Potenziale zur Abkopplung von Flächen ermitteln
Ein neues GIS-Modell der Berliner Regenwasseragentur und sieben damit erstellte Karten helfen dabei, potenzielle Flächen für die Umsetzung von Maßnahmen der dezentralen Regenwasserbewirtschaftung zu identifizieren und zu bewerten.
Berliner Regenwasseragentur
Idee der Abkopplungspotenzialanalyse
Regenwasser lässt sich nicht überall gleich gut bewirtschaften. Die Voraussetzungen sind aufgrund naturräumlicher Gegebenheiten und planungsrelevanter Rahmenbedingungen unterschiedlich. Und an manchen Orten ist die Notwendigkeit etwa aufgrund von Hitze oder Mischwasserüberläufen größer als an anderen. Damit Akteure wie Grundstückseigentümer:innen, Wohnungsunternehmen und Bezirke wissen, wo sie am besten ansetzen können, unterstützt ein neues GIS-Modell bei der Bewertung von Flächen hinsichtlich Handlungsbedarfen, Gelegenheitsfenstern und Machbarkeiten der dezentralen Regenwasserbewirtschaftung.
Das GIS-Modell wurde von gruppe F Freiraum für alle GmbH im Auftrag der Regenwasseragentur entwickelt. Für die leichte Anwendung in der Praxis wurden drei Szenarien „Einfache Umsetzung“, „Gängige Praxis“ und „Aufwendige Umsetzung“ mit unterschiedlichen Parametereinstellungen erstellt. Daraus sind jeweils drei Karten zu Versickerungs- und Abkopplungspotenzialen sowie eine Karte zu Dachbegrünungspotenzialen entstanden. Alle sieben Karten können Sie auf dieser Seite oder über das Geoportal des Landes Berlin kostenlos nutzen.
Versickerungspotenzialkarten
Das Potenzial zur Versickerung von Regenwasser ergibt sich aus den naturräumlichen Gegebenheiten und planungsrelevanten Rahmenbedingungen. Bewertet werden unter anderem die Wasserdurchlässigkeit des Untergrundes, der Bemessungsgrundwasserstand (je nach Datenverfügbarkeit), das Vorhandensein eines Wasserschutzgebietes oder geschützter Biotope, die Hangneigung, der Denkmalschutz, der Abstand zu Gebäuden und die Verkehrsmenge bei Straßen.
Die Versickerungspotenziale wurden für drei unterschiedliche Szenarien berechnet, die jeweils in einer Karte dargestellt sind. In den Karten wird die Anzahl der möglichen Versickerungsmaßnahmen gezeigt. Je dunkler eine Fläche ist, desto mehr Maßnahmen sind in diesem Bereich möglich. Es wurden die Flächen-, Mulden- und Rigolenversickerung sowie das Mulden-Rigolen-Element betrachtet. Wenn diese Maßnahmen nicht möglich sind, kommt das Mulden-Rigolen-System mit gedrosselter Ableitung zum Einsatz. Auf Straßenflächen werden Rigolenanlagen ausgeschlossen. Im Pop-Up Fenster werden die jeweils möglichen Maßnahmen sowie weitere Informationen zu den spezifischen Rahmenbedingungen vor Ort angezeigt.
Die Versickerungspotenzialkarten liefern Planer:innen und Grundstückseigentümer:innen erste Hinweise für geeignete Maßnahmen auf Grundstücksebene. Die zusammengetragenen Informationen u.a. zu Abständen zum Grundwasserstand, Wasserdurchlässigkeit des Untergrundes, Denkmalschutz, etc. können bei der Ersteinschätzung der Machbarkeit von Versickerungsanlagen helfen.
Die Versickerungspotenzialkarten haben eine Datenauflösung von 2 mal 2 Metern. Es lassen sich somit Informationen auf Grundstücksebene entnehmen.
Altlasten(-verdachtsflächen) und Leitungen im Untergrund konnten nicht berücksichtigt werden, da die Daten nicht frei zugänglich sind. Auch ggf. auftretendes Schichtenwasser konnte nicht betrachtet werden. Die Karte kann zur groben Ersteinschätzung dienen, ist jedoch kein Ersatz für Vor-Ort Untersuchungen bzw. Fachplanungen.
Abkopplungspotenzialkarten
Die Abkopplungspotenzialkarten verdeutlichen, an welchen Orten in Berlin die stadt- und naturräumlichen Gegebenheiten potenziell geeignet sind, um Maßnahmen der dezentralen Regenwasserbewirtschaftung umzusetzen und welcher Anteil einer an die Regen-/Mischwasserkanalisation angeschlossenen Fläche potenziell abgekoppelt werden kann.
Die Abkopplungspotenziale wurden für drei unterschiedliche Szenarien berechnet, die jeweils in einer Karte dargestellt sind. Die Farbgebung der Flächen zeigt an, welcher Abkopplungsgrad maximal auf einer Fläche erreicht werden kann. Beim Anklicken einer Fläche wird im Pop-Up Fenster sichtbar, welche Versickerungsanlagen auf der Fläche möglich sind und welcher Abkopplungsgrad mit der jeweiligen Maßnahme unter günstigen Rahmenbedingungen erreicht wird. Zusätzlich werden für die jeweilige Blockfläche bzw. Straßenabschnitt die folgenden Informationen angegeben: Art der Kanalisation, Wasserschutzgebiet, Denkmalschutz, Anteil Hochfläche, geschützte Biotope, abflusswirksame Fläche, Verkehrsstärke.
Der Kreis der Adressaten ist divers, ebenso ihre Bedarfe und Ziele in Bezug auf Abkopplung. Sie alle können die Karten zu den Abkopplungspotenzialen als Grundlage für ihre strategische Planung nutzen, die Senatsverwaltungen bei der Aufstellung von Förderprogrammen, die Berliner Wasserbetriebe im Rahmen der Kanalsanierungsplanung und die Bezirke etwa für Klimaanpassungskonzepte. Auch können beispielsweise unterschiedliche Akteure der Städtebauförderung die Karten nutzen, wenn es um die Auswahl von Fördergebieten oder die Erstellung von Integrierten Stadtentwicklungskonzepten geht. Großen Flächeneigner:innen oder Verwalter:innen wie Wohnungsbaugesellschaften oder -genossenschaften können die Karten zur Priorisierung bei anstehenden Sanierungen oder Nachverdichtungen dienen.
Aufgrund von nicht frei verfügbaren Datengrundlagen erfolgte die Berechnung auf Ebene der ISU5 Block-/Blockteilflächen und der Straßenabschnitte.
Da nur die Versiegelungsdaten auf Ebene der Block- bzw. Blockteilflächen öffentlich zugänglich sind, konnten bei der Berechnung von Abkopplungspotenzialen die Flurstücksgrenzen nicht berücksichtigt werden. Die Betrachtung erfolgt dadurch quasi grundstücksübergreifend. Die Karte kann zur groben Ersteinschätzung dienen, ist jedoch kein Ersatz für Vor-Ort Untersuchungen bzw. Fachplanungen. Es wurden z. B. keine Altlasten, Leitungen im Untergrund oder Flächennutzungen betrachtet.
Dachbegrünungspotenzialkarten
Besonders in dicht bebauten Stadtgebieten, in denen Dachflächen einen beträchtlichen Anteil der Gesamtfläche einnehmen, können Gründächer einen wichtigen Baustein der dezentralen Regenwasserbewirtschaftung darstellen. Doch wie hoch ist das Berliner Gündachpotenzial? Im Rahmen der Abkopplungspotenzialstudie entstand eine berlinweite Gründachpotenzialkarte, die im Wesentlichen auf der Dachneigung basiert.
Die Einschätzung der Potenziale werden anhand einer Ampel-Systematik auf der Ebene von Dachteilflächen dargestellt. In Grün werden Dachflächen angezeigt, auf denen eine Dachbegrünung aufgrund der Dachneigung von 0 bis 5 Grad grundsätzlich möglich ist und kein Denkmalschutz besteht. In Gelb werden Dachflächen markiert, auf denen eine Dachbegrünung aufgrund der Dachneigung von 5 bis 15 Grad und/oder von Denkmalschutz mit erhöhtem Aufwand bzw. Abstimmungsbedarf umsetzbar ist. In Pink werden Dachflächen angezeigt, bei denen eine Dachbegrünung als voraussichtlich schwierig eingeschätzt wird, da die Dachneigung über 15 Grad beträgt oder bereits eine Solaranlage und/oder eine Dachbegrünung umgesetzt wurde. Über die Pop-up-Fenster können detaillierte Informationen zur Dachneigung, Denkmalschutz, vorhandene Solaranlage oder vorhandenes Gründach für die jeweilige Dachfläche abgerufen werden.
Die Dachbegrünungspotenzialkarte kann von Gebäudebesitzer:innen für eine erste Einschätzung genutzt werden. Großen Flächeneigner:innen wie Wohnungsbaugesellschaften oder -genossenschaften können die Karten für die Priorisierung bei anstehenden Dachsanierungen dienen.
Die Dachbegrünungspotenzialkarten wurden aus dem Digitalen Oberflächenmodell mit einer Auflösung von 50 cm berechnet. Es können somit Informationen auf Gebäude- bzw. Dachteilflächenebene gegeben werden.
Gründachpotenziale werden bei automatisierten Ermittlungsverfahren i.d.R. überschätzt. Wesentliche Aspekte, v.a. Informationen zur Gebäudestatik, sind nicht flächendeckend verfügbar und konnten auch bei der Gründachpotenzialkarte für Berlin nicht berücksichtigt werden. Die Statik bzw. die Kenntnis über die zur Verfügung stehende Lastreserve ist jedoch zur Beurteilung, ob und welche Art der Dachbegrünung möglich ist, entscheidend. Die Karte kann daher nur zur groben Ersteinschätzung dienen und ist kein Ersatz für Vor-Ort Untersuchungen bzw. Fachplanungen.
Methodik
Bereits bei den ersten Fachdialogen der Regenwasseragentur zum Thema Abkopplung in den Jahren 2018 und 2019 wurde mehrfach der Bedarf eines kartenbasierten Tools zur Erfassung von Abkopplungspotenzialen formuliert und drei wesentliche Herangehensweisen zum Heben des Potenzials herausgearbeitet: Maßnahmenpotenziale erkennen, Handlungsbedarfe decken und Gelegenheitsfenster nutzen.
Die Berliner Regenwasseragentur hat daraufhin gruppe F Freiraum für alle GmbH mit einer Abkopplungspotenzialstudie beauftragt. Um eine passgenaue Methodik zu entwickeln, galt es, die Bedarfe wichtiger Akteure sowie die Anforderungen an ein Tool näher zu eruieren: in Telefoninterviews, Onlineumfragen und Workshops.
Darauf aufbauend wurde überlegt, wodurch Abkopplungspotenziale genau definiert sind und anhand welcher Parameter man sie beschreiben kann. Das daraus entwickelte Schema wurde anschließend modelltechnisch in einem Geoinformationssystem aufgesetzt. Um die Ergebnisse für alle nutzbar zu machen, wurden frei zugängliche Daten aus dem Geoportal verwendet.
Die gesamte Methodik wurde eng mit einem Begleitkreis abgestimmt. Dazu gehörten die Berliner Wasserbetriebe, die Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt und die Senatsverwaltung für Stadtentwicklung, Bauen und Wohnen. Im Rahmen eines Fachdialogs wurden im Dezember 2024 die Ergebnisse und Produkte einem breiten Akteurskreis vorgestellt.
Beschreibung des Modellaufbaus
Das Abkopplungspotenzial einer bestimmten Fläche hängt von den jeweiligen stadt- und naturräumlichen Gegebenheiten ab. Es setzt sich aus dem Versickerungspotenzial und dem Flächenpotenzial zusammen. Es wurde also untersucht, wo die hydrogeologischen Bedingungen für Versickerungsmaßnahmen günstig und geeignete unversiegelte Flächen vorhanden sind.
Das Versickerungspotenzial ergibt sich unter anderem aus den folgenden naturräumlichen Gegebenheiten: der Wasserdurchlässigkeit des Untergrundes, Bemessungsgrundwasserständen, der Hangneigung und dem Vorhandensein von Wasserschutzgebieten oder geschützter Biotope, Denkmalschutz, Lage von Gebäuden, Verkehrsmengen (DTV-Werte).
Das Flächenpotenzial ergibt sich aus den stadträumlichen Gegebenheiten, der verfügbaren unversiegelten Fläche im Verhältnis zur versiegelten Fläche unter Berücksichtigung baulicher Restriktionen. Ein zentraler Bestandteil für die Ermittlung des Flächenpotenzials ist die Berechnung der abflusswirksamen Fläche. Hierzu wird die bebaut und unbebaut versiegelte Fläche mit abgestimmten Abflussbeiwerten multipliziert.
Da eine flurstücksgenaue Erfassung von Abkopplungspotenzialen auf Basis der öffentlich verfügbaren Datengrundlagen nicht möglich ist, dient die Blockkarte 1:5.000 (ISU5, Umweltatlas) als Grundlage für die Entwicklung der Methodik.
Ermittlung von Abkopplungspotenzialen am Beispiel der Maßnahme Muldenversickerung
Betrachtung verschiedener Versickerungsmaßnahmen
In der Methodik werden fünf verschiedene Versickerungsmaßnahmen betrachtet: Flächenversickerung, Muldenversickerung, Mulden-Rigolen-Element, Rigolenanlagen und Mulden-Rigolensystem mit gedrosselter Ableitung. Letzteres kommt nur zum Einsatz, wenn andere Maßnahmen aufgrund der hydrogeologischen Bedingungen nicht möglich sind.
Für die Umsetzung jeder dieser Maßnahmen gelten unterschiedliche naturräumliche Voraussetzungen und Flächenbedarfe. Die überschlägige Dimensionierung der Anlagen beruht auf üblichen Flächengrößen für einen Bemessungsregen und bildet somit keine starkregenbedingte Überflutungsbetrachtung mit ab. Durch die verschiedenen Flächenbedarfe ergeben sich für jede Maßnahme unterschiedliche Abkopplungspotenziale auf derselben Fläche. Die Maßnahme Rigolenanlage wird nur auf Blockflächen angewendet.
Vergleich der Versickerungsmaßnahmen
Die Überlagerung der Ergebnisse für die einzelnen Versickerungsmaßnahmen zeigt, welche Maßnahmen auf einer Fläche zum Einsatz kommen können und welcher Abkopplungsgrad mit der jeweiligen Maßnahme erreicht werden kann. Wenn auf einer Fläche eine vollständige Abkopplung durch mehrere Maßnahmen erreicht werden kann, sind die Gegebenheiten auf dieser Fläche besonders günstig.
Das Modell berechnet automatisiert den Anteil der abflusswirksamen Fläche, welcher abgekoppelt werden kann – jeweils für die einzelnen Maßnahmen und für die effizienteste Maßnahme.
Die Maßnahme, mit der das höchste Abkopplungspotenzial erreicht werden kann, bestimmt letztlich das Abkopplungspotenzial einer Fläche.
Welche Maßnahme pro Fläche erzielt das maximale Abkopplungspotenzial
Szenarien zur schnellen Anwendung
Das Modell wurde so aufgebaut, dass die Parameter der bewerteten Gegebenheiten (= Eignungskriterien) individuell festgelegt und das Versickerungs- bzw. Abkopplungspotenzial entsprechend berechnet werden kann, zum Beispiel der notwendige Abstand von der Sohle der Versickerungsanlage zum Bemessungsgrundwasserstand oder die Hangneigung.
Für eine praxistaugliche Anwendung und da das Modell lange Rechenzeiten hat, wurden drei Szenarien „Einfache Umsetzung“, „Gängige Praxis“ und „Aufwendige Umsetzung“ mit unterschiedlichen Parametereinstellungen im Begleitkreis festgelegt, mit dem Modell berechnet und die jeweiligen Karten veröffentlicht. Die oben eingebundenen Karten zeigen beispielsweise das Szenario „Einfache Umsetzung“. Die abgestimmten Eignungskriterien bzw. Parametereinstellungen der entwickelten Szenarios sind in den folgenden Abbildungen dargestellt.
Im Szenario „Einfache Umsetzung“ wurden restriktive Eignungskriterien festgelegt, wie z. B. der Ausschluss von Flächen mit hohen Hangneigungen, geringen Abständen zum Bemessungsgrundwasserstand und von sichtbaren Maßnahmen auf Flächen unter Denkmalschutz. Zusätzlich wurden die größten Flächenbedarfe für Versickerungsmaßnahmen angenommen. Dadurch ergeben sich Abkopplungspotenziale, bei denen die Voraussetzungen zur Umsetzung als besonders gut bzw. „einfach“ einzuschätzen sind.
Im Szenario „Gängige Praxis“ wurden die Eignungskriterien für die Abkopplungspotenziale so festgelegt, dass sie den gängigen Planungsanforderungen entsprechen. Es wurden z. B. Flächen mit moderaten Hangneigungen und gängigen Abständen zum Bemessungsgrundwasserstand in die Betrachtung einbezogen. Bei Flächen unter Denkmalschutz wurden Flächenversickerung und Rigolen zugelassen. Die Flächenbedarfe für Versickerungsmaßnahmen wurden differenziert nach ihrer Lage im Stadtgebiet betrachtet mit einem höheren Flächenbedarf auf den Hochflächen und einem geringeren im Urstromtal.
Im Szenario „Aufwendige Umsetzung“ wurden die Eignungskriterien großzügig festgelegt, wie z. B. keine Einschränkungen in Bezug auf die Hangneigung, den Abstand zu Gebäuden und den Denkmalschutz, etc. Es wurden geringere Abstände zum Bemessungsgrundwasserstand zugelassen und die geringsten Flächenbedarfe für Versickerungsmaßnahmen angenommen. Dadurch ergeben sich Abkopplungspotenziale, bei deren Umsetzung ein höherer Planungs-, Abstimmungs- und Umsetzungsaufwand zu erwarten ist.
Methodik zur Erfassung des Dachbegrünungspotenzials
Für die Bewertung von Dachbegrünungspotenzialen wurden vier Klassen mit verschiedenen Dachneigungswinkeln erstellt. Diese wurden aus dem Digitalen Oberflächenmodell mit einer Auflösung von 50 Zentimeter berechnet (bDOM 0,5 Meter). Bei Neigungen bis zu 5 Grad wird angenommen, dass eine Dachbegrünung grundsätzlich möglich ist. Dachteilflächen mit einer Neigung von 5-15 Grad wurden der gelben Kategorie zugeordnet. Gründächer sind hier grundsätzlich möglich, aber mit einem höheren Aufwand verbunden. In den Parametereinstellungen für die Dachbegrünungspotenzialkarte wurden Dachflächen mit einer Neigung von über 15 Grad als “voraussichtlich schwierig” klassifiziert.
Es wird davon ausgegangen, dass eine Dachfläche nicht vollständig, sondern nur auf Teilbereichen begrünt werden kann. Die Annahme wieviel Prozent einer Dachfläche begrünt werden können, ist flexibel einstellbar. Für die Erstellung der Gründachpotenzialkarte wurde ein Prozentsatz von 70 Prozent gewählt.
Im Modell wird die Umsetzung von Dachbegrünungen auf Dächern mit Solarthermie oder PV-Anlagen als “voraussichtlich schwierig” eingestuft. Die Kombination von Solarthermie und PV-Anlagen mit Gründächern ist durchaus möglich, aber eine nachträgliche Dachbegrünung im Bestand wird als unrealistisch eingeschätzt. Die Basis hierfür bilden die beiden Datensätze aus dem Umweltatlas Berlin / Solaranlagen – Photovoltaik und Solaranlagen – Solarthermie. Es ist zu beachten, dass PV-Standorte bis 30 kWp nicht lagegetreu abgebildet werden und somit nicht berücksichtigt werden konnten.
Als weiteres Ausschlusskriterium werden vorhandene Dachbegrünungen gewertet, wenn sie mehr als 5 Prozent der Dachfläche einnehmen. Als Datenbasis wurde der Datensatz Umweltatlas Berlin / Gründächer 2020 – Dachteilflächen Gebäude verwendet.
Denkmalschutz sollte in der Methodik nicht als Ausschlusskriterium gelten, entsprechende Flächen werden jedoch der Kategorie „erhöhter Aufwand“ zugeordnet.
Um eine realistische Einschätzung des Gründachpotenzials zu erhalten, muss die Gebäudestatik einbezogen werden. Da hierzu keine flächenhaft verfügbaren Daten existieren ergibt sich tendenziell eine Überschätzung der Potenziale. Dies ist auch der Grund dafür, dass bei der Implementierung des Dachbegrünungspotenzials im Modell nur die Umsetzung von extensiver und nicht von intensiver Dachbegrünung angenommen wurde.
GIS-Modell/Methodik zur Bewertung von Flächen
Um eine Fläche hinsichtlich ihres Abkopplungspotenzials bewerten zu können, ist nicht ausschließlich die Prüfung der Machbarkeit von Versickerungsanlagen und Dachbegrünungen relevant. Für die Umsetzung von Maßnahmen bzw. überhaupt erst die Auswahl einer Fläche für ein Abkopplungsprojekt stellen sich meist auch die Fragen: Welche Handlungsbedarfe liegen vor oder wo ist es besonders notwendig, mit der Abkopplung zu beginnen? In der Methodik werden beispielsweise Hitzehotspots, vulnerable Gruppen und Nutzungen oder der Bereich der Mischwasserkanalisation betrachtet.
Zusätzlich können bestimmte Gelegenheitsfenster berücksichtigt werden, die die Maßnahmenumsetzung begünstigen oder überhaupt erst ermöglichen. Dies sind zum Beispiel Förderkulissen, Liegenschaften in öffentlicher Hand, angrenzende Grünflächen für grundstücksübergreifende Lösungen oder Sanierungsgebiete.
Je nach Akteursperspektive können die Fragestellungen und Kriterien zur Definition von Machbarkeiten, Handlungsbedarfen und Gelegenheitsfenstern variieren und dementsprechend im Modell angepasst werden. Für eine räumliche Priorisierung können die Machbarkeiten (Abkopplungspotenziale) mit Handlungsbedarfen und Gelegenheitsfenstern verschnitten bzw. gefiltert werden. Damit können Handlungsräume aufgezeigt werden, in denen es zum Beispiel besonders notwendig ist, mit der Abkopplung zu beginnen und auch die Machbarkeit als gut eingeschätzt werden kann.
Priorisierung von Flächen zur Abkopplung
Der komplette Projektbericht inklusive detaillierter Beschreibung der Methodik steht hier zum Download bereit:
Berliner Regenwasseragentur