Überflutungs- und Trockenheitsvorsorge als Stadtgestaltung

Die Mehrheit urbaner Agglomerationen weltweit befindet sich in überflutungsgefährdeten Gebieten. Das Überflutungsrisiko ist bedingt durch den Zusammenhang zwischen der Überflutungswahrscheinlichkeit und den Auswirkungen von Überflutungen (BWK 2013, DWA 2013). Historisch wurden schädliche Auswirkungen von Überflutungen durch daran angepasste Siedlungsweisen und Landnutzungen vermieden. Durch zunehmende technische Möglichkeiten und den Glauben an die Beherrschbarkeit von Natur veränderte sich der Umgang mit Überflutungsrisiken: Der Wasserabfluss erfolgt beschleunigt durch die unterirdische Kanalisation und die Überflutungswahrscheinlichkeit wird durch den Bau von Pumpwerken und Deichen bei gleichzeitiger Anhäufung von Werften in den Überschwemmungsgebieten reduziert. Dies hat eine Entkopplung der urbanen Flächennutzungen von den räumlichen Eigenschaften der Wassereinzugsgebiete und der Gestaltung von Stadträumen von den wasserbedingten Prozessen zur Folge und führte zu einem Verlust von sichtbaren Gewässern in der Stadt, zu absinkenden Grundwasserständen und zum Austrocknen einer Vielzahl von Gewässern im urbanen Raum.

Herausforderungen durch Hitzewellen und Starkregen

Zunehmende Hitzewellen und Trockenperioden stellen Städte zudem vor neue Herausforderungen: Einige Regionen Deutschlands werden sich im Zuge der Klimaerwärmung von Wasserdargebots- in Zehrregionen wandeln und in den dicht bebauten Städten verstärkt sich dieser Effekt durch das spezifische urbane Mikroklima. Durch Oberflächenversiegelung, Wasserableitung und geringe Vegetationsflächen ist die Evapotranspirationsrate in der Stadt erheblich herabgesetzt, das heißt, die Effekte der Verdunstungskühlung durch Wasser und Pflanzen sind für die Abkühlung der Stadt nicht ausreichend. Dadurch wird die Belastung insbesondere für den wachsenden Anteil älterer Menschen drastisch steigen - und damit auch das Risiko von Todesfällen. Aber nicht nur die zunehmenden Hitzewellen im Sommer, sondern auch häufiger auftretende Hochwasser- und Starkregenereignisse und die damit einhergehenden Überflutungsgefahren bringen Handlungsnotwendigkeiten für die Städte mit sich. Erst in jüngster Zeit wurde festgestellt, dass die technische Beherrschbarkeit des Elements Wasser vielerorts überschätzt wurde.

Durch die Veröffentlichung von Hochwassergefahren- und Hochwasserrisikokarten treten die von den Gewässern ausgehenden Überflutungsgefahren zunehmend in das Bewusstsein der Öffentlichkeit. Anders als bei den Überflutungsgebieten entlang von Gewässern sind die durch extreme Regen potenziell gefährdeten urbanen Bereiche für die Betroffenen oft nicht ohne Weiteres im Vorfeld identifizierbar. Hier ist die unterirdische und daher in den Köpfen der Bevölkerung nicht präsente Kanalisation den unberechenbarer und extremer werdenden Niederschlägen vielerorts nicht mehr gewachsen. Urbane Sturzfluten und Überflutungen aus den überlasteten Kanalnetzen suchen sich ihren Weg auf der Oberfläche und überschwemmen unkontrolliert städtische Räume. Betroffene fordern häufig eine Ertüchtigung der vorhandenen Entwässerungssysteme, jedoch ist klar: Das Problem lässt sich aufgrund von zu hohen Kosten und angesichts der großen Unsicherheit nicht ausschließlich durch Investitionen in die unterirdischen Leitungsnetze und Infrastruktursysteme lösen.

Notwendigkeit einer wassersensiblen Stadtgestaltung

Stadtentwässerung und Stadtplanung sind deshalb gemeinsam gefordert, das Wasser als strukturell-formgebende Kraft anzuerkennen und Maßnahmen zur Minderung der Überflutungswahrscheinlichkeit und den Auswirkungen von Überflutungen als auch der Trockenheitsvorsorge in ein neues Gleichgewicht zu bringen. Während es bei der Überflutungsvorsorge um zu viel Wasser geht, bedeutet Trockenheitsvorsorge einen Wassermangel. Die Verfügbarkeit von Wasser durch Grundwasseranreicherung sowie Sammeln und Wiederverwenden stehen hier im Vordergrund. Die Überflutungsvorsorge beinhaltet Konzepte für den Normalfall und für den Überlastfall: Das Wasser muss zurückgehalten oder über Entlastungsräume gespeichert und sicher abgeleitet werden. Die Wasserprozesse stellen ein spannendes Ereignis dar, können als Motor einer sich verändernden urbanen Landschaft genutzt werden und Nutzungen einbeziehen, statt auszuschließen. In diesem Sinne rücken Gestaltungsansätze in den Fokus, die nicht gegen, sondern mit den dynamischen Wasserprozessen im Stadtraum arbeiten.

Klimaanpassungsstrategien zur Überflutungs- und Trockenheitsvorsorge sind somit eine besondere Herausforderung für die Stadtentwicklung der kommenden Jahre. Neben technischen Fragestellungen berührt ein wassersensibler Stadtumbau weitere Handlungsebenen: "Sensibilisieren" meint eine Vermittlung entsprechender Ansätze an die Stadtöffentlichkeit und das Erkennen der Gefahren. Aufgrund der Flächenknappheit in den meisten Städten ist eine "mehrdimensionale Flächennutzung" unabdingbar, denn für funktionsgebundene Räume ist kein Platz. Projekte der wassersensiblen Stadtentwicklung sollten zu einem "städtebaulichen Mehrwert" führen und einen Beitrag zur Verbesserung des "Klimakomforts" leisten. Um neue Möglichkeiten der mehrdimensionalen Flächennutzung als auch der Integration der wasserwirtschaftlichen Anlagen in Stadträume zu ermöglichen, sind neue Formen der Kooperation unterschiedlicher Akteure, neue Prozesse und Verfahren notwendig, die nicht nur der Eigenlogik einer fachspezifischen Planung entspringen, (siehe auch Hauber/Brückmann, S. 11ff.).

Gestaltungsfeld Überflutungsvorsorge - Normalfall

Traditionell ist die Gestaltung des städtischen Raumes darauf ausgelegt, das Regenwasser so schnell wie möglich durch ein engmaschiges System von Einläufen in die unterirdische Regen- oder Mischwasserkanalisation zu leiten und den Gewässern zuzuführen (Ableitungsprinzip). Seit Jahren hat ein Paradigmenwechsel hin zu einer dezentralen Regenwasserbewirtschaftung eingesetzt (Retentionsprinzip). Mit dem Ziel der Überflutungsvorsorge sowie der Senkung von Kosten für den Bau unterirdischer Systeme werden unterschiedliche freiraumrelevante Verfahren angewendet, um einen möglichst naturnahen Wasserhaushalt herzustellen und den Regenabfluss zu mindern: die Förderung der Verdunstung und Versickerung des Regenwassers auf der Oberfläche, die Zwischenspeicherung und -rückhaltung sowie gedrosselte Ableitung und verzögerte Übergabe in die Gewässer (Hoyer et al 2011). Eine gesplittete Niederschlags- und Schmutzwassergebühr schafft finanzielle Anreize zur Entsiegelung, zur Regenwassernutzung und zur Regenwasserversickerung vor Ort. Dabei ist die Mitbenutzung und Gestaltung von Flächen einer anderen Hauptnutzung zentrales Element, um ein nachhaltiges Wassermanagement zu gewährleisten.

In diesem Sinne wurde in den letzten Jahrzehnten eine Vielzahl von wasserwirtschaftlich-städtebaulichen Pilotprojekten umgesetzt, die neue technische Lösungen demonstrieren und gleichzeitig das Gestaltungspotenzial einer oberirdischen Organisation des Regenwassers als Bestandteil eines multifunktionalen, attraktiven Freiraumsystems aufzeigen (vgl. Longdong und Nagel 1999; Dreiseitl und Grau 2006; Geiger und Dreiseitl 2009). Dabei wird zunehmend deutlicher, dass der Raumbezug der dezentralen Regenwasserbewirtschaftung als Teil der Grundstücksentwässerung auf einem kleinräumigen "Parzellenprinzip" basiert (Beneke 2003). Im Zusammenhang mit der Überflutungsvorsorge ist jedoch eine grundlegendere, gesamtraumbezogene Planung und Gestaltung der Fließwege des Wassers notwendig (ebd.). Das bedeutet, dass Wasserwirtschaftler, Stadt- und Freiraumplaner bereits in der konzeptionellen Ideenfindungsphase eng zusammenarbeiten müssen, um die verschiedenen Systemkomponenten in ihrem integrierten funktionalen und räumlichen Zusammenhang zu betrachten und sinnvoll in das übergeordnete Wassersystem zu integrieren. Nur so kann mithilfe von Wassermanagement ein multifunktionales, attraktives Freiraumsystem gestaltet werden.

Gestaltungsfeld Überflutungsvorsorge - Extremfall

Starkregenereignisse führen häufig zu einer Überlastung der unterirdischen Kanalnetze. Es kommt zu unkontrolliert oberirdisch abfließendem Niederschlagswasser, welches entweder nicht mehr in die bereits ausgelastete Kanalisation abfließen kann oder an überlasteten Stellen wieder austritt. Die Disziplinen der Stadtplanung und Wasserwirtschaft stehen deshalb vor der gemeinsamen Aufgabe einer Neuorganisation der urbanen Fließräume im Sinne einer langfristig anzulegenden Erweiterung des bestehenden Gewässersystems und Kanalnetzes. Hier muss das Zusammenspiel zwischen unterirdischen Maßnahmen, wie der Verbesserung der hydraulischen Leistungsfähigkeit und besseren Steuerbarkeit des Kanalnetzes, mit oberirdischen Maßnahmen, wie Oberflächenabfluss und Retentionsflächen, optimiert werden und kann so eine multifunktionale Gestaltung von Stadträumen ermöglichen. Maßnahmen im Bereich der Überflutungsvorsorge können also sowohl unterirdisch, oberirdisch als auch miteinander gekoppelt implementiert werden.

Auch in diesem Handlungsfeld ist eine gemeinsame Strategieentwicklung und intensive Kommunikation zwischen den Entwässerungsfachleuten und Stadt- und Freiraumplanern gefordert, um die Mitbenutzung urbaner Räume für technische Maßnahmen der Überflutungsvorsorge zu konzipieren. Wenn es nicht möglich ist, die bei Starkregen oberirdisch abfließenden Niederschlagsmengen an Ort und Stelle gefahrenlos abzuleiten, müssen Notwasserräume und Notwasserwege identifiziert werden, in die das Wasser kontrolliert ab- und umgeleitet werden kann und sie gezielt temporär flutet. Dafür eignen sich ganz unterschiedliche urbane Räume wie Straßen, Plätze, Parkplätze und Parks, die als Mitbenutzungsfläche für das Überflutungsmanagement umgestaltet werden (Benden 2015).

Entsprechende Konzepte sind im Vergleich zu der oben beschriebenen dezentralen Regenwasserbewirtschaftung noch immer Neuland, bergen jedoch große Potenziale in sich. Es geht insbesondere darum, Investitionen, die notwendig sind, um Schaden abzuwenden, gleichzeitig zu nutzen, um unsere Städte grüner, wasserreicher und lebenswerter zu machen. Die Notwendigkeit von realisierbaren und kostengünstigen Lösungen für die Überflutungsprobleme bei Starkregenereignissen bietet also eine strategische Chance, die oberirdischen Fließwege des Wassers und das geomorphologische Gefüge der Landschaft wieder zu einem grundlegenden Ordnungsfaktor der Stadtlandschaft zu erheben.

Gestaltungsfeld Trockenheitsvorsorge

Um die Gefahr des Aufheizens der Städte bei Hitzeperioden zu vermindern und urbane Räume zu kühlen, kommt dem Wassermanagement eine immer größere Bedeutung zu. Ziel muss sein, die Stadt wie einen Schwamm zu gestalten, der das in niederschlagsreichen Perioden anfallende Wasser so lange speichert, dass es in Trockenzeiten für die Kühlung zur Verfügung steht. Ein solcher Kühleffekt entsteht vor allem durch Verdunstungskälte, die durch wassergesättigte Grünflächen und Sumpfgebiete erzeugt werden kann. Da hier die Verdunstung über den Boden und über die Pflanze erfolgt, bewirken diese sogar mehr Verdunstungskälte als offene Wasserflächen, die sich tagsüber stärker aufheizen und die Wärme nachts wieder abgeben.

Bei der Trockenheitsvorsorge geht es daher vor allem um Maßnahmen der Flächenentsiegelung, Freiraum-, Dach-, und Fassadenbegrünung. Wichtig ist jedoch, dass diese Maßnahmen mit einer Bewässerung der Vegetation mit gespeichertem Regenwasser und nicht mit Trinkwasser erfolgt - ein großes Manko vieler bereits bestehender Bewässerungssysteme. Es bedarf also einer Anreicherung und Speicherung des Grundwassers sowie der Anlage von Stauseen, Speicherbecken und unterirdischen Zisternen und Stauräumen. Auch hier gilt es, die ingenieurtechnischen Herausforderungen mit einem baukulturellen Mehrwert zu verknüpfen - so wie viele historische Wasserspeicher als prachtvolle Bauten gestaltet wurden, die gleichzeitig der Bevölkerung an Hitzetagen eine Möglichkeit zum Abkühlen bieten.

Ausblick

Überflutungs- und Trockenheitsvorsorge als Stadtgestaltung bedeutet, dass Architekten, Stadtplaner und Landschaftsarchitekten sich nicht nur mit Wasser als Gestaltungselement, sondern auch mit den technischen Aspekten seiner Speicherung, Versickerung, Verdunstung und Ableitung vertraut machen müssen. Und, dass Wasserbauingenieure nicht nur das effiziente Funktionieren technischer Systeme im Blick haben, sondern diese auch in ihrem kulturellen, sozialen, ästhetischen und ökologischen Kontext betrachten müssen. Eine grundlegende und notwendige Herangehensweise ist zudem, das Wasser und das geomorphologische Gefüge der Landschaft wieder als strukturell-formgebende Kraft anzuerkennen.

Die hier vorgestellten Gestaltungsfelder zeigen, dass ein neuer Umgang mit dem Wassermanagement den Ausgangspunkt eines die Wasserinfrastruktur integrierenden Systems öffentlicher urbaner Freiräume darstellen kann. Kreative Entwurfsideen zur Steigerung der Leistungs- und Anpassungsfähigkeit der Wasserinfrastruktur durch eine gezielte Nutzung selbstorganisierter Naturprozesse kombiniert mit einer attraktiven, nutzungsorientierten Gestaltung, bieten kostengünstige und multifunktionale Lösungen - und stellen den Ausgangspunkt für neue Formen der disziplinen- und ressortübergreifenden Zusammenarbeit dar.

Literatur

Bundesinstitut für Bau,- Stadt- und Raumforschung (BBSR) (Hrsg.): Fallstudiengestützte Expertise "Klimaanpassungsstrategien zur Überflutungsvorsorge verschiedener Siedlungstypen", 2015

http://www.bbsr.bund.de/BBSR/DE/FP/ExWoSt/Studien/2012/Ueberflutung/01_Start.html?nn=430832%C2%ACFirst=true&docId=430410www.bbsr.bund.de/BBSR/DE/FP/ExWoSt/Studien/2012/Ueberflutung/01_Start.html, Zugriff am 21.04.2015.

Benden, J.: Multifunktionale Flächennutzung als Beitrag zur urbanen Starkregenvorsorge, in: KA-Korrespondenz Abwasser, Abfall, Nr. 2, Februar 2015, 130-137, Verlag GFA, Hennef.

Beneke, G.: Regenwasser in Stadt und Landschaft. Vom Stück-Werk zur Raumentwicklung. Plädoyer für eine Umorientierung. Beiträge zur räumlichen Planung 70. Hannover: Institut für Freiraumentwicklung und Planungsbezogene Soziologie, Universität Hannover, 2003.

BWK (Hrsg.): Starkregen und urbane Sturzfluten - Praxisleitfaden zur Überflutungsvorsorge, BWK-Fachinformation 1/2013, Sindelfingen. Fraunhofer IRB Verlag Stuttgart, 2013.

Dreiseitl, H., Grau, D. (Hrsg.): Wasserlandschaften. Planen, Bauen und Gestalten mit Wasser, Basel: Birkhäuser, 2006.

DWA (Hrsg.): Starkregen und urbane Sturzfluten - Praxisleitfaden zur Überflutungsvorsorge, DWA Themen T1/2013, Hennef, 2013.

Geiger, W.; Dreiseitl, H.: Neue Wege für das Regenwasser: Handbuch zum Rückhalt und zur Versickerung von Regenwasser in Baugebieten, Oldenbourg Industrieverlag GmbH, München, 2009, 3. Auflage.

Hoyer, J., Dickhaut, W., Kronawitter, L., Weber, B.: Water sensitive urban design. Principles and Inspiration for Sustainable Stormwater Management in the City of the future, Jovis, Hamburg, 2011.

Longdong, D.; Nothnagel, A.: Bauen mit Regenwasser: Aus der Praxis von Projekten, Oldenbourg Wissenschaftsverlag, München, 1999.

Stokman, A.; Deister, L.; Dieterle, J.: Internationale Ansätze und Referenzprojekte zu Klimaanpassungsstrategien der Überflutungs- und Trockenheitsvorsorge verschiedener Siedlungstypen im Klimawandel, 2014. http://http://www.bgmr.de/downloads/Expertise_Internationale-Beispiele_BBSR_Ueberflutungsvorsorge.pdfwww.bgmr.de/downloads/Expertise_Internationale-Beispiele_BBSR_Ueberflutungsvorsorge.pdf. Zugriff am 21.04.2015.