Blau und Grün in Viersen

Das Konzept dient der Verwaltung als Handlungsfahrplan. Es gibt Aufschluss darüber, welche Lebensbereiche und Handlungsfelder in Viersen vom Klimawandel betroffen und welche Maßnahmen zur Anpassung an die Veränderungen erforderlich sind.

Ziel ist es, die Belange der Klimafolgenanpassung systematisch und nachhaltig in Entscheidungs- und Umsetzungsprozesse der Stadt zu integrieren. Daher sind vielfältige Kompetenzen und eine fachbereichsübergreifende Zusammenarbeit entscheidend. Die planerischen und baulichen Fachbereiche sind ebenso gefragt wie der Sozialbereich, die zentrale Verwaltung, die Feuerwehr und das Gebäudemanagement.

Die Anpassung an die Folgen des Klimawandels muss jedoch als Gemeinschaftsaufgabe verstanden werden, die nicht allein durch die öffentliche Verwaltung gestemmt werden kann. Die gesamte Stadtgesellschaft ist aufgerufen in der Klimafolgenanpassung auch mit privaten Maßnahmen etwa in der Gebäudebegrünung aktiv zu werden.

Die Analysen des Klimafolgenanpassungskonzeptes zeigen deutlich, dass ein besonderer Fokus der Anpassungsmaßnahmen auf die drei Stadtkernbereiche Viersens gerichtet werden sollte. Aufgrund der hohen Versieglungsgrade, dichter Bebauung und geringem Grünflächenanteil sind diese besonders anfällig gegenüber Hitze und Starkregenereignissen. Darüber hinaus findet sich genau dort eine besonders hohe Dichte vulnerabler Personengruppen und sozialer Einrichtungen.

Ein identifizierter Fokusraum ist die nördliche Innenstadt des Stadtteils Alt-Viersen. Sie weist einen besonders starken Hitzeinseleffekt auf, gleichzeitig schlummert hier mit dem Dorfer Bach, der Keimzelle von Alt-Viersen, ein ungenutztes Potential. Heute als Teil der Mischwasserkanalisation geführt, wird der ursprüngliche Bachverlauf bei Starkregenereignissen wieder an der Oberfläche sichtbar und besitzt ein Gefährdungspotenzial für den Straßenraum und die angrenzenden Gebäude. Eine (Teil-)Offenlegung als blau-grüne Infrastruktur könnte zu einer klimaangepassten Stadtentwicklung beitragen.

Den Möglichkeiten einer solchen Umgestaltung und ihrem Nutzen für die Klimaanpassung widmeten sich im Wintersemester 2023/24 Studierende des Instituts für Landschaftsarchitektur an der RWTH Aachen University in enger Zusammenarbeit mit der Stadt Viersen. Die beiden hier vorgestellten Masterarbeiten auf der Basis des Klimafolgenanpassungskonzeptes sind das Ergebnis dieser Kooperation und beschäftigen sich mit kritischen Themen in der nördlichen Viersener Innenstadt: der Überflutungsgefahr bei Starkregen und der urbanen Hitze.

Vom Risiko zum Identitätsträger: der Dorfer Bach

Ähnlich wie in vielen anderen Städten gründet sich die Genese der Stadt Viersen an der Wasserführung des Dorfer Baches, der als "Fluss Viers" auch Namensgeber der Stadt war. Der Bach entspringt im Quellteich an der Kaisermühle und trieb historisch bis zu sechs Mühlen an, von denen heute nur die Kaisermühle erhalten ist. Bereits auf der Tranchotkarte von 1805/06 ist zu erkennen, dass der Bach größtenteils eingedolt wurde und von der Oberfläche verschwunden ist.

Der natürliche Verlauf des Dorfer Baches wurde durch einen Mischkanal ersetzt, der sowohl das Quellwasser aus dem Mühlenteich, das Schmutzwasser der angrenzenden Haushalte sowie Regen- und Oberflächenwasser aufnimmt und über die Kläranlage in die Niers führt. Das Kanalsystem kann jedoch die prognostizierten Starkregenereignisse in der dicht bebauten Innenstadt nicht aufnehmen. Dies führt unter Umständen zu Überstauhöhen von bis zu zwei Metern und hohen Fließgeschwindigkeiten von >2m/s, aus denen auch Gefährdungen für Personen und für die umliegenden Strukturen resultieren können (Hydrotec 2025).

Wie kann eine Reintegration des Baches als offenes Gewässer in den Stadtraum diese Risiken reduzieren, ein Stück der historischen Identität Viersens zurückgewinnen und das Lebensumfeld in der Innenstadt verbessern? Diese Frage will eine Masterarbeit im Studiengang Transforming City Regions beantworten.

Im urbanen Raum wird Wasser aus Starkregen als Risiko eingeschätzt. Gleichzeitig birgt es jedoch enormes Potenzial als Ressource der Stadtgestaltung. Die Renaturierung urbaner Fließgewässer kann dabei ökologische, klimatische und gesellschaftliche Vorteile vereinen.

Renaturierung kann in der Innenstadt immer nur eine Annäherung an natürlichere Gewässerzustände bedeuten. Ein offenes Bachgerinne soll die Aufnahmefähigkeit des Gewässers bei Starkregen erhöhen und das Überflutungsrisiko verringern. Als zusätzlicher Nutzen verbessert die Renaturierung urbaner Fließgewässer das Mikroklima, erhöht die Biodiversität und trägt zur Schadstoffregulierung bei. Zudem fördert sie die menschliche Gesundheit durch gesteigerte Erholungs- und Tourismuswerte sowie durch die Unterstützung sozialer Interaktionen (World Bank 2021:74f).

Die Umsetzbarkeit der Renaturierung eines Fließgewässers ist dimensioniert über den verfügbaren Stadtraum sowie über die aufzunehmende Wassermenge, welche durch den Regenwasserabfluss Qmittel und den ständigen Trockenwetterabfluss der Quelle bestimmt wird. Zur Bemessung der Tiefe und Breite eines neuen Bachbetts wurde diese Wassermenge des Einzugsgebietes des Dorfer Bachs mithilfe eines Oberflächenabflussmodells im Geographischen Informationssystem QGIS ermittelt, das in Abbildung 3 gezeigt ist.

Die Daten des Modells bilden die Grundlage des Leitbilds und Entwurfes "Blaupause Viersen" als Vorbild einer innerstädtischen Fließgewässerrenaturierung. Diese überführen die quantitative Bemessung eines offenen Fließgewässers in die qualitätvolle Gestaltung der Räume entlang des Baches und vereinen die Ansprüche an die Bewältigung der Klimarisiken mit einer Steigerung der stadträumlichen Qualität. Die Menschen in der nördlichen Innenstadt sollen nicht nur sicher sein vor den neuen Naturgefahren des Klimawandels, sondern dank der innerstädtischen Renaturierung, die in Abbildung 4 dargestellt ist, auch ihre Freizeit in der Stadt genießen und deren historisches Herz wiederentdecken können.

Blau und Grün für eine kühlere Stadt

Die Vorschläge für eine innerstädtische Renaturierung des Dorfer Baches nimmt eine zweite Masterarbeit im Studiengang Stadtplanung auf und führt sie mit Maßnahmen für die Hitzeanpassung zusammen. Dabei helfen mikroklimatische Modellierungen zur Optimierung der Anpassungsszenarien.

Durch den Klimawandel werden Sommertage, an denen die Höchsttemperatur über 25 Grad Celsius liegt, in Zukunft häufiger auftreten (Umweltbundesamt, o.J). Bereits heute finden sich bei hohen allgemeinen Temperaturen "Hitzehotspots" in der Innenstadt von Viersen, wie die "Analysekarte Hitze" in Abbildung 5 zeigt. Die Hotspots belasten besonders die Gesundheit vulnerabler Gruppen: Eine überdurchschnittliche Bevölkerungsdichte von mehr als 75 Einwohnern pro Hektar kennzeichnet viele Blöcke in der Viersener Innenstadt. Zudem ist hier ein hoher Anteil von Kleinkindern unter drei Jahren sowie älterer Menschen über 65 Jahren zu verzeichnen.

Um die Verteilung der Hotspots an einem beispielhaften heißen Sommertag in der Innenstadt detailliert zu identifizieren und deren Einfluss auf das thermische Komfortempfinden der Menschen zu quantifizieren, wurde eine Mikroklimasimulation mit dem Programm ENVI-met durchgeführt, wie in Abbildung 5 gezeigt. Im Gegensatz zu statistischen Simulationen aus den Grundlagen für das Klimaanpassungskonzept erfordert ENVI-met die Erstellung eines digitalen Modells der Viersener Innenstadt, das detaillierte, georeferenzierte Informationen über die gebaute Struktur, Bodenbedeckung, Vegetationstypen sowie reale meteorologische Daten umfasst.

Die Mikroklimasimulation basiert auf der Interaktion zwischen den verschiedenen Komponenten der bebauten Stadtstruktur und erlaubt die Bewertung ihres Einflusses auf das menschliche thermische Komfortempfinden durch die Bestimmung der physiologisch äquivalenten Temperatur (PET). Die PET-Berechnung berücksichtigt Faktoren wie Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit, Windgeschwindigkeit, Strahlungstemperatur sowie die individuellen Aspekte der menschlichen Physiologie, beispielsweise Kleidung und Aktivitätslevel. So lässt sich das wahrgenommene thermische Komfortempfinden der Menschen quantifizieren (Höppe, 1999).

Die Simulationsergebnisse in Abbildung 5 weisen signifikant höhere thermische Belastungen in Bereichen mit einem hohen Versiegelungsgrad aus. Die kühlende Wirkung von Baumschatten ist in Clustern mit deutlich niedrigeren Temperaturen erkennbar. Allerdings sind diese Grünflächen im Vergleich zu den großen versiegelten Flächen eher klein und können nur eine sehr lokal begrenzte Wirkung entfalten. Bereiche mit erhöhten Temperaturen und Hitzebelastungen überwiegen.

Als Antwort auf die in der Modellierung identifizierten besonderen Hitzeinseln schlägt der "Masterplan Stadt kühlen" in Abbildung 6 verschiedene blau-grüne Strategien vor, um mit der Schaffung qualitativ hochwertiger Freiräume effektiv zur Reduzierung der urbanen Hitze beizutragen. Diese umfassen die Beeinflussung der Wechselwirkung zwischen Strahlung und Strahlungswärme, Evapotranspiration und Luftfeuchtigkeit. Gründächer, hoch reflektierende Dächer, die Reduzierung von versiegelten Flächen, deren Ersatz durch natürliche Grünflächen oder wasserdurchlässige Pflasteralternativen sowie die Erhöhung des Vegetationsanteils spielen hierbei eine wichtige Rolle. Diese Ansätze reduzieren die Wärmeabsorption und erhöhen die Reflektivität. Darüber hinaus trägt die Erhöhung der durchlässigen Oberflächen sowohl zur Wärmereduzierung als auch zum Regenwassermanagement bei.

Ein weiterer wichtiger Ansatz zur Verbesserung des thermischen Komforts ist die Beschattung. Architektonische Strukturen und eine erhöhte Überschirmung durch Bäume helfen, die Sonneneinstrahlung zu blockieren und tragen durch Evapotranspiration zur Abkühlung bei. Ein besonderes Potenzial des Ortes bietet die Kombination von grünen und blauen Maßnahmen in einer Offenlegung des Dorfer Baches und Versickerungsflächen in der Innenstadt.

Die Aufenthaltsqualität, einschließlich der Möglichkeit zum Sitzen und Erholen, ist entscheidend für die Verbesserung des thermischen Komforts der Stadtbewohner. Die PET sinkt mit abnehmender Aktivität; Sitzen oder Ausruhen erzeugt weniger Körperwärme als Stehen oder Bewegen, wodurch sich die Menschen kühler und behaglicher fühlen (Fanger, 1970). Als Gegenpol zu den identifizierten Hotspots sieht der Masterplan drei Hauptbereiche mit Aufenthaltsqualität als "Cool Spots" vor. Hier werden die verschiedenen Strategien zur thermischen Behaglichkeit für einen angenehmen Aufenthalt an heißen Sommertagen kombiniert. Die Ergebnisse in Abbildung 7 zeigen deutliche Verbesserungen in den Cool Spots im Vergleich zu den anderen Bereichen.

Schaffung von "cool Spots": Integration von Erkenntnissen und Gestaltungsprinzipien

Um die Wirksamkeit der grün-blauen Maßnahmen zur Hitzereduktion nicht nur in für Laien schwer zu lesenden Modellierungskarten darzustellen, wurden Maßnahmen und erreichbare PET-Absenkungen in Perspektivzeichnungen von wichtigen Straßen und Plätzen der nördlichen Innenstadt überführt. Diese machen im Bild die neue Gestaltung und deren Vorteile sichtbar. Die Abbildungen 8 und 9 zeigen exemplarisch zwei Situationen, die durch die Kombination von Maßnahmen zu Cool Spots werden.

Die Darstellung für die Goetersstraße in Abbildung 10 zeigt auch einen Bereich, in dem der Dorfer Bach offengelegt werden kann. Auch hier ist eine PET-Absenkung erreichbar, durch das Fehlen von Schatten spendenden Strukturen in der konkreten Situation fällt diese jedoch geringer aus. Die Möglichkeit zur direkten Interaktion mit dem Wasser kann jedoch einen zusätzlichen, in der Simulation nicht erfassbaren Effekt des Wohlbefindens hinzufügen.

Wie umsetzen? Zusammenarbeit öffentlicher und privater Akteure notwendig

Klimarisiken betreffen zahlreiche Themen- und Aufgabenbereiche. Die Anpassung an die Folgen des Klimawandels stellt damit ein Querschnittsthema dar. Um die Stadt langfristig anzupassen und das Ausmaß der potenziellen Schäden möglichst gering zu halten, müssen Maßnahmen zur Anpassung an den Klimawandel auf dem gesamten Viersener Stadtgebiet umgesetzt werden.

Der öffentliche Sektor verfügt über Flächen, die einen erheblichen Nutzen für die Allgemeinheit haben können. Die hier dargestellten Mikroklimasimulationen können helfen, evidenzbasierte Entscheidungen bei der Planung und Gestaltung öffentlicher Räume zu treffen. Allerdings befinden sich nur rund 15 Prozent der Flächen im städtischen Besitz. Die Klimawandelanpassung kann daher nur gemeinsam mit der Stadtgesellschaft gelingen.

Aus diesem Grund zielen auch zwei der insgesamt neun Leitlinien, die als Bestandteil des Klimaanpassungskonzeptes erarbeitet wurden, auf die Klimaanpassung als Gemeinschaftsaufgabe ab. Die hierfür notwendige Eigenvorsorge privater Akteure soll durch Information, Bildung und Beratung gefördert werden.

Auch hier trägt die Modellierung und Visualisierung in den Masterarbeiten etwas bei. Abbildung 11 zeigt, um wie viel höher der Abkühlungseffekt ausfällt, wenn öffentliche und private Maßnahmen kombiniert werden. Wenn private Akteure erkennen, wie ihr Engagement zur Reduzierung der Hitzebelastung in der Stadt beitragen kann, erhöht dies ihre Bereitschaft, sich zu beteiligen.

Eine Beteiligung aller ist entscheidend für den Erfolg von Klimaanpassungsmaßnahmen. Sie stellt sicher, dass die Verantwortung zwischen öffentlichen und privaten Akteuren geteilt wird und kollektive Ressourcen und Wissen genutzt werden. Eine Zusammenarbeit beider Sektoren, um die komplexen Herausforderungen des Klimawandels zu bewältigen, kann zu innovativen Lösungen und einer widerstandsfähigeren urbanen Umwelt führen.

Klimaangepasste Zukünfte entwerfen und modellieren

Neben der Bedeutung der Zusammenarbeit öffentlicher und privater Akteure zeigen die hier dargestellten Arbeiten der Stadt und der Studierenden noch weitere Ebenen der Gewinne durch Kooperation. Die Studierenden profitieren durch die Auseinandersetzung mit einer Planungsaufgabe, zu der viele Kommunen aktuell ihren Zugang suchen. Durch die vertiefte Auseinandersetzung mit dem Kontext und die Einarbeitung in lokale Belastungs- und Gefährdungssituationen fügen sie den allgemeinen Strategien des Klimaanpassungskonzeptes räumlich konkrete Lösungsansätze hinzu. Besonders hervorzuheben ist, dass vorgeschlagene Lösungen durch die Zusammenführung der Handlungsmodi von Entwerfen und Modellieren auch durch Evidenz abgesichert werden können. Hier lässt sich eine neue Bereitschaft von Studierenden erkennen, interdisziplinärer zu arbeiten: In einem Fall wurde das Grundwissen zu Gewässermodellierung aus dem Bachelor in Geografie um das Entwurfswissen aus dem Master Transforming City Regions ergänzt, um von der Situationsbeschreibung zu lokal angepassten Lösungen zu kommen. Im anderen Fall wurde der entwerferische Ansatz der Architektin und Stadtplanerin durch mehrere Mikroklima-Modellierungsschritte abgesichert und optimiert.

Diese Fähigkeiten, unterschiedliche Ansätze zur Generierung von Wissen und Lösungen zu kombinieren, werden auch in der Praxis der Klimawandelanpassung dringend benötigt. Die visuell verständliche und transparent aufbereitete Darstellung von Handlungsoptionen und ihren Auswirkungen ist dabei eine wichtige Fähigkeit, um für Klimaanpassung in der Stadtgesellschaft Unterstützung zu finden.

Literatur und Quellen

Höppe, P. (1999): The physiological equivalent temperature - A universal index for the biometeorological assessment of the thermal environment. International Journal of Biometeorology, 43(2), 71–75. https://doi.org/10.1007/s004840050118

Fanger, P. O. (1970): Thermal Comfort Analysis and Applications in Environmental Engineering.

Hydrotec GmbH (2023): Online-Mitmach-Karte zur Unterstützung bei der Anpassung an den Klimawandel im Kreis Viersen. Abgerufen am 15.02.2025 von https://t1p.de/5d5ui

Umweltbundesamt (o. J.): Trends der Lufttemperatur: Steigende Durchschnittstemperaturen weltweit. Abgerufen am 29.11.2024 von https://t1p.de/8kini Bank (2021): A Catalogue of Nature-based Solutions for Urban Resilience. Washington, D.C.