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Starkregen- und Überflutungsgefahren 2025

Die zwei Kartenthemen bestehen jeweils aus mehreren thematisch und räumlich unterschiedlichen Ebenen. Die Ebenen sind teilweise voneinander unabhängig aussagekräftig. Die Starkregenhinweiskarte basiert maßgeblich auf folgenden Produkten: Hinweiskarte Starkregen des Bundesamts für Kartographie und Geodäsie topografische Senkenanalyse der BWB, starkregenbedingte Feuerwehreinsätze der Berliner Feuerwehr für das Land Berlin. Die Hinweiskarte Starkregen wurde vom Bundesamt für Kartographie und Geodäsie (BKG) in Zusammenarbeit mit den Ländern für die gesamte Fläche Nord- und Ostdeutschlands (11 Bundesländer) im Zeitraum 2023/2025 erarbeitet. Für Berlin-Brandenburg wurde dies in einem Los durchgeführt. Die Karte zeigt die simulierten Überflutungsflächen und -tiefen sowie Fließgeschwindigkeiten /-richtungen für folgende Szenarien: außergewöhnliches Ereignis: 100-jährliches Niederschlagsereignis (T = 100a, Dauerstufe 1 Stunde) mit einem Euler-Typ II Niederschlagsverteilung. extremes Ereignis: 100 mm Niederschlagsereignis in einer Stunde (T extrem) mit einem Blockregenverteilung. Grundlage hierfür sind diverse Geodaten des Bundes und der Länder, insbesondere ein hochaufgelöstes digitales Geländemodell sowie Daten zur Flächennutzung, wie zum Beispiel zur Bebauung. Die Ergebnisse basieren auf einer Modellierung der oberflächlich abfließenden Regenmenge, ähnlich dem Modell für die Starkregengefahrenkarte Berlins (siehe unten). Allerdings wurden die Versickerungsleistung des Untergrundes und das Kanalnetz nicht in die Berechnungen einbezogen und stellen somit eine erhebliche Vereinfachung dar (weitere Informationen finden sich hier ). Die topographische Senkenanalyse ist das Ergebnis einer Analyse des Digitalen Geländemodells (ATKIS® DGM – Digitales Geländemodell, 2021) unter Berücksichtigung der Gebäudeflächen und Durchfahrten sowie Geschossinformationen (ALKIS®- Amtliches Liegenschaftskatasterinformationssystem, 2021), welche durch die BWB im Jahr 2022 durchgeführt wurde. Es erfolgte eine GIS-Analyse zur Ermittlung der Senken, Fließwege und Abflussakkumulation basierend auf dem vorgeglätteten DGM. Die Gebäude wurden als nicht überströmbare Abflusshindernisse in das DGM integriert und Senken in umschlossenen Innenhöfen ausgeschlossen. Folgende Senkenattribute wurden basierend auf einer zonalen Statistik abgeleitet und werden in den Sachdaten dargestellt: Fläche Einzugsgebiet (DrainArea [m²]) Fläche Senke (FillArea [m²]) Maximale Tiefe der Senke (FillDepth [cm]) Geländehöhe Senkenbasis (BottomElev [m]) Geländehöhe maximaler Füllstand (FillElev [m]) Füllvolumen (FillVolume [m³]) Basierend auf folgenden Parametern wurden die relevanten Senken ermittelt: Senkentiefe mindestens 20 cm, Senkenfläche mindestens 4 m², Senkenvolumen mindestens 2 m³, Senkeneinzugsgebiet mindestens 200 m². Der Datensatz der Feuerwehreinsätze zeigt Meldungen der Berliner Feuerwehr in Bezug auf ,,Wasser”, welche anhand des Meldungstextes mit Starkregen in Verbindung zu bringen sind und an Starkregentagen aufgenommen wurden. Der Datensatz wurde durch die Berliner Feuerwehr erfasst und durch die BWB prozessiert (sogenannter Überflutungsatlas). Die BWB haben die Feuerwehreinsätze mit den Niederschlagsdaten der BWB an diesem Tag und Ort abgeglichen und ein anzunehmendes Wiederkehrintervall (T) des aufgetretenen Niederschlagsereignisses zugeordnet. Dopplungen wurden entfernt. Folgende Attribute wurden abgeleitet und werden in den Sachdaten dargestellt: Datum (angelegt) Wiederkehrintervall (T) Ortsteil Die Daten wurden räumlich über die Berliner Adressdatei geocodiert. Der Zeitraum der Meldungen umfasst einerseits den Zeitraum 2005 bis 2017 anderseits 2018 bis 2021. Diese Datensätze wurden zu einem Datensatz von 2005 bis September 2021 zusammengefasst. Zwecks Aggregierung und Darstellung wurden die Daten auf Blockteilflächen und Straßenflächen des Informationssystems Stadt und Umwelt (ISU5 2021) zusammengefasst und klassifiziert. In Berlin wird die Analyse zu Starkregengefahren auf Basis eines gekoppelten 1D-Kanalnetz und eines 2D-Oberflächenabflussmodells (1D/2D gekoppeltes Modell) durchgeführt. Bei diesem Verfahren wird die Berechnung der Abflussvorgänge im Kanalnetz (1D) mit der zweidimensionalen hydrodynamischen Modellierung der Oberflächenabflüsse (2D) kombiniert, um einen bidirektionalen Austausch von Wasservolumen, d.h. einen Austausch in beide Richtungen, zwischen Oberfläche und Kanalnetz an den Schächten und Straßenabläufen zu berücksichtigen. Die Erarbeitung der Starkregengefahren erfolgt basierend auf der von den BWB und der für Wasserwirtschaft zuständigen Senatsverwaltung gemeinsam entwickelten Leistungsbeschreibung „Erstellung von Starkregengefahrenkarten für Berliner Misch- bzw. Regenwassereinzugsgebiete“. Voraussetzung sind Daten zu Topographie, Gebäuden, Straßen, Versiegelung und bodenkundlichen Kennwerten sowie Kanalnetzdaten . Für die 1D-Modellierung des Kanalnetzes wird das aktuelle Kanalnetz (Misch- oder Trennkanalisation) der BWB verwendet. Die Entwässerungsinfrastruktur wird durch ein Kanalnetzmodell abgebildet, wobei dieses u.a. Schächte, Straßenabläufe, Haltungen und Haltungsflächen berücksichtigt. Auf Grundlage des digitalen Geländemodells wird ein detailliertes, lückenloses und überlappungsfreies 2D-Oberflächenmodell erstellt und um standardisierte Dachformen der Gebäudedaten ergänzt. Mauern oder Bordsteine werden durch Bruchkanten berücksichtigt. Die Oberflächenbeschaffenheit des Untersuchungsgebietes beeinflusst die Abflussbildung und -konzentration, daher wird basierend auf den entsprechenden Datengrundlagen (siehe Kapitel Datengrundlage) zwischen Gebäudeflächen, Straßen und Wegen, Gewässer und Grünflächen unterschieden. Mauern, Bordsteine oder ähnliche linienhafte Elemente können Abflusshindernisse darstellen, werden aufgrund der Auflösung jedoch nicht durch das DGM abgebildet und werden – falls sie abflussrelevant sind – nachträglich über Bruchkanten berücksichtigt. Maßgebliche Datensätze für Gebäudeflächen sind die ALKIS-Gebäude und der Datensatz der Gründächer (im Bereich der Kleingärten). Bei der Abflussbildung von Dachflächen wird zwischen einleitenden und nicht einleitenden Dächern basierend auf den Daten der Erfassung des Niederschlagsentgelts unterschieden. Einleitende Dächer werden in der Modellierung als direkt an den Kanal angeschlossen betrachtet (1D-Abflussbildung). Bei nicht einleitenden Dächern erfolgt die Abflussbildung über das Oberflächenabflussmodell. In diesem Fall wird der effektive Niederschlag auf die umliegende Oberfläche verteilt, indem das Prinzip der Randverteilung angewendet wird. Straßen und Wege umfassen alle befestigten Flächen, wie Straßen, Wege, Plätze und private versiegelte Flächen. Die Abflussbildung dieser Flächen erfolgt über das 2D-Oberflächenabflussmodell und es wird nicht zwischen einleitend und nicht einleitend unterschieden. Als Gewässerflächen werden alle stehenden Gewässer und Fließgewässer aus dem ALKIS-Datensatz angenommen. Alle restlichen Flächen werden als Grünflächen angesetzt. Für diese Flächen werden im Modell entsprechende Abflussparameter, wie Benetzungs- und Muldenverluste sowie Anfangs- und Endabflussbeiwerte, basierend auf Literaturwerten, angesetzt. Das Modell bildet den Rückhalt der Vegetation (Interzeption), die Versickerungsfähigkeit des Bodens und die Oberflächenrauheiten ab. Für Hochwasserrisikogebiete (SenMVKU, 2024) wurden in Berlin im Rahmen der Hochwasserrisikomanagementrichtlinie bereits Hochwassergefahrenkarten erarbeitet und Überschwemmungsgebiete ausgewiesen. Um keine Überschneidungen mit den Starkregengefahrenkarten zu erzielen, werden diese Gewässer als hydraulisch voll leistungsfähig angenommen. Außerdem wird für bestimmte Gewässer (z.B. Gewässer 1. Ordnung, Nordgraben) angenommen, dass diese bei kurzen Starkregenereignissen ausreichend hydraulisch leistungsfähig sind. Ein „Anspringen“ ist erst bei länger anhaltenden, räumlich ausgeprägteren Niederschlagsereignissen zu erwarten. Das Modell geht davon aus, dass ein Austritt von Wasser und somit eine Überflutung von diesen Gewässern methodisch nicht möglich ist. Außerdem werden diese Gewässer mit einem einheitlichen Vorflutwasserstand für ein mittleres Hochwasser (für das seltene und außergewöhnliche Ereignis) sowie für ein 100-jährliches Hochwasser (für das extreme Ereignis) angenommen. Im Modell werden für das seltene und außergewöhnliche Ereignis die tatsächlichen Gewässerverrohrungen bzw. -durchlässe angesetzt. Für das Szenario Extremereignis gilt, dass Durchlässe teilverklaust (Durchmesser > 0,5 m (> DN 500)) oder vollständig verklaust (Durchmesser ≤ 0,5 m (≤ DN 500)) angenommen werden, es sei denn, ein Raumrechen verhindert eine Verklausung. Mit dem aufgestellten Modell werden die Überflutungen von Niederschlagsszenarien mit unterschiedlicher Jährlichkeit berechnet, wobei für die Niederschlagshöhen die koordinierte Starkniederschlagsregionalisierung und -auswertung (KOSTRA) des Deutschen Wetterdienstes (DWD) zugrunde gelegt werden. Es kommt die Revision des Datensatzes KOSTRA-DWD-2020 zum Einsatz. Folgende Szenarien werden im Rahmen des Starkregenrisikomanagements in Berlin betrachtet: seltenes Ereignis : 30 bzw. 50-jährliches Niederschlagsereignis (T = 30a bzw. T = 50a, Dauerstufe 180 Min.) mit einer Euler-Typ II Niederschlagsverteilung außergewöhnliches Ereignis : 100-jährliches Niederschlagsereignis (T = 100a, Dauerstufe 180 Min.) mit einer Euler-Typ II Niederschlagsverteilung extremes Ereignis : 100 mm Niederschlagsereignis in einer Stunde (T extrem) mit einer Blockregenverteilung. Basierend auf einer Sensitivitätsanalyse wurde die maßgebliche Dauerstufe mit 180 Minuten für Berlin ermittelt, wobei hier der höchste Wasserstand als maßgeblich betrachtet wird. Für die Intensität und für den zeitlichen Niederschlagsverlauf wird die Euler-Typ II Verteilung (seltenes und außergewöhnliches Ereignis) oder ein Blockregen mit einer Regendauer von 60 Minuten (extremes Ereignis) angenommen. Neben der Beregnungszeit, die der Dauerstufe der betrachteten Szenarien entspricht, wird in der Modellierung jeweils eine einstündige Nachlaufzeit berücksichtigt. Die Plausibilitätsprüfung erfolgt aufgrund der Ergebnisse des außergewöhnlichen Ereignisses. Es werden unplausible Abflusspfade und Wasseransammlungen ggf. durch Ortsbegehungen geprüft, und nicht berücksichtigte, hydraulisch relevante Strukturen nachgepflegt. Die Methode ist sehr daten- und rechenintensiv, so dass sie nicht berlinweit, sondern nur für ausgewählte Bereiche sukzessive angewandt werden kann. Dafür bietet sie relativ genaue und belastbare Ergebnisse und mit der Methode lassen sich die Abflussbildung und Abflusskonzentration nachvollziehen. Es werden kontinuierlich weitere Gebiete mit der gekoppelten 1D/2D Simulation gerechnet und anschließend online verfügbar gemacht. Die nachfolgende Tabelle zeigt, für welche Gebiete bisher Starkregengefahrenkarten erarbeitet wurden.

Versiegelung 2021

Die Versiegelung von natürlichen Böden durch Überbauung und Bedeckung mit undurchlässigem Material hat eine Vielzahl von negativen Auswirkungen auf den Naturhaushalt, das Mikroklima in der Stadt und den Lebensraum des Menschen. Die Auswirkungen der Versiegelung sind vor allem in den Großstädten und Ballungsräumen zu spüren, wo ein hoher Anteil der gesamten Fläche versiegelt ist. Definition Unter Versiegelung wird die Bedeckung des Bodens mit festen Materialien verstanden. Dabei lassen sich versiegelte Flächen in bebaut versiegelte Flächen , also Gebäude aller Art, und unbebaut versiegelte Flächen , also Fahrbahnen, Parkplätze, befestigte Wege usw., trennen. Neben baulichen Anlagen und mit Asphalt oder Beton vollständig versiegelten Oberflächen werden auch durchlässigere Beläge als versiegelt betrachtet, obwohl diese zum Teil sehr unterschiedliche ökologische Eigenschaften aufweisen. Rasengittersteine oder breitfugiges Pflaster z. B. erlauben noch ein reduziertes Pflanzenwachstum, sind teilweise wasserdurchlässig oder weisen ein wesentlich günstigeres Mikroklima auf. Die vorkommenden Arten von Oberflächenbelägen der unbebaut versiegelten Flächen werden zu vier Belagsklassen mit unterschiedlichen Auswirkungen auf den Naturhaushalt zusammengefasst (vgl. Tab. 1). Die vollständige Versiegelung von Böden führt zum unumkehrbaren Verlust der natürlichen Bodenfunktionen. Durch Versiegelung und Verdichtung werden außerdem die pflanzenverfügbare Wasserspeicherleistung des Bodens sowie seine Puffer- und Filterleistung stark beeinträchtigt. Mit der Unterbindung der Wasser- und Sauerstoffversorgung werden die meisten Bodenorganismen zerstört. Da kein Wasser mehr versickern kann, werden die über Luft und Niederschläge eingetragenen Schadstoffe nicht mehr im Boden gehalten und zum Teil in die Oberflächengewässer gespült. Die Grundwasserneubildung wird verhindert bzw. reduziert. Mit der Versiegelung des Bodens gehen durch den Verlust von Verdunstungs- und Versickerungsflächen für Niederschläge auch Veränderungen im Wasserhaushalt und der Wasserbeschaffenheit einher. Das u. a. mit Reifenabrieb, Staub und Hundekot stark verunreinigte Regenwasser von versiegelten Flächen wird über die Kanalisation entweder direkt in die Vorfluter oder über die Klärwerke abgeleitet (vgl. Umweltatlaskarte Entsorgung von Regen und Abwasser (02.09)). Der Abfluss schadstoffbelasteten Regenwassers nach Starkregenereignissen führt immer wieder zur Eutrophierung der Gewässer. Die vollständige Versiegelung des Bodens bewirkt in der Folge den gänzlichen Verlust von Flora und Fauna . Aber auch die Versiegelung von Teilbereichen verursacht immer einen Lebensraumverlust. Biotope werden zerschnitten oder isoliert; empfindliche Arten werden zugunsten einiger anpassungsfähiger Arten verdrängt. Unversiegelte Böden haben dank ihrer Wasserspeicherfähigkeit und als Wasserlieferanten für Pflanzen einen wichtigen Einfluss auf das Stadtklima. Die Verdunstung durch die Pflanzen und von der (unversiegelten) Bodenoberfläche führen zur Abkühlung der Luft. Das hohe Wärmespeichervermögen von Gebäuden, versiegelten Flächen und asphaltierten Straßen verursacht im Gegenzug eine Aufheizung der Luft und führt zur Ausprägung eines speziellen Stadtklimas. Vor allem im Sommer wird dadurch die nächtliche Abkühlung deutlich verringert (vgl. Abb. 1 und Umweltatlaskarte „Nächtliche Abkühlung zwischen 22:00 Uhr und 04:00 Uhr“ (04.10.4)). Gleichzeitig wird auch die Luftfeuchtigkeit vermindert , da Vegetationsflächen und die davon ausgehende Verdunstung fehlen. Dies kann zum Auftreten von Extremwerten führen, die das menschliche Wohlbefinden erheblich beeinträchtigen können. In diesem Zusammenhang spielen nicht-versiegelte Flächen wie z. B. Parkanlagen eine große Rolle; schon ab 1 ha Größe sind positive klimatische Auswirkungen auf das menschliche Wohlbefinden nachweisbar. Auch auf die Staub- und Schadstoffgehalte der Luft haben vegetationsbestandene Flächen Einfluss, da sie durch ihre großen Blattoberflächen in der Lage sind, Stäube und andere Luftschadstoffe zu binden . Die Auswirkungen der Versiegelung auf das Berliner Stadtklima sind ausführlich in verschiedenen Karten des Bereiches Klima beschrieben. Neben den oben beschriebenen Folgen auf den Naturhaushalt hat der Grad der Versiegelung eines Stadtgebietes auch eine unmittelbare Auswirkung auf den Lebensraum des Menschen . So ist eine hohe Versiegelung meist gepaart mit einem Missverhältnis zwischen Einwohnerzahl und Freiflächenangebot. Die Aneinanderreihung von Gebäuden, häufig nur durch Asphalt- oder Betonflächen unterbrochen, kann auf die Bewohner eine bedrückende, monotone Wirkung haben. Natur, wie z. B. der Wechsel der Jahreszeiten, kann in der direkten Wohnumgebung nicht mehr erlebt werden. Naherholung am Stadtrand erzeugt wiederum Verkehr mit ebenfalls negativen Umweltauswirkungen. Versiegelungsdaten werden in zahlreichen für den Umweltschutz sowie die Stadt- und Landschaftsplanung wichtigen Zusammenhängen regelmäßig genutzt. Dabei ist die Nutzung und Verarbeitung in verschiedenen Modellen (Stadtklima, Wasserhaushalt) oder Bewertungsverfahren – wie z. B. im Bodenschutz – ein Anwendungsschwerpunkt. Aber auch der Dokumentation des Zustandes der Beeinträchtigung von Natur und Landschaft durch Versiegelung kommt eine wichtige Bedeutung zu. Nicht zuletzt wird im politischen Raum zunehmend nach zeitlich hoch aufgelösten und regelmäßig erhobenen Versiegelungsdaten verlangt, um im Rahmen eines Monitorings den Verlauf umweltpolitischer oder stadtplanerischer Strategien messen zu können (vgl. Reusswig et al. 2016, SenStadtUm 2016a, SenUVK 2019, AfS 2021). Instrumente zur Reduzierung von Versiegelung und Flächenneuinanspruchnahme Für empirische Untersuchungen und Risikoabschätzungen zur Folge des Flächenverbrauchs im Rahmen der Nationalen Nachhaltigkeitsstrategie wurde der Indikator “ Flächenneuinanspruchnahme ” entwickelt. Die Flächenneuinanspruchnahme errechnet sich aus der täglichen Zunahme der Siedlungs- und Verkehrsfläche (SuV) . Diese ist nicht mit der versiegelten Fläche gleichzusetzen. In der SuV sind auch Flächen enthalten, die nur wenig versiegelt sind (Hausgärten, Kleingärten, Parkanlagen, Verkehrsgrün etc.). Ziel der Bundesregierung ist es, die durchschnittliche Flächenneuinanspruchnahme bis zum Jahr 2030 auf unter 30 ha pro Tag zu begrenzen. Bis 2050 wird eine Flächenkreislaufwirtschaft angestrebt, in der durch Flächenrecycling und eine Reduktion der Flächenneuinanspruchnahme die Summe des Flächenverbrauchs auf Netto-Null reduziert wird (vgl. Statistisches Bundesamt 2021). In den Jahren 2004 bis 2019 hat die tägliche Flächenneuinanspruchnahme kontinuierlich von 131 ha auf 45 ha abgenommen. Im Jahr 2020 stieg sie jedoch wieder auf 58 ha pro Tag an. Das ursprünglich bereits für das Jahr 2020 gesteckte 30-ha-Ziel der Bundesregierung wurde damit trotz Verlangsamung der Flächenneuinanspruchnahme verfehlt (Umweltbundesamt 2020). Im September 2015 wurde auf dem UN-Gipfel in New York die Agenda 2030 für nachhaltige Entwicklung verabschiedet. Die darauf aufbauende Deutsche Nachhaltigkeitsstrategie 2021 (Die Bundesregierung 2021) berücksichtigt die besondere Notwendigkeit des nachhaltigen Schutzes der Ressource Boden vor dem Hintergrund zunehmender Urbanisierung und Klimaveränderungen (Sustainable Development Goal – SDG 15). Bei der Umsetzung des Ziels einer land- und bodendegradationsneutralen Welt der Agenda 2030 wird die Bedeutung des Bodens für Artenvielfalt, Klimaschutz und als Kohlenstoffspeicher besonders hervorgehoben (Die Bundesregierung 2021). In einem Ballungsraum wie Berlin ist die oben beschriebene Zunahme der Siedlungs- und Verkehrsfläche nur ein wenig geeigneter Indikator für die Inanspruchnahme von Böden (vgl. Umweltatlaskarte „Freiflächenentwicklung (06.03) . Aus diesem Grund wurde in Berlin für das Monitoring von 17 Nachhaltigkeitszielen der Indikator Nr. 15.1 „Flächenversiegelung“ festgelegt, um unter dem Gesichtspunkt der Nachhaltigkeit den sparsamen Umgang mit der Ressource Boden zu dokumentieren. Zur Darstellung der zeitlichen Entwicklung des Versiegelungsgrades werden auch die Daten des Umweltatlas genutzt (Amt für Statistik Berlin-Brandenburg 2021). Die Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Bodenschutz (LABO) hat im Jahr 2005 eine Expertengruppe aus Bund und Ländern eingesetzt, um ein geeignetes Schätzverfahren zur Ermittlung der Bodenversiegelung auf Bundesländerebene zu entwickeln, das den Nachhaltigkeitsindikator “Flächenneuinanspruchnahme für Siedlungs- und Verkehrsflächen” um die Komponente Versiegelung erweitern sollte. Die Ergebnisse der Expertengruppe fließen in die Umweltökonomische Gesamtrechnung der Länder (UGRdL) ein und wurden im Bericht “Indikator Versiegelung” dokumentiert (Frie & Hensel 2007). Bereits ab dem Jahr 2010 hat die LABO im Auftrag der Umweltministerkonferenz (UMK) einen Bericht zur Reduzierung der Flächeninanspruchnahme sowie zwei Statusberichte erarbeitet und veröffentlicht. Der im Jahr 2020 erarbeitete LABO-Statusbericht 2020 „Reduzierung der Flächenneuinanspruchnahme und der Versiegelung“ knüpft an diese vorhergehenden Dokumente an. Neben dem Status Quo bei der Reduzierung der Flächenneuinanspruchnahme und Versiegelung, zeigt der Bericht Lösungsansätze zum nachhaltigen Schutz der Ressource Boden auf (LABO 2020). Laut Umweltökonomischer Gesamtrechnungen der Länder nehmen versiegelte Flächen in Deutschland 2021 einen Flächenanteil von 6,4 % ein. Das entspricht einer versiegelten Fläche von 2,2 Mio. ha. In Berlin beträgt der Flächenanteil der versiegelten Fläche 2021 34,7 % (rund 30.931 ha) (Statistische Ämter der Länder 2022). Siehe dazu den Exkurs: Versiegelungsdaten 2005, 2011, 2016 und 2021 im Vergleich zum Indikator “Versiegelung” der Umweltökonomischen Gesamtrechnung der Länder (UGRdL, Statistische Ämter der Länder 2022). Die mit der nationalen Nachhaltigkeitsstrategie angestrebte Reduzierung des Flächenverbrauchs soll durch flächensparendes und kompaktes Bauen, Verdichtung der Innenstädte, Bündelung von Infrastruktur, Bereitstellung von Ausgleichsflächen und Wiedernutzbarmachung von nicht mehr genutzten Flächen (Flächenrecycling) erreicht werden. Mit der Steigerung der Qualität des Wohnumfeldes in den Siedlungen soll das verdichtete Wohnen in der Stadt wieder als Alternative zum Haus im Grünen etabliert werden (Die Bundesregierung 2021). Länder und Kommunen sollen diese Ziele im Rahmen ihrer Raumordnungs- und Bauleitpläne umsetzen. Mit der Anpassung des Städtebaurechts an die UVP-Änderungs-Richtlinie wurde im März 2017 die Novellierung des Baugesetzbuches beschlossen. Die Novelle hat u.a. den Schwerpunkt der Einführung einer neuen Gebietskategorie „Urbanes Gebiet“, die eine stärkere Verdichtung gemischter Nutzungen unter Reduzierung des Flächenverbrauchs ermöglichen soll (Deutscher Bundestag 2017). Mit Inkrafttreten der Bundes-Bodenschutz-Gesetzgebung im Jahr 1999 wurde der Boden mit seinen Bodenfunktionen erstmals durch bundeseinheitliche Regelungen unter Schutz gestellt. Das Bodenschutzrecht bietet im Hinblick auf Nutzungsänderungen oder bauliche Inanspruchnahme von Böden allerdings keine unmittelbare materiell-rechtliche Handhabe. Die Entsiegelungspflicht nach § 5 des Bundes-Bodenschutzgesetzes stellt zwar grundsätzlich ein Instrumentarium dar, dauerhaft nicht mehr genutzte Flächen zu entsiegeln und so die natürlichen Bodenfunktionen nach § 2 Abs. 2 BBodSchG zurückzugewinnen. Diese Regelung hat sich in der Praxis bisher nicht bewährt (Pannicke-Prochnow et al. 2021). Zusätzlich umfassen das Baurecht (BauGB 2022) und z. T. das Naturschutzrecht einschlägige Regelungen, die das Schutzgut Boden betreffen. Dazu zählen u. a. die sogenannte Bodenschutzklausel nach § 1a Abs. 2 BauGB und das Rückbau- und Entsiegelungsgebot nach § 179 BauGB. Seit der Einführung der Strategischen Umweltprüfung 2004 ist u. a. eine Bestandsaufnahme und Beschreibung der Bodenfunktionen vorzunehmen. Im Ergebnis sind Maßnahmen zur Vermeidung, Verringerung und zum Ausgleich nachteiliger Auswirkungen zu beschreiben und zu bewerten sowie Planungsalternativen aufzuzeigen. Gemäß § 1 Abs. 3 Nr. 2 Bundesnaturschutzgesetz (BNatSchG 2022) sind Böden so zu erhalten, dass sie ihre Funktionen im Naturhaushalt erfüllen können. Unvermeidbare Eingriffe in Natur und Landschaft sind gem. § 15 Abs. 1 und Abs. 2 BNatSchG auszugleichen oder zu kompensieren. Um bei der Planung von Bauvorhaben und somit bei zunehmender Versiegelung im Land Berlin die hochwertigen, funktional besonders wertvollen und schützenswerten Böden zu erhalten, sollte insbesondere eine qualitative Betrachtung dahingehend erfolgen, welche Böden beansprucht oder besonders geschützt werden sollten. Dazu dienen die aktuellste Fassung der Umweltatlaskarte der „Planungshinweise zum Bodenschutz“ und die zusammenfassende Darstellung „Leitbild und Maßnahmenkatalog für den vorsorgenden Bodenschutz in Berlin“ (SenUVK 2021, SenStadtUm 2015). Der Rat der Sachverständigen für Umweltfragen fordert in seinem Umweltgutachten 2020 unter anderem die Einführung einer Prüfpflicht, ob für eine Neuversiegelung an anderer Stelle entsiegelt werden kann (SRU 2020). Hervorgehoben wird dabei das im Land Berlin entwickelte Projekt der systematischen Erfassung von Flächen mit Entsiegelungspotenzial, die im Rahmen der naturschutzfachlichen Ausgleichsregelung nach einer Entsiegelung und der Wiederherstellung der Bodenfunktionen dem Naturhaushalt dauerhaft zur Verfügung gestellt werden können (Umweltatlaskarte „Entsiegelungspotenziale“ , Projekt „Entsiegelungspotenziale in Berlin“ , SenSW 2021b). Flächenentsiegelungen werden im Land Berlin im Rahmen unterschiedlichster Maßnahmen auf Senats- und Bezirksebene in unterschiedlichen Zuständigkeiten umgesetzt. Dazu zählen Entsiegelungsmaßnahmen im Rahmen von Stadtentwicklungsprojekten ( Gesamtstädtische Ausgleichskonzeption, GAK ), des Berliner Ökokontos , des Berliner Energie- und Klimaschutzprogrammes (BEK), des Berliner Programms für nachhaltige Entwicklung mit EU-Fördergeldern und des Berliner Förderprogramms Stadtverschönerung und Klimaanpassung für die Berliner Bezirke. Im Rahmen des Programms „Grün macht Schule“ werden in einer Kooperation der Senatsverwaltung für Bildung, Jugend und Familie mit dem Freilandlabor Britz e.V. Schulhöfe als kindgerechte, naturnahe Lebensräume und ökologische Lernorte klimaangepasst umgestaltet. Finanzielle Anreize auf privater Ebene können ebenfalls zur Reduzierung bestehender Versiegelungen führen. So gibt es z. B. seit dem 1. Januar 2000 in Berlin eine getrennte Abrechnung des Niederschlagswasserentgeltes. Die Einführung dieses sogenannten Entgeltsplittings geht auf Urteile des Bundesverwaltungsgerichts (Beschl. v. 12.06.1972) und des Oberverwaltungsgerichts Lüneburg (Urt. v. 14.06.1968 und 10.04.1980) zurück. Danach müssen Kommunen, in denen der Anteil der Kosten für die Ableitung des Niederschlagswassers mehr als 15 % der Gesamtkosten der Abwasserentsorgung beträgt, die Entgelte getrennt abrechnen. So ist das Niederschlagswasserentgelt nicht mehr proportional an das Abwasserentgelt gekoppelt. Es wird gemäß dem Anteil der versiegelten Fläche des Grundstücks berechnet, von dem aus in die Kanalisation eingeleitet wird (BWB 1998). Seit 2000 sind Eigentümer deshalb darauf bedacht, die versiegelte Fläche ihres Grundstücks möglichst gering zu halten und damit Abwasserkosten zu sparen. Seit Inkrafttreten der Niederschlagswasserfreistellungsverordnung (Verordnung über die Erlaubnisfreiheit für das schadlose Versickern von Niederschlagswasser – NWFreiV vom 24. August 2001) ist es möglich, erlaubnisfrei durch die Regenwasserversickerung auf dem eigenen Grundstück eine anteilige oder vollständige Befreiung des Niederschlagswasserentgeltes zu erreichen (SenStadt 2001). Seit 2018 ist die Regenwasserbewirtschaftung bei Bauvorhaben gemäß § 29 (1) BauGB auf dem Grundstück durch planerische Vorsorge sicher zu stellen. Lässt sich eine Einleitung von Regenwasser in die Kanalisation oder direkt ins Gewässer nicht vermeiden, ist die Menge zu drosseln (BReWa-BE, SenUVK 2021).

Vertiefte Sicherheitsüberprüfung von Stauanlagen - Hydrologische Grundlagen

Nach Einführung der heute aktuellen DIN 19700 im Jahre 2004 sind für Stauanlagen wie beispielsweise Talsperren oder Hochwasserrückhaltebecken in regelmäßigen zeitlichen Abständen vertiefte Sicherheitsüberprüfungen durchzuführen. Eine wesentliche Grundlage hierfür ist die Bereitstellung der hydrologischen Grundlagen auf dem aktuellen Stand bzgl. der meteorologischen und hydrologischen Daten und auch der abflussspezifischen Eigenschaften der betroffenen Einzugsgebiete. Nach den Vorgaben der DIN 19700 sind hydrologische Sicherheitsnachweise zu führen mit sehr extremen Hochwasserereignissen, deren Jährlichkeiten T bis zu T = 10 000 a reichen. Da so extreme Ereignisse nicht direkt anhand von Abflussbeobachtungen abgeleitet werden können, sind für jede Stauanlage gesonderte gebietsspezifische Betrachtung und Bewertung von Extremsituationen erforderlich. Das IWG Hydrologie wird aufgrund seiner langjährigen Erfahrung seit Jahren angefragt, für zahlreiche Stauanlagen die erforderlichen hydrologischen Grund entweder durch Anwendung geeigneter Niederschlag-Abfluss-Modelle zu ermitteln oder die Studien Dritter zu beurteilen. Eigene Modellierungen wurden beispielsweise durchgeführt für die Talsperren des Ruhrverbands Essen External Link, die Talsperre Kleine Kinzig in Baden-Württemberg External Link sowie zahlreiche Hochwasserrückhaltebecken in den Einzugsgebieten von Sulm, Neuenstadter Brettach, Weissach oder Leimbach im Auftrag der jeweiligen Wasserverbände oder Kommunen.

Niederschlags-Modell auf der Grundlage von Satellitendaten

Zur Bestimmung von Niederschlaegen konvektiver Zellen sollen Satelliteninformationen herangezogen werden. Nach Aneichung dieser Informationen an am Boden gemessene Niederschlagswerte in einem Testgebiet mit dichtem Messnetz soll ein Modell entwickelt werden, dass allein mit Hilfe von Satellitendaten Aussagen ueber die zu erwartende Regenmengen machen soll. Dieses Modell soll in Gebieten angewandt werden, wo kein oder ein nur unzureichendes Bodenmessnetz vorhanden ist.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1685: Ecosystem nutrition: forest strategies for limited phosphorus resources; Ökosystemernährung: Forststrategien zum Umgang mit limitierten Phosphor-Ressourcen, Dynamik der Phosphor- und Wasserflüsse im Abfluss und bei der Pflanzenaufnahme in bewaldeten Kopfeinzugsgebieten

Hydrologische Fließwege bilden die kritische Verbindung zwischen der Quelle der P Mobilisierung und des P Exports zu den Flüssen. Die Prozesse der P Mobilisierung auf der Standortskale ist vergleichsweise gut verstanden, jedoch ist die Kenntnis des P Transportes in Hängen und Einzugsgebieten durch die Komplexität der Transport-Skalen und Fließprozesse begrenzt. In Hängen können große P Flüsse zum dynamischen P Export beitragen, da P oft in schnellen Fließwegen transportiert wird, insbesondere in bewaldeten Systemen wo präferentielle Fließwege häufig auftreten. Ein adäquates Prozesswissen der Hanghydrologischen Dynamik ist daher wichtig um die P Transport Dynamik zu beurteilen und vorherzusagen. Jedoch wurden bisher solche Studien fast ausschließlich in Einzugsgebieten mit landwirtschaftlicher Nutzung durchgeführt. In dieser experimentellen und modellierungs-basierten Studie über hanghydrologische Prozesse und Phosphortransport werden wir die Auswirkungen der Abflussprozesse auf den P-Transport in bewaldeten Hängen entlang des grundlegenden Hypothesen des SPP untersuchen. Wir werden die Auswirkungen unterschiedlicher Fließwege und Verweilzeiten auf den P Transport und den damit verbundenen hydrologischen Bedingungen untersuchen. Die Hypothese wird getestet, dass die P-Signaturen im Abfluss im Zusammenhang stehen mit den bodenökologischen P-Gradienten und dass die P-Signaturen durch die Verweilzeiten des Wassers im Hang bestimmt werden, die insbesondere durch präferentielle Fließwege bei Niederschlagsereignissen dominiert werden. Diese Hypothesen werden an den vier SPP Standorte im Gebirge mit einem innovativen, kontinuierliche Monitoring-System für unterirdische Hangabflüsse und P-Transport bei hoher zeitlicher Auflösung untersucht. Event-basierte und kontinuierliche Probenahmen für die verschiedenen P Spezies, stabile Wasserisotope und andere geogene Tracer in Niederschlag, Abfluss und Grundwasser werden es uns ermöglichen, Verweilzeiten von Wasser mit den P Flüsse und P Transportprozessen zu verknüpften. Schließlich werden wir ein prozessorientierten hydrologischen Hang-Modell weiterentwickeln um die verschiedenen Fließ-und Transportwege zu simulieren, um die Dynamik von Abfluss und P Transport zwischen der Hang- und Einzugsgebietsskala zu verknüpfen. Die Modellierung wird sich darauf fokussieren die Altersverteilung von Wasser und die bevorzugte Fließwege die durch 'hot spots' bei der Infiltration und P Mobilisierung entstehen in bewaldeten Hängen adäquat darzustellen.

Reinigung von Grauwasser mit Hilfe von vier vertikal durchstroemten Bodenfiltern mit verschiedenen Substraten und Sumpfpflanzen (L1 48 99)

Die Eignung von Regenwasser in Zisternen (bei sachgemaesser techn. Ausfuehrung) ist fuer die Nutzungsarten WC-Spuelung, Gartenberegnung und Waeschewaschen nicht mehr umstritten. Aus diesem Grunde ist es sinnvoll die Dachablaufwaesser in Regenwassernutzungsanlagen (RWNA) zu sammeln und fuer o.g. Nutzungsarten zu verwenden. Auf diese Art kann teures Trinkwasser eingespart, das Kanalisationsnetz und die techn. Klaerwerke entlastet werden. In vielen Regionen der BRD reicht jedoch der Niederschlag fuer o.g. Nutzungsarten nicht aus, so dass eine Nachspeisung der Zisterne zwingend notwendig wird. Anstelle der Nachspeisung mit Trinkwasser koennte auch gereinigtes Grauwasser zum Einsatz kommen; Voraussetzung: es ist in seiner Beschaffenheit vergleichbar mit Regenwasser. Hauptproblem sind hierbei die hohen Konzentrationen von Tensiden, die ueber die Waschmittel in das Grauwasser gelangen. Ziel des Versuches ist es das Grauwasser mittels bepflanzten Bodenfiltern so gut zu Reinigen, dass die Grenzwerte der EU-RL ueber die Qualitaet der Badegewaesser eingehalten bzw. unterschritten werden koennen.

Wissenschaftliche Begleitung eines naturnahen Verfahrens zur Behandlung der Regenabflüsse stark verschmutzter Verkehrsflächen

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Sinnvolle Konzepte zur Regenwasserbewirtschaftung trennen die Regenabflüsse von gering und stark verschmutzten Flächen. Abflüsse von stärker verschmutzten Flächen bedürfen einer Behandlung, die den örtlichen Anforderungen an den Gewässerschutz entspricht. Die bestmögliche Reinigung und Zwischenspeicherung stärker verschmutzter Niederschlagsabflüsse ist die wesentliche Aufgabe eines Retentionsbodenfilters. Im Forschungsvorhaben sollte ein semizentraler Bodenfilter entwickelt werden, der mit geringem Flächenbedarf eine bestmögliche Reinigung stark verschmutzter Regenabflüsse von Verkehrsflächen leistet. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: Nach dem bisherigen Forschungsstand kommt bei der Adsorption von Inhaltsstoffen dem Bodensubstrat in den Bodenfilteranlagen eine entscheidende Rolle zu. Die Auswahl und Entwicklung eines geeigneten Substrates erfolgte in einem dreistufigen Vorgehen. Über einer Literaturrecherche wurden Anforderungen an Bodensubstrate zur Regenwasserreinigung formuliert. Daraufhin wurden in Schüttelversuchen verschiedene Substrate ausgewählt und ihre Adsorptionseigenschaften gegenüber Schwermetallen, PAKs und Mineralölen ermittelt. Ausgehend von diesen Vorversuchen wurden verschiedene Bodenfilteraufbauten entwickelt und in halbtechnischen Lysimetern untersucht. Dazu wurden die Lysimeter in einem einjährigen Messprogramm mit stark verunreinigten Straßenabflüssen belastet. Die Gesamtfrachten an Inhaltsstoffen im Zulauf zu den Lysimetern wurden ermittelt. An Einzelereignissen wurde die Reinigungsleistung der verschiedenen Bodenfilteraufbauten ermittelt. Die Lysimeter wurden mit einer hohen hydraulischen und somit auch stofflichen Belastung beaufschlagt, die über den bisher bei der Bemessung von Bodenfilteranlagen üblichen Belastungen lagen. Aus den Messergebnissen wurden Rückschlüsse für den Einsatz von Bodenfiltern mit hoher hydraulischer Belastung bei beengten Platzverhältnissen gezogen und Empfehlungen für die Bemessung gegeben. Über die Messung der aufgebrachten Feststoffbelastung und der Durchlässigkeit der Lysimeter wurde eine eventuell eintretende Kolmation der Bodensubstrate erfasst. Fazit: Die untersuchten halbtechnischen Bodenfilter (Lysimeter) führten im Untersuchungszeitraum zu einer deutlichen Reduzierung der straßenspezifischen Schmutzstoffe geführt. Aussagen über den Langzeitbetrieb können auch mit einem Stofftransportmodell nicht gemacht werden. Insgesamt führen adsorptionsstarke Substrate zu einem höheren Rückhalt gelöster Inhaltsstoffe (Schwermetalle). Die Empfehlung des ATV-DVWK-Merkblatt 153 zum Einsatz der Bodenfilter zur Straßenentwässerung kann nach den bisherigen Untersuchungen bestätigt werden. Weiterer Forschungsbedarf besteht hinsichtlich der Belastbarkeit der eingebauten Substrate gegenüber der Chloridbelastung, die bei der Straßenentwässerung als Regelfall anzusehen ist. ...

Starkregensimulation Wuppertal - Regen vom 29.05.2018 (Version 2.1 | 10/2022)

Der Datensatz umfasst die Ergebnisdaten der Simulation des extremen Starkregenereignisses vom 29.05.2018 in Wuppertal, im Oktober 2022 ausgeführt durch die Dr. Pecher AG (Erkrath) im Auftrag der Stadt Wuppertal, beauftragt über die Wuppertaler Stadtwerke WSW Energie und Wasser AG. Der Datensatz ist Teil von Version 2.1 der Starkregensimulationen, die die Dr. Pecher AG seit 2018 in unregelmäßigen Abständen für die Stadt Wuppertal berechnet. Die Simulationsansätze werden mit jeder neuen Version verfeinert. Außerdem werden die zum jeweiligen Berechnungszeitpunkt erkannten Fehler, insbesondere im verwendeten Geländemodell, korrigiert. Die Simulation berücksichtigt den Regenwasserabfluss im Kanalnetz und durch Überstau aus dem Kanalnetz austretendes Wasser mit einem vereinfachten Modellansatz, ebenso die verschiedenen Abflussgeschwindigkeiten auf Oberflächen mit unterschiedlicher Rauheit. Ab Version 2.1 wird ein moderater Versickerungsansatz in der Simulation berücksichtigt. Zusätzlich wird die Wupper mit einem unendlichen Fassungsvermögen für das zufließende Regenwasser modelliert. Es kann in den Simulationen damit nicht mehr zu einem Rückstau kommen, bei dem das Regenwasser Flächen in der Talsohle überflutet, weil es von der Wupper nicht mehr abgeleitet werden kann. Wichtiger Hinweis: Die Simulationsergebnisse sind beim aktuellen Stand der Technik keine exakten Vorhersagen des Verlaufs zukünftiger Ereignisse. Sie enthalten noch nicht erkannte Modellfehler und vernachlässigen einige Wirkungszusammenhänge, zu denen keine auskömmlichen Daten vorliegen, z. B. den Wasserrückhalt durch die Überflutung von Kellergeschossen. Die Ergebnisse haben daher eine Tendenz zur lokalen Überzeichnung der Wassertiefen, die sich bei einem realen Regen der angenommenen Stärke einstellen würden. Die Simulationsergebnisse eignen sich aber gut zur Identifikation und Lokalisierung der Gefährdungen durch Starkregen, z. B. mit Hilfe der von der Stadt Wuppertal und den Wuppertaler Stadtwerken publizierten interaktiven Starkregengefahrenkarte. Als Niederschlag wurden in der Simulation die während des extremen Starkregenereignisses vom 29.05.2018 gemessenen Regenmengen verwendet, die ungleichmäßig über das Stadtgebiet verteilt waren, also ein sogenannter Naturregen. Im Zentrum des Unwetters hatte das Regenereignis eine Stärke bis zu Starkregenindex 11 (SRI 11). Als Ergebnisse werden drei TIFF- Dateien mit einer Auflösung von 1 m (quadratische Pixel, deren Kantenlänge 1 m in der Realwelt entspricht) und Georeferenzierung über TIFF World Files unter einer Open-Data-Lizenz (CC BY 4.0) angeboten. Die Pixelwerte in den drei Dateien geben die maximale Wassertiefe, die maximale Fließgeschwindigkeit und die Richtung der maximalen Fließgeschwindigkeit an, die für die jeweilige Rasterzelle im Verlauf der Simulation berechnet werden.

Haeufigkeit von Starkregen im Emscher- und Lippegebiet

Problem: Auswahl des Berechnungsregens zur Berechnung von Hochwasserwellen bestimmter Eintrittswahrscheinlichkeit. 1) Erfassung der Punktniederschlaege von 58 Messtellen nach Zeit und Hoehe, daraus Berechnung der Haeufigkeit von Niederschlaegen bestimmter Dauer nach der log Pearson III-Verteilung. 2) Bestimmung des zeitlichen Intensitaetsverlaufs der Punktniederschlaege aus den gemaess 1) gewonnenen Daten. 3) Berechnung der Haeufigkeit von Gebietsniederschlaegen bestimmter Dauer ueber Gebieten bestimmter Groesse und Lage.

Untersuchungen zur Ausbreitung von Haldenlösungen der Kalirückstandshalden am Beispiel der Halde Sollstedt, Thüringen

Durch die Verarbeitung und Förderung von Kalisalzen sind in Thüringen große Abraum- und Rückstandshalden entstanden. Die aufgehaldeten Salze werden niederschlagsinduziert aufgelöst und gelangen in Grund- und Oberflächengewässer. Das hoch mineralisierte Infiltrationswasser breitet sich im Grundwasser als Salzfahne aus und kann in Quellen wieder zutage treten. Am Beispiel der Kalirückstandshalde Sollstedt wird die Ausbreitung der in den Untergrund eingebrachten Salzlösung untersucht. Ziel des Vorhabens ist der Erwerb von Kenntnissen über die regionalen geologischen und hydrogeologischen Verhältnisse einerseits. Andererseits im Sinne der Wasserwirtschaft, Untersuchungen der Wasserverhältnisse im Hinblick auf ihre Salinität und Wasserwegsamkeit. Im Abstromgebiet der Halde Sollstedt liegen mehrere Quellen, die stark mineralisiert sind. Die Halde Sollstedt sowie der von ihr ausgehende Salzeintrag in Oberflächen- und Grundwässer ist aufgrund der topographischen Situation und der geologischen Verhältnisse als möglicher Teilverursacher der hohen Mineralisation der Quellen einzustufen. Als weiterer möglicher Teilverursacher der Quellwasserbelastung wird eine ehemalige Hausmülldeponie, die sich im vermuteten Einzugsbereich der Quellen befindet untersucht. Geogene Ursachen, wie bisher nicht bekannte, natürliche Salzvorkommen im Untergrund sind als Weitere Ursachen der hohen Quellwassermineralisation nicht auszuschließen.

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