Erweiterung eines stadthydrologischen Modells um Verdunstungsprozesse urbaner Vegetation

Hintergrund

In Siedlungsgebieten bewirken die Versiegelung von Flächen und die Ableitung des Niederschlagswassers erhebliche Veränderungen im Wasserhaushalt gegenüber der unbebauten Landschaft.
Die Ableitung des Wassers führt in dichtbebauten Städten zu höheren Lufttemperaturen, da im Vergleich zum ländlichen, unbebauten Umland, weniger Wasser verdunstet und der kühlende Effekt fällt geringer aus. Um diesen Folgen entgegen zu wirken, verfolgt die Regenwasserbewirtschaftung das Ziel, Niederschlagsabflüsse zu vermeiden, zu vermindern, zu versickern, zu verdunsten oder stark verzögert abzuleiten.

Um diesen Zielen gerecht zu werden, werden Simulationsmodelle zur Regenwasserbewirtschaftung als Planungsinstrumente eingesetzt, die die Wasserflüsse der Siedlungsgebiete inklusive der geplanten Regenwasserbewirtschaftung abbilden.

Produktbeschreibung

In WASIG wurde das frei verfügbare open-source Simulationsmodell SWMM (Storm Water Management Model, US EPA) als etabliertes Planungsinstrument weiterentwickelt. Es berechnet den Wasserhaushalt sowohl auf befestigten als auch auf unbefestigten Flächen.

Der Abfluss fließt entweder ins Kanalnetz oder in Regenwasserbewirtschaftungsmaßnahmen. Das Modell simuliert den Einfluss diverser Regenwasserbewirtschaftungsmaßnahmen wie Gründächer, Versickerungsanlagen, Regengärten, Regenwassernutzung oder durchlässige Pflasterflächen auf den Wasserhaushalt. Des Weiteren können mit SWMM Kanalnetze mit hydrodynamischem Abflusstransport detailliert berechnet werden.

Rahmenbedingungen

• Das Modell verwendet GIS-basierte Eingangsdaten (wie Landnutzung, Gebäude, Bodendaten, Kanalnetz, etc.)
• Es stehen umfangreiche Routinen zur Parametrisierung auf Basis digitaler, städtischer Daten zur Verfügung.
• Für die Implementierung von Maßnahmen der grünen Infrastruktur steht das erweiterte Modul UrbanEva zur Verfügung. Praxisgerechte Parameter sind im WASIG-Leitfaden aufgeführt.
  SWMM besitzt eine grafische Benutzeroberfläche. Die Modelleingangsdatei kann zusätzlich mit Texteditoren bearbeitet werden.
• Ergänzende räumliche Visualisierungen können mit der Software R und dem swmmr Package erstellt werden.

Nutzen für die kommunale Praxis

• Das erweiterte SWMM Modell ermöglicht die realitätsnahe Quantifizierung verschiedener Optionen der Regenwasserbewirtschaftung zur Unterstützung der Planung urbaner Vegetation.
• Durch die Erweiterung eines etablierten Kanalnetzmodells können Synergien bei der Modellerstellung genutzt werden, da sowohl die Berechnung des Wasserhaushaltes als auch die Dimensionierung des Kanalnetzes und weiterer Bauwerke mit einem Modell möglich sind.