltungsstrategien wird auf unterschiedliche Weise Raum für Wasser geschaffen und gleichzeitig die Lebensqualität in den Städten verbessert.

Informationen zur Autorin und zu den Projekten

Elke Kruse ist wissenschaftliche Mitarbeiterin an der HafenCity Universität Hamburg im Fachbereich „Umweltgerechte Stadt- und Infrastrukturplanung“ unter der Leitung von Prof. Dr. Dickhaut.Dort arbeitet sie im Verbundprojekt „Klimzug-Nord – Strategische Anpassungsansätze zum Klimawandel in der Metropolregion Hamburg“ ( www.klimzug-nord.de) und ist im Rahmen ihrer Promotion in das Projekt „RISA – RegenInfra-StrukturAnpassung” (www.risa-hamburg.de) eingebunden.

Arbeitsergebnisse aus diesen Projekten sind bei der Übertragbarkeit berücksichtigt worden (vgl. Andresen/Dickhaut 2013 und Kruse et al. 2013, Kap. 2.2 und 4.4). Des Weiteren wurde im Fachbereich das Projekt „Switch – Managing Water for the City of the Future“ bearbeitet. Ergebnisse aus Switch wurden ebenfalls berücksichtigt (siehe Hoyer/Dickhaut et al. 2011 und Derneden 2010).

Anmerkungen

¹) Für Switch siehe Hoyer/Dickhaut et al. 2011 und Derneden 2010.

²) Kruse 2011 und Kruse/Andresen 2013 in: Andresen/Dickhaut 2013.

³) vgl. Hoyer et al. 2011.

4) Dircke et al. 2010.

5) Gemeente Rotterdam et al. 2007.

6) Boer. 2010.

7) Derneden 2010.

8) Loftus et al. 2011.

9) Dircke et al. 2010.

10) Hauber/Geitz 2010.

11) Read/Hauber 2012.

12) NCCS 2012.

13) Ministry of the Environment & Water Resources 2012.

14) Basierend auf Ergebnissen von Kruse 2011 und Kruse/Andresen in: Andresen/Dickhaut 2013.

15) Kruse et al. 2013, Kap. 4.4.

Literatur

Andresen, S., W. Dickhaut (2013): Integriertes Regenwassermanagement in Hamburg: Veränderungsnotwendigkeiten und Handlungsoptionen für Planung und Verwaltung. Abschlussbericht der HCU Hamburg und der RISA-AG Stadt- und Landschaftsplanung. Hamburg
(http://www.risa-hamburg.de/index.php/ag-stadt-und-landschaftsplanung.htmlwww.risa-hamburg.de/index.php/ag-stadt-und-landschaftsplanung. html).

Boer, F. 2010: Watersquares. The Elegant Way of Buffering Rainwater in Cites. In: Topos 70/2010, S. 42-47. München (http://www.urbanisten.nl/pdf/topos.pdfwww.urbanisten.nl/pdf/topos.pdf).

Derneden, M. (2010): Water Sensitive Urban Design - Planungsprinzipien und Beispiele in unterschiedlichen Klimazonen. Unveröffentlichte Bachelor Thesis, erstellt an der HafenCity Universität Hamburg.

Dircke, P., J. Aerts, A. Molenaar (Hrsg.), (2010): Connecting Delta Cities. Sharing knowledge and working on adaptation to climate change, Rotterdam.

Gemeente Rotterdam, Waterschap Hollandse Delta, Hoogheemraadschap van Schieland en de Krimpenerwaard, Hoogheemraadschap van Delfland (2007): Waterplan 2, Rotterdam. Working on Water for an attractive city, Rotterdam.

Hauber, G., P. Geitz (2010): Testanlage für ingenieurbiologische Bauweisen. Renaturierung des Kallang Flusses in Singapur. In: Garten + Landschaft 09/2010, S. 17-20, München.

Hoyer, J., W. Dickhaut, L. Kronawitter, B. Weber, B. (2011): Water Sensitive Urban Design. Principles and Inspiration for Sustainable Stormwater Mangament in the City of the Future, Berlin.

Kruse, E. (2011): Integriertes Regenwassermanagement großräumig planen: Potentiale und Entwicklungsmöglichkeiten für Hamburg. Hamburg (www.risa-hamburg.de/index.php/pressemitteilungen.html).

Kruse, E., T. Zimmermann, A. Kittel, W. Dickhaut, J. Knieling, C. Sörensen (Hrsg.), (2013): Stadtentwicklung und Klimaanpassung: Klimafolgen, Anpassungskonzepte und Umsetzungsinstrumente, beispielhaft dargestellt am Bezirk Wandsbek, Hamburg. Abschlussbericht des Modellgebietes, erstellt im Rahmen von Klimzug Nord, Hamburg (im Erscheinen).

Loftus, A.-C., B. Anton, R. Philip (Hrsg.), (2011): Adapting urban water systems to climate change. A handbook for decision markers at the local level, Freiburg.

Ministry of the Environment & Water Resources (2012): The Singapore Green Plan, 2012
(www.uncsd2012.org/content/documents/The Singapore Green Plan 2012.pdf).

NCCS - National Climate Change Secretariat (2012): Climate change & Singapore: Challenges. Opportunities. Partnerships. (http://http://app.nccs.gov.sg/data/resources/docs/Documents/NCCS-2012.pdfapp.nccs.gov.sg/data/resources/docs/Documents/NCCS-2012.pdf).

Read, J., G. Hauber (2012): Singapurs Bishan-Park. Nach Renaturierung des Kallang entsteht eine Fluss-Parklandschaft. In: Stadt + Grün 8/2012, S. 9-16, Berlin.