Das Projekt "Untersuchung zum quantitativen Abfluss- und Versickerungsverhalten wasserdurchlässiger Flächenbeläg" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt. Die zunehmende Bedeutung wasserdurchlässiger Flächenbeläge in der Siedlungsplanung war in den letzten 10 - 15 Jahren Anlass für einzelne, jedoch isoliert vollzogene messtechnische Untersuchungen zum Abfluss- und Versickerungsverhalten derartiger Befestigungssysteme. Die verschiedenen Untersuchungsergebnisse sind nur bedingt miteinander vergleichbar, da die Messungen unter unterschiedlichen Randbedingungen durchgeführt, nach unterschiedlichen Gesichtspunkten ausgewertet und/oder unterschiedliche Flächenarten und Materialien betrachtet wurden. De facto weisen die Untersuchungsergebnisse jedoch z.T. erhebliche Diskrepanzen untereinander als auch zu den ohnehin inkonsistenten Angaben der verschiedenen technischen Regelwerke auf (Abflussbeiwerte, Versickerungsleistungen). Darüber hinaus wurden die Untersuchungen vorwiegend an Flächenbelägen im Neuzustand durchgeführt. Der sukzessive Eintrag von Feinpartikeln (Kolmation), der zu einer beträchtlichen Abnahme des Versickerungsvermögens mit zunehmender Standzeit führen kann, blieb i.d.R. unberücksichtigt. Forschungsziele: Um finanziell ausgewogene Planungskonzepte realisieren zu können, sind vor allem eindeutige, zuverlässige und möglichst exakte Bemessungsgrößen bzw. Bemessungsgrundlagen erforderlich. Die aktuellen technischen Richtlinien werden diesem Anspruch im Hinblick auf die wasserdurchlässigen Flächenbefestigungen nur in begrenztem Umfang gerecht. Hiervon betroffen sind insbesondere die einschlägigen Regelwerke der Kanalisationsdimensionierung, deren Angaben bezüglich der Abflussbeiwerte und der Modellparameter zur Abflusssimulation nicht ausreichend differenziert und nur sehr bedingt aufeinander abgestimmt sind. Die angegebenen Werte können zudem nicht durch die Ergebnisse bislang durchgeführter Einzeluntersuchungen bestätigt werden. Darüber hinaus fehlen bislang Modellansätze zur Niederschlagsabflusssimulation, die in der Lage sind, das Abfluss- und Versickerungsverhalten wasserdurchlässiger Flächen realitätsnah nachzubilden. Damit fehlt ein adäquates Hilfsmittel, um insbesondere nachhaltige Entwässerungsmaßnahmen und deren Auswirkungen zuverlässig berechnen und die Entwässerungsanlagen dimensionieren bzw. optimieren zu können. Mit dem Forschungsprojekt werden daher die folgenden Ziele verfolgt: - Gewinn vertiefter Kenntnisse zum Abfluss- und Versickerungsverhalten wasserdurchlässiger Flächenbeläge; Ableitung gesicherter Abflussbeiwerte für unterschiedliche Flächentypen, verschiedene Randbedingungen und unterschiedliche Anwendungsbereiche; - (Weiter-)Entwicklung von Modellansätzen zur urbanen Niederschlagsabflusssimulation; - Ausweisung flächenspezifischer Parameterwerte; - Schaffung zuverlässiger Planungsgrundlagen und verbesserter Berechnungsmethoden zur Dimensionierung, Bewertung und Optimierung von Entwässerungsanlagen; - Steigerung der Berechnungsgenauigkeit und der Wirtschaftlichkeit entwässerungstechnischer Planungen.
Das Projekt "Generierung von konsistenten Grundlagendaten zur Berechnung von Starkregenereignissen für eine Starkregengefahrenkartierung in Baden-Württemberg" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Geo- und Umweltnaturwissenschaften, Professur für Hydrologie durchgeführt. Starkregenereignisse verursachen in BW und anderen Bundesländern regelmäßig große lokale Schäden. Es muss damit gerechnet werden, dass der Klimawandel zu einer weiteren Zunahme solcher Ereignisse führt. Starkniederschläge sind gekennzeichnet durch eine geringe räumliche Ausdehnung und extrem kurze Vorwarnzeiten. Die Sturzfluten, die von solchen Niederschlägen ausgelöst werden können beschränken sich nicht auf Gewässerläufe oder gewässernahe Bereiche sondern können überall auftreten. Die für Baden-Württemberg entwickelten Hochwassergefahrenkarten können die Risiken die von solchen Ereignissen ausgehen nicht abbilden. Daher gibt es keine landesweiten Vorgaben oder Konventionen zu einer vergleichbaren Berechnung der Risiken durch Starkregenereignisse in Baden-Württemberg. An der Professur für Hydrologie in Freiburg wurde das Modell RoGeR entwickelt, das landesweit in räumlich hoher Auflösung (bis zu 1x1m2) die Abflussbildungsprozesse für beliebige Niederschlagsintensitäten und Vorfeuchtebedingungen quantifizieren kann. Dazu nutzt das Modell die mittlerweile sehr gute flächendeckende Datenlage in Baden-Württemberg, insbesondere digitales Geländemodell und Informationen des Wasser- und Boden Atlas (WaBoA) zu Boden, Versiegelungsgrad, Landnutzung und Hydrogeologie. Das Modell RoGeR wird in diesem Projekt dafür eingesetzt flächendeckend für Baden-Württemberg in einer Auflösung von 5x5m2 Abflussbeiwerte für gegebene Niederschlagsereignisse und Vorfeuchtebedingungen zu simulieren um eine landesweite Grundlage für die Abschätzung der Risiken durch Sturzfluten in Folge von Starkniederschlägen zu gewinnen. In der ersten Projekthase werden für extreme Niederschlagsereignisse mit Jährlichkeiten von 50, 100 und 1000 Jahren und einer Dauer von einer Stunde die Abflussprozesse und die daraus resultierenden Abflussbeiwerte ermittelt, die sich unter den gegebenen räumlichen Eigenschaften (Boden, Landnutzung ) und hoher Vorfeuchte (90% Feldkapazität) ergeben. In der zweiten Projektphase werden auch die empirischen Auftretenshäufigkeiten der Vorfeuchtebedingungen berücksichtigt. Für jede Kombination aus Vorfeuchte und Niederschlagseigenschaften (Dauer und Intensität) kann landesweit, räumlich verteilt, eine kombinierte Auftretenswahrscheinlichkeit ermittelt werden. Für alle Kombinationen aus Vorfeuchte und Niederschlagseigenschaften wird dann mit dem Modell RoGeR landesweit in einer Auflösung von 5x5m2 für die gegebenen Eigenschaften (Boden, Landnutzung ) die Abflussreaktion ermittelt. Über die kombinierte Häufigkeit aus Niederschlag und Vorfeuchte kann jeder Abflussreaktion eine Jährlichkeit zugewiesen werden. Im Ergebnis gibt es dann für jede 5x5m2 Fläche in Baden Württemberg einen Satz unterschiedlicher Abflusshöhen gleicher Jährlichkeit und eine Satz unterschiedlicher Jährlichkeiten gleicher Abflusshöhen. Daraus kann der maximale Abfluss einer gegebenen Jährlichkeit oder die minimale Jährlichkeit eines gegebenen Abflusses als Planungsgrundlage ermittelt werden.