Starkregeneinflüsse auf die bauliche Infrastruktur | Umweltbundesamt

Dass sich das ⁠Klima⁠ – und damit auch das Stadtklima – ändern wird, steht mittlerweile außer Frage. Für Nordrhein-Westfalen wird bis Mitte des 21. Jahrhunderts eine Erhöhung der durchschnittlichen Temperatur von ca. zwei Grad Celsius erwartet (im Vergleich zu den Jahren von 1961 bis 1990). Weil warme Luft mehr Wasser aufnehmen und transportieren kann, hat die Temperaturerhöhung auch Auswirkungen auf die Niederschlagsmengen. Auswertungen von Daten sowie Klimamodelle zeigen, dass sich die globale Menge des Niederschlags je ein Grad Temperaturanstieg um etwa zwei Prozent erhöht (Kreienkamp et al. 2016). Prognosen zufolge werden ⁠Starkregen⁠ und Sturzfluten daher, je nach Prognosemodell, zunehmen oder mindestens gleich bleiben (⁠UBA⁠, 2015b). Unstrittig ist dabei, dass sogenannte Starkregenereignisse in den vergangenen 15 Jahren zumindest regional vermehrt aufgetreten sind. Die Anpassungen an die dadurch auftretenden Probleme sind im deutschen Klimaanpassungskonzept festgelegt worden, wobei Hitze und Überflutung meist gemeinsam betrachtet werden. Fokus des Projekts sind Starkregenereignisse in Verbindung mit dem Wasserrückhalt und der Abflussminderung einzelner Liegenschaften.

Stadtklima

Dabei gibt es im Vergleich zum nur wenig oder sogar unbebauten Umland in Städten und Ballungsräumen klimatische Effekte, die als Stadtklima bezeichnet werden. Beeinflusst wird dieses Stadtklima unter anderem durch die Baustruktur und die Bebauungsdichte, den Anteil der versiegelten Flächen, die Vegetation und andere Faktoren wie Verkehr und Industrie (MKULNV, 2011). Die Entwässerungssysteme beziehungsweise die Art der Entwässerung in den Städten wirken sich dabei negativ auf den natürlichen Wasserhaushalt aus. So kann beispielsweise der durch die Versiegelung gesteigerte ⁠Abfluss⁠ bei starken Niederschlägen zu Überlastungen des Kanalnetzes und Überschwemmungen führen. Darüber hinaus ist die reduzierte ⁠Verdunstung⁠ (⁠Evaporation⁠/ Transpiration) einer der Faktoren, die im Sommer zum Aufheizen der Städte führen.

Starkregen

Von Starkregen wird dann gesprochen, wenn sehr große Niederschlagsmengen in kurzer Zeit auf ein meist räumlich begrenztes Gebiet fallen; vorwiegend in Verbindung mit Gewitterfronten in der Zeit von Mai bis September. Dabei können selbst kleine Bäche zu reißenden Strömen werden (BBK, 2015). Die Definition des Deutschen Wetterdienstes (⁠DWD⁠) macht dieses Phä¬nomen anhand von Warnstufen greifbar. Er warnt vor Starkregen in drei Stufen:

• Regenmengen von 15 bis 25 l/m² in einer Stunde bzw. 20 bis 35 l/m² in 6 Stunden (markante Wetterwarnung)
• Regenmengen > 25 l/m² in einer Stunde bzw. > 35 l/m² in 6 Stunden (Unwetterwarnung)
• Regenmengen > 40 l/m² in einer Stunde bzw. > 60 l/m² in 6 Stunden (Warnung vor extremem Unwetter) (DWD, 2016).

Diese Definition ist für das gesamte Bundesgebiet einheitlich, wobei Faktoren wie die Topographie, der Versiegelungsgrad und die Bebauungsdichte nicht mit in die Bewertung einbezogen werden. Sie sind aber maßgeblich für die Auswirkung und vor allem die ⁠Verletzlichkeit⁠ von Gebieten gegenüber Starkregen. Um Risiken besser einschätzen und kommunizieren zu können, ist daher ein dimensionsloser Starkregenindex entwickelt worden. Er basiert auf der örtlichen Starkregenstatistik für jeden Ort in Deutschland nach KOSTRA (Koordinierte Starkregen-Regionalisierung-Auswertung). In der Berechnung des Index wird das jährliche Auftreten stärker berücksichtigt als die Dauer der Ereignisse. Das bedeutet: Bei einer hohen ⁠Jährlichkeit⁠ und kurzer Dauer liegt bereits ein hoher Starkregenindex vor, was aufgrund der möglichen Schäden solcher Ereignisse plausibel ist (Mudersbach, 2016).

1961-1990

⁠Vulnerabilität⁠ ist definiert nach ⁠UBA⁠ 2015a: „das Maß, zu dem ein System gegenüber nachteiligen Auswirkungen der ⁠Klimaänderung⁠, einschließlich ⁠Klimavariabilität⁠ und Extremwerte, anfällig ist und damit nicht umgehen kann“. Das bezieht auch Klimavariabilität und Extrema wie ⁠Starkregen⁠, Hitze und Hagel mit ein (⁠DAS⁠, 2008). Ebenso wichtig ist in diesem Zusammenhang der Begriff der ⁠Resilienz⁠. Er beschreibt die Fähigkeit eines Systems, inneren und äußeren Einwirkungen, wie in diesem Fall gegenüber extremen Wetterereignissen auf die Liegenschaft, funktionsfähig zu bleiben und die ursprünglichen Eigenschaften schnell wiederzuerlangen (BBK).

Vulnerabilität und Resilienz können durch gezielte Maßnahmen beeinflusst werden. Dazu zählen Maßnahmen auf der Liegenschaft wie Bodenschwellen oder Mulden. Ebenso wichtig ist die Anpassung der Gebäude selbst, etwa durch eine Erhöhung von Eingängen, um das Eindringen von Wasser zu verhindern. Sind solche oder ähnliche Maßnahmen nicht umsetzbar, sind vor allem geeignete Baumaterialien maßgebend für die Resilienz der Gebäude.

Schutzgüter (Baustoffe und Konstruktion):

• Bauweise
• Ort (Topographie, Relief, Landschaft, Versiegelungsgrad, Bebauungsdichte)
• Niederschlagsintensität und -dauer
• Aufnahmekapazität des Bodens und des öffentlichen Entwässerungssys­tems
• Vorsorgeumfang, Risikominderungs- und Schutzmaßnahmen der Kommu­nen, Bauträger und Bürger (BBK, 2015).

In Tabelle 3 des Berichtes wird die Wasserempfindlichkeit von Baustoffen dargelegt. 

Folgende Maßnahmen werden vorgestellt:

• Bautechnische Maßnahmen zum Schutz vor ⁠Starkregen⁠: Wegleiten des Wassers vom Gebäude, Abdichtung der Außenwände, Eindringen durch Lichtschächte, Fenster und Türen, Rückstau aus dem Kanalnetz, 
• Speichern: Rückhaltung im Kanal, Rückhaltung auf dem Dach (Gründach/Blaudach), Unterirdische Speicherbecken, Retentionsmulden, Rückhaltung der Fläche
• Versickern
• ⁠Verdunstung⁠
• Entsiegelung
• Entleerung

Maßnahmenbewertung: Jede mögliche Maßnahme verursacht andere Kosten und hat andere Auswirkungen im Hinblick auf den Schutz vor Starkregen und die positiven Einflüsse auf die Umwelt. Bewertungsmatrizen in Form von Tabellen stellen diese Maßnahmen gegenüber und machen sie vergleichbar.

Wechselwirkungen der Massnahmen: Die Maßnahmen zur Starkregenbindung haben auch positive Auswirkungen auf die Umwelt. So wirkt sich eine verringerte  Versiegelung positiv auf das Mikroklima aus, die vermehrte Versickerung des Wassers fördert die Neubildung des Grundwassers und durch die Verwendung des Niederschlagswassers beispielsweise in Gärten wird der Verbrauch von Trinkwasser vermindert.