Stadt Bottrop - Fachbereich Umwelt und Grün

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R A N S PIR A NT

Stadt Bottrop - Fachbereich Umwelt und Grün

Thomas Müller & Stefanie Meyer

Ruhr-Universität Bochum - Projektgruppe K.RUB

TRANSPIRANT

Verdunstung von Niederschlagswässern als neuer Ansatz zur Klimawandelanpassung

Aufgrund der zunehmenden Bebauung trifft ein Großteil des Regens in Städten auf versiegelte Flächen. Dieses Regenwasser kann nicht versickern oder durch Veg- etation aufgenommen werden, sondern wird klassischer Weise gesammelt der Mischwasser-Kanalisation zugeführt. Zum einen ist damit jedoch ein hoher Auf- wand verbunden, da das saubere Regenwasser mit Abwasser gemischt und dann aufwändig gereinigtwerden muss. Zum anderen wird das Regenwasser somit dem Boden und dem Grundwasser, der Vegetation und der Atmosphäre entzogen.

Damit wird die natürliche Kühlung der Umgebung, mittels Transpiration der Vege- tation und der Bodenverdunstung, unterbunden. Zusätzlich ist in dicht bebauten und stark versiegelten Gebieten, die Kanalisation bei Starkregenereignissen oft überlastet, was dann mit gravierenden (materiellen) Schäden verbunden ist.

Insbesondere im Hinblick auf den Klimawandel und die prognostizierte Zunahme von Starkregenereignissen und Hitzetagen sollte das Regenwasser möglichst natur- nah behandelt werden. Aus diesem Grund schreiben die Wasserhaushaltsgesetze der Länder vor, Niederschlagswasser bei neuen Baumaßnahmen im natürlichen Kreislauf zu belassen. Erprobte Maßnahmen sind hier die Versickerung des Nieder- schlags über die belebte Bodenzone oder über eine Rigole. Mit diesen Maßnahmen kann eine große Grundwasserneubildung (ca. 82%) und eine etwas erhöhte Ver- dunstung (ca. 18%), im Vergleich zu bebauten Standorten, erreicht werden (Ingeni- eurgesellschaft Prof. Dr. Sieker mbH, 2015). Bei unbebauten, natürlichen Standorten werden jedoch abhängig von der Vegetation ca. 55-80% des Niederschlagswassers verdunstet (Geiger & Dreiseitl, 1995). Da durch die Entstehung von Verdunstungs- kälte eine Kühlung der Umgebungsluft erzielt wird, ist eine möglichst hohe Ver- dunstung, insbesondere in Ballungsgebieten, von Vorteil.

PROBLEMSTELLUNG

STANDORT METHODE

ZIEL

Ziel dieses Projektes ist es, neben den etablierten Methoden zur Abkopplung von Niederschlagswässern (Versickerung und Einleitung), die Möglichkeit zur Ver- dunstung als weitere eigenständige oder ergänzende Maßnahme der ortsna- hen Regenwasserbewirtschaftung nachzuweisen.

Zusätzlich soll eine Dimensionierungsgrundlage für den Bau von Verdunstungs- anlagen entstehen.

Des Weiteren wird untersucht, ob und inwieweit die Verdunstung der Anlage quantifizierbar ist und wie sich der Einfluss auf das Mikroklima verhält.

Es handelt sich bei der Versuchsfläche um einen ruhrgebietstypischen Altstan- dort mit Bodenauffüllungen, welcher eine klassische Versickerungsanlage nicht zulässt. Aus diesem Grund wurde nach alternativen Möglichkeiten der natur- nahen Regenwasserbewirtschaftung gesucht.

VERDUNSTUNGSLEISTUNG

Rund 90 % der Verdunstung ergeben sich in Deutschland aus der Transpira- tion und Interzeption der Pflanzen. Da- durch hat die Vegetation einen großen Einfluss auf die Verdunstungsmenge eines Gebietes. Ist genügend Wasser vorhanden, kann durch eine geeignete Bepflanzung die Verdunstung deutlich ansteigen. Die folgende Tabelle zeigt die mittlere jährliche Evapotranspira- tionsleistung verschiedener Pflanzen

geringe Pflanzen- und Boden- verdunstung

Niederschlag

keinOberflächen- abfluss

sehr große

Grundwasserneubildung ca. 82 % ca. 18 %

große Pflanzen- und Boden- verdunstung

55 - 80 % Niederschlag

geringer Oberflächen- abfluss

große Grundwasserneubildung 0 - 20 %

Vereinfachte Wasserbilanz

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Abb. 1

Vereinfachte Wasserbilanz einer Versickerungsmulde

- in Anlehnung an Geiger, W. und Dreiseitl, H. „Neue Wege für das Regenwasser“, 1995 und Daten der Ingenieurgesellschaft Prof. Dr. Sieker mbH, 2015

© Stadt Bottrop

Abb. 2

Vereinfachte Wasserbilanz eines unbebauten, natürlichen Standortes

- in Anlehnung an Geiger, W. und Dreiseitl, H. „Neue Wege für das Regenwasser“, 1995 www.naturnahe-regenwasserbewirtschaftung.info

© Universität Freiburg Professur für Hydrologie

Die Verdunstungsleistung

Tab. 1: Mittlere jährliche Evapotranspirationsleistung verschiedener Pfl anzen

Pfl anzenart mittlere Evapo-

transpiration in mm/a Schwimmpfl anzen 1.000 - 1.500 Hochstauden in Flussauen 800 - 1.500

Sumpfpfl anzen ca 1.100

Nadelwälder 500 - 700

Laubwälder 500 - 600

Grasfl ächen 400 - 500

Ackerfl ächen 300 - 400

Die Funktionsweise der Verdunstungsanlage

Abb. 5 Funktionsweise der Verdunstungsanlage | © Stadt Bottrop - FB 68

Dach 8.120 m²

Hof 3.000 m²

Feuer-

löschbecken Fassungs- vermögen ~ 3.690 m³

solar- betriebene Pumpe

Aufschüttung des ehem. Schwellenaufb ereitungswerks

Drainage

30% Lösslehm

20% sandiger Oberboden 15% Kompost

Abb. 6 - Abb. 9 © Stadt Bottrop - FB 68

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2015

1976

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