Strategien zur künftigen Bewässerung des Hamburger Stadtgrüns

Die doppelte Wasserlücke

von: ,
Der Klimawandel erhöht den Druck auf das Stadtgrün und die verfügbaren Wasserressourcen, insbesondere in den Sommermonaten. Aus diesem Grund hat die Hamburger Umweltbehörde eine Untersuchung beauftragt, die die aktuelle Bewässerungspraxis, das städtische Wasserdargebot und die Verdunstungsleistungen von unterschiedlichen Stadtgrüntypen analysiert und aufbereitet. Ausgehend von diesen Grundlagen werden gesamtstädtische Ziele und Handlungsfelder für eine zukunftsgerechte und klimaangepasste Bewässerungspraxis erarbeitet.
Wasserknappheit Kommunaltechnik
Abb. 1: Bewässerung im Altonaer Volkspark. Foto: BUKEA/Peters

Seit 1881 hat sich die Jahresmitteltemperatur in Hamburg um 1,7 Grad Celsius erhöht (DWD, 2021). Steigende Temperaturen, längere Zeiträume ohne Niederschlag und trockene Böden haben Auswirkungen auf die Wasserversorgung von Pflanzen. Insbesondere aufeinanderfolgende Hitzesommer, wie zwischen 2018 und 2020, geben Hinweise zu möglichen zukünftigen Bedingungen für das Stadtgrün.

Stadtgrün hat eine hohe Bedeutung für die Gestaltung einer wassersensiblen und hitzeangepassten Stadt. Es erfüllt wichtige stadtklimatische Funktionen und kann helfen, die Folgen des Klimawandels abzupuffern. Grünstrukturen stellen wertvolle Lebensräume für Tiere und Pflanzen dar und bieten Orte der Erholung und Begegnung für den Menschen. Gleichzeitig sorgen sie für ein gesundes Stadtklima und tragen zu einem naturnahen Wasserhaushalt bei. In Abhängigkeit vom Grünvolumen wirkt das Stadtgrün durch die Verdunstung von Wasser und als Schattenspender kühlend auf die Umgebung und kann die lokalen Temperaturen insbesondere an Hitzetagen spürbar senken. Auch bei Starkregenereignissen erfüllt das Stadtgrün wichtige Funktionen. Wasser wird zurückgehalten, versickert und wird zeitverzögert abgegeben oder verdunstet, so dass die Entwässerungssysteme entlastet werden, das Wasser im natürlichen Wasserkreislauf verbleibt und für die Selbstversorgung des Grüns zur Verfügung steht.

SUG-Stellenmarkt

Relevante Stellenangebote
Ingenieur/ Naturwissenschaftler (m/w/d) Forst- und..., Stuttgart  ansehen
Fachbereichsleitung Umwelt und Stadtgrün, Hannover  ansehen
Referentin/Referenten (m/w/d) für..., Kleinmachnow  ansehen
Alle Stellenangebote ansehen
Wasserknappheit Kommunaltechnik
Abb. 2: Doppelte Wasserlücke nach Ludwig et al. 2021. Grafik: BUKEA

Die zukünftigen Herausforderungen für das Stadtgrün lassen sich vereinfacht mit dem Begriff der "Doppelten Wasserlücke" (Ludwig et al. 2021) beschreiben (Abb. 2). Die "erste" Wasserlücke beschreibt die geringere Wasserverfügbarkeit für Pflanzen durch Trocken- und Hitzeperioden sowie die ungleiche saisonale Verteilung des Jahresniederschlags. Vereinfacht gesagt ist das Wasser nicht dann verfügbar, wenn es benötigt wird.

In Hamburg wird der Klimawandel bei leicht ansteigendem Jahresniederschlag langfristig zu mehr Niederschlag im Winter führen. Pflanzenverfügbares Wasser kann in den Sommermonaten durch häufigere und längere Trockenphasen und vermehrt auftretende Hitzewellen knapp werden. Dies hat zur Folge, dass das Stadtgrün unter anderem seine Verdunstungsleistungen nicht mehr oder nicht optimal entfalten kann und unter Umständen irreparable Schäden an Pflanzen entstehen.

Die "zweite" Wasserlücke resultiert aus dem Mehrbedarf an Grün in der Stadt, um die Folgen zunehmender Hitzetage durch zusätzliche Kühlleistung abzupuffern. Ein größeres Grünvolumen erfordert wiederum eine größere Menge an pflanzenverfügbarem Wasser. Dies führt zu einer weiteren Verschärfung des ohnehin sinkenden Wasserdargebots im Sommer. Der Klimawandel erfordert daher eine vertiefte Auseinandersetzung mit der Frage, welche Strategien erforderlich sind, um die Ökosystemleistungen des Stadtgrüns auch unter den klimatischen

Veränderungen dauerhaft zu erhalten und eine ausreichende Versorgung mit pflanzenverfügbarem Wasser sicherzustellen. Die Abteilung für Landschaftsplanung und Stadtgrün der Hamburger Behörde für Umwelt, Klima, Energie und Agrarwirtschaft (BUKEA) hat im Winter 2022 daher eine Arbeitsgemeinschaft, bestehend aus dem Planungsbüro gruppe F | Freiraum für alle GmbH aus Berlin sowie der Hochschule Weihenstephan Triesdorf und der Hochschule Geisenheim, mit der Untersuchung dieser Fragestellung beauftragt.

Das Projekt wurde von einer fachübergreifenden Arbeitsgruppe der Behörde begleitet. Die Veröffentlichung der Ergebnisse ist für Sommer 2024 geplant. Im Folgenden werden erste Ergebnisse dargestellt und gelungene Ansätze und Projekte in Hamburg beschrieben.

Wasserknappheit Kommunaltechnik
Abb. 3a: Rasen erholt sich von Trockenstress verhältnismäßig schnell, wie hier im Wilhelmsburger Inselpark im Mai 2023 ... Foto: BUKEA/Kühle
Wasserknappheit Kommunaltechnik
Abb. 3b: ... und nach einem regenreichen Sommer im August 2023. Viele Baumarten kommen jedoch weniger gut mit Trockenheit zurecht. Foto: BUKEA/Kühle
Wasserknappheit Kommunaltechnik
Abb. 4: Die zehn häufigsten Straßenbaumarten in Hamburg unter Nennung der Anzahl (gerundet) und Anteil am gesamten Straßenbaumstand in Prozent. Grafik: BUKEA

Auswirkungen von Trockenheit auf die Wasserversorgung von Pflanzen

Die Auswirkungen von Trockenheit auf die Wasserressourcen der Stadt sind vielschichtig und führen zu einem hohen Nutzungsdruck auf die Ressource Wasser. Die steigenden Temperaturen und die längeren Trockenperioden bewirken, dass in den Sommermonaten die Wasserverfügbarkeit für die Vegetation insgesamt abnimmt. Insbesondere die oberflächennahen Bodenschichten dienen der natürlichen Wasserversorgung von Pflanzen. Wenn einzelne Schichten zu sehr austrocknen, kann dies bei einsetzendem Niederschlag zu einer reduzierten oder sogar ausbleibenden Grundwasserneubildung führen und eine mögliche Erholung der Grundwasserstände verlangsamen.

Sobald die Grundwasserstände zu weit absinken (Grundwasserdefizit), ist es möglich, dass es in Gebieten mit normalerweise hoch anstehendem Grundwasser zu Schädigungen an der Vegetation kommen kann.

Die Bodenarten spielen dabei eine entscheidende Rolle, da sie unterschiedliche Wasserhalte- und Wasserleitfähigkeiten aufweisen. Die Auswirkungen von ausbleibendem Niederschlag und trockenen Böden auf das Stadtgrün sind noch nicht vollständig erfasst und hängen von dem spezifischen Standort und der Pflanzenart ab. Als Konsequenz kann jedoch die Kühlleistung von Pflanzen stark eingeschränkt werden. Bei Trockenstress verschließen diese ihre Stomata, wodurch die Transpiration reduziert wird.

Auch die Verschattung, als wichtige Maßnahmen der Hitzeminderung, benötigt ausgewachsenes und gesundes Stadtgrün, wie zum Beispiel Straßenbäume mit üppiger Blattmasse und einem großen Kronenvolumen. Auch bei Starkregenereignissen, die unter Umständen von trockenen Böden nicht aufgefangen werden können, ist das Wasser für Stadtgrün nur bedingt verfügbar, da es verstärkt oberflächlich abfließt. Auf der anderen Seite kann Staunässe aber auch dauerhafte Schäden am Stadtgrün verursachen.

Aktuelle Bewässerungspraxis und Erfahrungen mit Trockenjahren in Hamburg

Für die Bewässerung von Parkanlagen und Straßenbäumen sind die Fachabteilungen der sieben Hamburger Bezirksämter zuständig. Um die aktuelle Bewässerungspraxis und die bezirksübergreifenden Erfahrungen gesammelt zu erfassen, wurden in dem Projekt leitfadengestützte Interviews mit allen Bezirken sowie einem ausführenden Garten- und Landschaftsbauunternehmen geführt. Die Bewässerung erfolgt vor allem durch die für die Pflege beauftragten Firmen und vereinzelt durch die Bezirksämter selbst.

Die Bewässerungsgaben orientieren sich an den einschlägigen Empfehlungen der FLL und spezifischen DIN-Normen, werden aber in der Praxis an das Niederschlagsgeschehen angepasst. Grundsätzlich erfolgt die Bewässerung vor allem bei neugepflanzten Bäumen in der Fertigstellungs- und Entwicklungspflege. Bestandsbäume in der Reifephase werden nicht bewässert, Rasen- und Staudenflächen nur vereinzelt in wenigen repräsentativen Parkanlagen.

Die Interviews zeigten, dass die Auswirkungen des Klimawandels bereits in der Praxis bemerkbar sind. Insbesondere die jahresübergreifenden Trockenperioden zwischen 2018 und 2020 führten dazu, dass die Anzahl an Bewässerungsgängen angepasst wurde. Der Straßenbaumbestand in Hamburg setzt sich aus circa 227.000 Bäumen zusammen. Bei den zwei Hauptbaumarten Stieleiche und Holländische Linde (Abb. 2) führte die Trockenstressreaktion zu einer vermehrten Zunahme von Totholz in der Dringlichkeitsstufe 1. Auch bei Birken und Hainbuchen kam es vermehrt zu Ausfällen. Weitere Baumarten, wie etwa Bergahorn werden beispielsweise kaum noch nachgepflanzt, da diese sensibler auf Trockenheit und hohe Temperaturen reagieren.

Die Ursache für die Schäden sind vielfältig, aber es liegt nahe, dass der Belastungszustand durch Wassermangel und reduzierte Speicherkapazitäten des Bodens hierzu beigetragen haben. Vereinzelt wurden in den Gesprächen Aussagen dazu getroffen, dass auch sehr alte und große Bäume in Grünanlagen Schäden aufweisen. Grundsätzlich lässt sich sagen, dass neben der bedarfsorientierten Bewässerung in der Anwachs- und Jugendphase und der Optimierung von Baumstandorten bei Neupflanzungen die Erweiterung des Artenspektrums ein wichtiger Baustein zur Erhöhung der Resilienz ist.

Wasserknappheit Kommunaltechnik
Abb. 5: Im Projekt entwickelte und fachübergreifend diskutierte Ziele und Handlungsfelder der Stadtgrünbewässerung in Hamburg. Graik: BUKEA
Wasserknappheit Kommunaltechnik
Abb. 6: Ausschnitt aus der Stadtklimaanalyse für Hamburg (2023) und Darstellung der Physiologisch äquivalenten Temperatur (PET) 1,1 Meter über dem Grund zur Mittagszeit. Grafik: BUKEA

Strategien und Handlungsfelder

Die Auswirkungen des Klimawandels stellen das Stadtgrün vor neue Herausforderungen. Es wird deutlich, dass die bisherigen Praktiken zur Erhaltung und Entwicklung des Stadtgrüns möglicherweise nicht ausreichen, um den veränderten Umweltbedingungen gerecht zu werden.

Im Rahmen von zwei fachübergreifenden Workshops unter Beteiligung der Hamburger Bezirksämter sowie verschiedenen Fachabteilungen der Behörde, Universitäten und dem städtischen Trinkwasserversorgungs- und Abwasserentsorgungsunternehmen Hamburg Wasser wurden Ziele und Handlungsfelder für die Wasserversorgung von Stadtgrün im Klimawandel, die im Rahmen des Projekts entwickelt wurden, vorgestellt und diskutiert (Abb. 5).

Ziel A "Dauerhafte Erhaltung und Erweiterung des Stadtgrüns" impliziert eine ausreichende Wasserversorgung des Hamburger Stadtgrüns, so dass es vor dem Hintergrund des Klimawandels keinen Schaden nimmt und seine stadtklimatischen Wirkungen dauerhaft entfalten kann. Das Grünvolumen wächst weiter an und es muss qualitativ hochwertiges Stadtgrün entwickelt werden. Dies gilt auch für Extremsituationen in der Zukunft, welche einen höheren Aufwand erforderlich machen können.

Ziel B "Optimierung der stadtklimatischen Wirkung durch Bewässerung" sagt aus, dass in prioritären Stadträumen bzw. an ausgewählten Standorten Hamburgs Stadtgrün so gut wasserversorgt ist, dass es seine stadtklimatischen Wirkungen optimal erfüllen kann. Eine zukünftige Bewässerung ist also abhängig vom stadträumlichen Kontext. Eine hohe Priorität liegt zum Beispiel auf besonders hitzebelasteten Räumen (Abb. 6) mit großen Freiraumdefiziten sowie hohen Grundwasserflurabständen. Andere stadträumliche Situationen stehen im Fokus, weil Regenwasser oder alternative Wasserressourcen gut zugänglich sind bzw. schnell und mit wenig Aufwand verfügbar gemacht werden können. Hier können optimal wasserversorgte "Klimaoasen" entstehen.

Ziel C "Trinkwasserschonende Bewässerung" bezieht sich auf die Ziele A und B und beinhaltet, dass eine erforderliche Bewässerung trinkwasserschonend erfolgen soll. Primär soll Regenwasser versickern, um es dem Stadtgrün zur Selbstversorgung verfügbar zu machen. Wenn künstliche Bewässerung notwendig ist, erfolgt diese primär unter Nutzung alternativer Wasserressourcen. Zudem sollen zunehmend vorhandene räumliche Synergien in die Planung der Bewässerungsinfrastruktur einbezogen werden. Dabei geht es auch darum, private Flächen für die öffentliche Bewässerung zu aktivieren und gegebenenfalls. auch öffentliche Flächen für die private Bewässerung. Zudem müssen Maßnahmen getroffen werden, um Wasser aus regenreichen Zeiten für Trockenperioden zu speichern und nutzbar zu machen.

Die Ziele werden durch drei Handlungsfelder ergänzt. Das Handlungsfeld 1 "Resilientes Stadtgrün" beschreibt Aufgaben zur Förderung der natürlichen Wasserversorgung von Pflanzen und geht auf die Auswahl von standortgerechten und klimaangepassten Pflanzen ein. Eine wesentliche Grundlage hierfür ist die gezielte Regenwasserversickerung in Bereichen mit vorherrschenden Grundwasserdefiziten. Das Handlungsfeld 2 der "Wassersensiblen Bewässerung des Stadtgrüns" skizziert Aufgaben der bedarfsgerechten Bewässerung durch ein optimiertes Bewässerungsmanagement und Einsparung von Trinkwasser durch alternative Wasserressourcen. Das Handlungsfeld 3 "Integrierte Planung und Umsetzung" thematisiert die Darstellung von stadtweiten Instrumenten und Planungstools für die Datenerhebung, den Wissenstransfer und ein gesamtstädtisches Monitoring sowie logistische und technische Fragen, wie etwa den Transport des Wassers an den Ort des Bedarfs. Zudem werden weitere Forschungs- und Experimentierfelder benannt, um neue Technologien zu erproben und Erfahrungen zu sammeln.

Gelungene Ansätze in Hamburg

Stadtweit sind die infrastrukturellen Voraussetzungen, wie etwa dezentrale Regenwasserspeicher, aber auch der praktische und energieeffiziente Transport des Wassers zum Bewässerungsobjekt weiter zu verbessern. Insbesondere bei der Planung neuer Bauprojekte bestehen hierfür gute Chancen, wenn die Bedarfe frühzeitig in den Planungsprozess eingebracht werden. Gute Anreize werden bereits über bestehende Förderprogramme gesetzt.

Seit 2023 werden Hamburger*innen durch ein Förderprogramm für Zisternen zur Bewässerung mit Regenwasser animiert (www.hamburg.de/grundwasser). Im städtischen Förderprogramm für Fassadenbegrünung ist die Empfehlung der Bewässerung mit Regenwasser verankert (www.hamburg.de/gruendach).

Zudem gibt es bereits einige richtungsweisende Projekte, in denen Konzepte der Regenwasserbewässerung umgesetzt werden. Hervorzuheben ist hier etwa der Ansatz des Bergedorfer Friedhofs (53 ha) im Hamburger Südosten. Für die Bewässerung der Gräber und Grünflächen werden hier zukünftig jährlich rund 3 Millionen Liter Trinkwasser eingespart. Zur Nutzung des Regenwassers wird ein unterirdischer Sammeltank (Fassungsvermögen ca. 200 m³) verbaut, der so auslegt ist, dass eine Trockenperiode von bis zu vier Wochen überbrückt werden kann. Das aufgefangene Regenwasser hat keine Trinkwasserqualität, ist aber aufgrund des fehlenden Kalkgehaltes ideal zur Bewässerung der Grünflächen geeignet.

Das Projekt wurde aus Mitteln des Hamburger Klimaplans und aus dem bezirklichen Quartiersfonds gefördert. Am Forschungscampus DESY in Hamburg Bahrenfeld wurde zudem kürzlich die 4600 Quadratmeter große Fassaden- und Dachfläche einer Forschungshalle mit 25.000 Pflanzen begrünt (Abb. 7). Teile der knapp 2000 Quadratmeter großen Fassade sollen zukünftig mit Regenwasser, das auf dem eigenen Grundstück gesammelt wird, bewässert werden.

Wasserknappheit Kommunaltechnik
Abb. 7a: Halle 36 auf dem Forschungscampus DESY in Hamburg Bahrenfeld. Alter Zustand ... Foto/Visualisierung: BUKEA/L+ Landschaftsarchitektur (7a), BUKEA/L+ Landschaftsarchitektur/luminousfields (7b)
Wasserknappheit Kommunaltechnik
Abb. 7b: ... und Visualisierung des Wunschzustands der bereits gepflanzten Dach- und Fassadenbegrünung. Foto/Visualisierung: BUKEA/L+ Landschaftsarchitektur (7a), BUKEA/L+ Landschaftsarchitektur/luminousfields (7b)

Wie geht es weiter?

Bei dem dargestellten Projekt handelt es sich um eine grundlegende Untersuchung, die eine erste Einordnung und Strukturierung des Themas vornimmt sowie strategische Ziele formuliert, Handlungsmöglichkeiten aufzeigt und Themen identifiziert, die in Folgeuntersuchungen und zukünftigen Projekten angegangen werden sollen.

Die Wasserversorgung von Stadtgrün ist ein interdisziplinäres Thema, das nur in Zusammenarbeit zwischen Akteur*innen der Wasserwirtschaft, Grünplanung und des Tiefbaus angegangen werden kann. Es ist eine enge Kooperation der Abteilungen der Fachbehörde, der Bezirke sowie der öffentlichen Unternehmen und der Forschung notwendig, um Antworten auf offene Fragestellungen durch Erhebungen und Vernetzungen von Daten zu finden, Planungshilfen zu schaffen und Projekte umzusetzen sowie wissenschaftlich zu begleiten.

Zukünftig kann es erforderlich werden, vermehrt auch private Akteur*innen mit einzubeziehen, um grundstücksübergreifende Lösungen zu erproben. In Anbetracht von wachsenden Flächenkonkurrenzen in der Stadt liegen hier große Potentiale auf dem Weg zu einer wassersensiblen und hitzeangepassten Stadt.

Literatur

  • DWD (2021): Klimareport Hamburg; Deutscher Wetterdienst, Offenbach am Main, Deutschland, 56 Seiten. ISBN 978-3-88148-530-2 (Online).
  • Ludwig, F., Well, F., Moseler, E.-M., Eisenberg, B., Deffner, J., Drautz, S., Elnagdy, M. T., Friedrich, R., Jaworski, T., Meyer, S., Minke, R., Morandi, C., Müller, H., Narvaéz Vallejo, A., Richter, P., Schwarz-von Raumer, H.-G., Steger, L., Steinmetz, H., Wasielewski, S., Winker, M. (2021): Integrierte Planung blau-grüner Infrastrukturen. Ein Leitfaden.
  • Via DOI: https://mediatum.ub.tum.de/1638459.
Dr. Cornelia Peters
Autorin

Referatsleiterin Gesamtstädtische Freiraumstrategien

Umweltbehörde Hamburg (BUKEA)
 Lukas Kühle
Autor

Referat Gesamtstädtische Freiraumstrategien

Umweltbehörde Hamburg (BUKEA)

Ausgewählte Unternehmen
LLVZ - Leistungs- und Lieferverzeichnis

Die Anbieterprofile sind ein Angebot von llvz.de

Redaktions-Newsletter

Aktuelle grüne Nachrichten direkt aus der Redaktion.

Jetzt bestellen