TRANSPIRANT - Verdunstung von Niederschlagswässern als neuer Ansatz zur Klimawandelanpassung

  • Der Blick geht auf einen Feuerlöschteich mitten im Grünen. Im Hintergrund steht ein weißes langgezogenes und flaches Gebäude.
    Feuerlöschteich, Stadt Bottrop
  • Auf einer Wiese steht ein verrohrtes Bewässerungssystem vor blauem Himmel.
    Bewässerungssystem, Stadt Bottrop
  • Der Blick geht über die Bewässerungsanlage hinweg ins Grüne vor bewölktem Himmel.
    Übersicht der Bewässerungsanlage, Stadt Bottrop
  • Wasser steht auf Beeten mit Schilfbewuchs zur Verdunstung.
    Bewässerungsbeete mit Schilf, Stadt Bottrop
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TRANSPIRANT ist ein Forschungsprojekt der Stadt Bottrop zusammen mit der Ruhr-Universität Bochum zur großflächigen Verdunstung von Regenwasser als innovative Alternative einer ortsnahen Regenwasserbewirtschaftung und zur Anpassung an die Folgen des Klimawandels. Die wissenschaftliche Untersuchung des Projekts wurde vom BMU über die Deutsche Anpassungsstrategie gefördert. Bereits im Jahr 2015 wurde die Anlagegemeinsam mit dem Unternehmen Ludzay Verpackungsservice als Grundstücksbesitzer und dem Ingenieurbüro für Umwelt- und Verfahrenstechnik Tomczak konzipiert und gebaut. Nach Abschluss des Förderzeitraums zur wissenschaftlichen Untersuchung bleibt die Verdunstungsanlage dauerhaft erhalten und wird von der Stadt Bottrop weiter betreut, um die langfristige Funktionsfähigkeit sicherzustellen.
Bei der Versuchsfläche handelt es sich um das Firmengelände eines mittelständischen Familienunternehmens auf einem ruhrgebietstypischen Altlastenstandort mit Bodenauffüllungen, sodass die Versickerung von anfallendem Regenwasser nicht möglich ist. In der Regel ist es in dem Fall nötig, das Regenwasser des Grundstücks über die Kanalisation zu entsorgen. Um das Regenwasser im natürlichen Wasserkreislauf halten zu können, wird es im Fall von TRANSPIRANT stattdessen jedoch in zwei insgesamt ca. 2.000 m² großen Beeten mit feuchtigkeitsliebenden Pflanzen verdunstet. Dazu wird das anfallende Niederschlagswasser des Grundstücks zunächst in einem Feuerlöschteich gesammelt und von dort mit Hilfe von solarbetriebenen Pumpen über Wasserrohre in die Pflanzbeete geleitet. Die Beete sind so gestaltet, dass kein Wasser versickern kann. Das eingeleitete Regenwasser wird also ausschließlich über die natürliche Verdunstungsleistung der dortigen Pflanzen "entsorgt".
Da bei der Verdunstung von Wasser Verdunstungskühle entsteht, dient die Versuchsanlage außerdem dazu, die Umgebungsluft der angrenzenden Wohnbebauung zu kühlen. Der Abkühlungseffekt der Anlage konnte über wissenschaftliche Messungen der Ruhr-UniversitätBochum bestätigt werden. Damit kann TRANSPIRANT auf kleinräumiger Ebene der Erwärmung des Stadtklimas entgegenwirken und dient somit der Anpassung an die Folgendes Klimawandels.
Neben der Anpassung an den Wirkungsbereich Hitze dient TRANSPIRANT außerdem dazu, die Folgen von Starkregenereignissen abzumildern. Da rund 11.100 m² befestigte Fläche in die Pflanzbeete und nicht in den Kanal entwässert werden, wird der Kanal im Falle eines Starkregens enorm entlastet.
Während TRANSPIRANT einerseits der Anpassung an den Klimawandel dient, ist das Projekt gleichzeitig selbst auch robust gegenüber den Wirkfolgen Hitze und Starkregen. Die Extremsommer 2018 und 2019 konnte die Vegetation der Anlage dank des großen Wasserspeichervermögens unbeschadet überstehen. Bei Starkregen dient selbiges zum Schutz vor Überflutungen. Alles anfallende Regenwasser konnte erfolgreich entsorgt, gleichzeitig aber im natürlichen Wasserkreislauf belassen werden.

Eckdaten zur Maßnahme

Maßnahmenträger

MaßnahmenträgerStadt Bottrop - Fachbereich Umwelt und Grün & Ruhr-Universität Bochum
https://www.bottrop.de/
Kooperationspartner

Ruhr-Universität Bochum https://www.ruhr-uni-bochum.de/de

Dauer und Finanzierung

Dauer

Beginn der Umsetzung
Dauer der UmsetzungBau&Fertigstellung der Maßnahme: Mai 2015; Laufzeit der Förderung zur wissenschaftlichen Untersuchung: September 2016-Mai 2020
Wie hoch waren die (geschätzten) Kosten für die Umsetzung?

233.797,00 €

Mit welchen Mitteln wurde die Maßnahme finanziert?

Förderung des Projektes im Rahmen des Programms Deutsche Anpassungsstrategie an den Klimawandel (DAS), Förderung von Maßnahmen zur Anpassung an die Folgen des Klimawandels: Förderschwerpunkt: Kommunale Leuchtturmvorhaben, eine Initiative des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMU).

Beteiligung

Welche weiteren Personengruppen wurden an der Planung oder Umsetzung der Maßnahme beteiligt?

Förderung des Projektes im Rahmen des Programms Deutsche Anpassungsstrategie an den Klimawandel (DAS), Förderung von Maßnahmen zur Anpassung an die Folgen des Klimawandels: Förderschwerpunkt: Kommunale Leuchtturmvorhaben, eine Initiative des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMU).

Welche Formen der Beteiligung fanden statt?

Pressetermine und sonstige Öffentlichkeitsarbeit

Erfolge

Welche Erfolge wurden bis jetzt mit der Maßnahme erreicht?

Das Projekt TRANSPIRANT liefert erste Ergebnisse zur Verdunstung von Niederschlagswasser im städtischen Raum in Verbindung mit der Nutzung der Kühlleistung für überhitzte Stadtteile. Bislang waren keine Untersuchungen zum technischen Bau und Betrieb sowie zur Wirksamkeit von Verdunstungsanlagen für Niederschlagswasser verfügbar. Die Aufbereitung der Ergebnisse aus den Messungen des Projekts bringt Erkenntnisse, die in anderen Kommunen direkt zur Anwendung im Regenwassermanagement in Verbindung mit Klimaanpassungsmaßnahmen führen können.
Unter der Voraussetzung, dass der bislang ermittelte Leistungswert der Anlage von 9.022m³/Jahr dauerhaft bestätigt werden kann, wurden von dieser Menge 8.511,8 m³ Wasser verdunstet oder transpiriert. Dies entspricht der Verdunstungskälte von 5.958.260 kWh, da bei der Verdunstung von 1 m³ Wasser etwa 700 kWh Verdunstungskälte entstehen. Wollte man diese Leistung durch Kühlanlagen produzieren betrügen die Stromkosten hierfür bei einem durchschnittlichen Strompreis von 31,89 Cent/kWh etwa 1,9 Mill € ohne die Verluste der Kühlanlagen mit einzurechnen.
Mit einer nachvollziehbaren Berechnungsmethode zur Annäherung einer Dimensionierung von Verdunstungsanlagen und der Beschreibung der Wirksamkeit der Verdunstungskühlung können Kommunen, aber auch Unternehmen, bundesweit von den Projektergebnissen profitieren. Diese Ergebnisse gilt es nun in der Stadt Bottrop an weiteren Standorten umzusetzen sowie dazu anzuregen, sie auf andere Kommunen zu übertragen. Eine Anwendung in anderen Städten ist auf Grundlage der Ergebnisse des Projektes möglich. Überdiesen zeitlich-planerischen Horizont hinaus ist es von Interesse und Bedeutung, deutschlandweit geeignete Standorte für Regenwasserverdunstungsanlagen als weitere Modellprojekte zu finden, um eine Alternative zur Regenwasserversickerung mit einem zusätzlichen Vorteil für die Umgebungskühlung zu etablieren.
Das Ende des FörderprojektsTRANSPIRANT kann entsprechend als Beginn der Maßnahme und des Prozesses zur Gewinnung von weiteren Erkenntnissen angesehen werden.

ErläuterungUnter Anleitung der Ruhr-Universität Bochum hat die Stadt zusammen mit einem lokalen Ingenieurbüro ein Messsystem aufgebaut, welches über der Förderzeitraum der wissenschaftlichen Untersuchung hinaus bestehen bleibt. Auf die Weise können auch langfristig Daten gesammelt und ausgewertet werden. Das entwickelte Messsystem umfasst Messungen zu Wasserständen, Wasserzufuhr und Wasserverlust, Bodenfeuchte, Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftdruck, Windgeschwindigkeit und Windrichtung sowie Niederschlagsmengen. Die erhobenen Daten ermöglichen eine Evaluation des Vorhabens hinsichtlich seiner Funktionalität sowie möglichem Optimierungsbedarf.

Hat die Maßnahme positive Nebeneffekte?

Die inzwischen dicht bewachsene Anlage verbessert die Luftqualität, da die Pflanzen Staubbinden und Sauerstoff erzeugen. Noch dazu nehmen sie CO2 auf und dienen somit dem Klimaschutz. Neben dem eigentlichen Ziel der Regenwasserbeseitigung und der Anpassung an den Klimawandel, entwickelte sich TRANSPIRANT außerdem Jahr für Jahr immer mehr zu einem einzigartigen Biotop inmitten eines Gewerbegebietes.

Hindernisse

Welche Hindernisse gab es während der Umsetzung?

Die größte Herausforderung des Projekts bestand darin, ein lückenloses Messkonzept zu entwickeln und aufrechtzuhalten, um die Menge des verdunsteten Wassers und damit die Dimensionierungsgrundlage zu berechnen. Lösung: Der häufigste Lösungsansatz für diese Herausforderung war das Prinzip "Versuch und Irrtum", da es kein vergleichbares Projekt als Vorbild gibt. Zudem benötigte jedes Problem in der Regel eine sehr individuelle Lösung.

Ansprechperson

Henrike Abromeit
Stadt Bottrop
Brakerstraße 74
46238 Bottrop
Deutschland
Abteilung Fachbereich Umwelt und Grün
Telefonnummer02041 704386

Ort der Umsetzung

Gohrweide 27
46238 Bottrop
Deutschland

Bottrop Städte

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