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Nachhaltigkeit Urbaner Regenwasserbewirtschaftungsmethoden

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Nachhaltigkeit Urbaner Regenwasserbewirtschaftungsmethoden Nachhaltigkeit urbaner Regenwasserbewirtschaftungsmethoden vorgelegt von Diplom-Ingenieur Kathrin Gantner Berlin Von der Fakultät III – Prozesswissenschaften der Technischen Universität Berlin zur Erlangung des akademischen Grades Doktor der Ingenieurwissenschaften Dr.-Ing. genehmigte Dissertation Promotionsausschuss: Vorsitzender: Prof. Dr. rer. nat. W. D. Rotard Berichter: Prof. Dr.-Ing. W. Hegemann Berichter: Prof. Dr.-Ing. H. Diestel Tag der wissenschaftlichen Aussprache: 17. Oktober 2002 Berlin 2002 D 83 Gantner, Kathrin: Nachhaltigkeit urbaner Regenwasserbewirtschaftungsmethoden / Herausgeber: Prof. Dr.-Ing. W. Hegemann, Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft der Technischen Universität Berlin. / Kathrin Gantner. Berlin: Eigenverlag, 2002 (Berichte zur Siedlungswasserwirtschaft Nr. 20) ISBN 3-936812-20-9 Schriftenreihe des Fachgebietes Siedlungswasserwirtschaft der Technischen Universität Berlin Hrsg.: Prof. Dr.-Ing. W. Hegemann Zu beziehen über: TU Berlin, FG Siedlungswasserwirtschaft Sekr. KF 7, Straße des 17. Juni 135, D – 10623 Berlin Tel.: 030 – 314 233 27 Fax.: 030 – 314 238 50 Alle Rechte vorbehalten. Ohne Genehmigung des Fachgebietes ist es nicht gestattet, das Buch oder Teile davon zu ver- öffentlichen. III __________________________________________________________________________________________ Vorwort Dezentrale Regenwasserbehandlung und Regenwassernutzung gelten gemeinhin als nachhal- tige Verfahren in der Wasserwirtschaft. Hiermit kann der Landschaftswasserhaushalt gestützt und die hydraulisch übermäßige Belastung insbesondere kleiner Fließgewässer vermindert werden. Demgegenüber steht die Tatsache, dass die Grundwasserspiegel in vielen Städten Europas steigen, so dass es zu Gebäudeschäden kommt, aber auch der zusätzliche Aufwand für die dezentrale Versickerung oder gar die Regenwassernutzung im Haushalt. Frau Gantner hat in der vorliegenden Arbeit eine Matrix entwickelt, um im Einzelfall ent- scheiden zu können, ob die dezentrale Regenwasserbehandlung nachhaltig ist oder ob sie bes- ser nicht oder nur eingeschränkt angewandt werden sollte. Hiermit wurde ein unabhängiges und rational begründbares Werkzeug geschaffen, um zukünftig richtige Entscheidungen zu treffen. Es ist zu hoffen, dass Ingenieure, aber auch interessierte Laien dieses Werkzeug für ihre Entscheidungen nutzen. Berlin, im Oktober 2002 Prof. Dr.-Ing. Werner Hegemann __________________________________________________________________________________________ Kathrin Gantner: Nachhaltigkeit urbaner Regenwasserbewirtschaftungsmethoden IV __________________________________________________________________________________________ Abstract Seit der Veröffentlichung des Brundtland-Berichtes 1987 und der Konferenz der Vereinten Na- tionen in Rio de Janeiro im Jahre 1992 ist der Begriff der Nachhaltigkeit eine fest umrissene Zielgröße nationaler und internationaler Politik und als allgemeiner Konsens für die Entwick- lung von Umwelt und Gesellschaft weltweit anerkannt. Die nachhaltige Bewirtschaftung der Naturressource Wasser schließt auch die nachhaltige Be- wirtschaftung des Regenwassers in urbanen Räumen ein, wo der Mensch durch Versiegelung von Flächen und schnelle Ableitung des Niederschlagswassers den natürlichen Kreislauf des Wassers gestört hat. Vor allem die Belastung der innerstädtischen und peripheren Oberflächen- gewässer, die heutzutage im Wesentlichen aus den diffusen Quellen der niederschlagsbedingten Einleitungen stammt, und die z.T. angespannte Grundwassersituation in städtischen Ballungs- räumen legen die flächendeckende Einführung einer dezentralen naturnahen Regenwasserbe- wirtschaftung nahe. Mit den verschiedenen Maßnahmen der dezentralen Regenwasserbewirt- schaftung ist es zum einen möglich, die Abflussspende von bebauten und versiegelten Flächen soweit zu verringern und zu dämpfen, dass diese dem natürlichen Direktabfluss eines unbebau- ten Gebietes nahe kommt. Zum anderen können durch Sedimentation und Bodenpassage die Niederschlagsabflüsse belasteter Flächen einer Reinigung unterzogen werden, bevor sie in Grund- oder Oberflächengewässer gelangen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden anhand einer umfangreichen Recherche zum Stand der For- schung die verschiedenen Methoden der dezentralen Regenwasserbewirtschaftung darauf hin untersucht, inwieweit sie in der Lage sind, Einleitgewässer für Niederschlagsabflüsse vor stoff- lichen und hydraulischen Belastungen zu schützen. Darüber hinaus wurde das jeweilige Risiko für einen möglichen Stoffeintrag ins Grundwasser und eine Stoffanreicherung im Boden abge- schätzt. Ergebnis der Arbeit ist eine Matrix, die als Entscheidungshilfe für oder gegen bestimm- te Methoden der dezentralen Niederschlagswasserbewirtschaftung unter dem Aspekt der Nach- haltigkeit für den Raum Berlin/Brandenburg erarbeitet wurde, die aber auch nach entsprechen- der Anpassung der Zielgrößenbewertung in anderen lokalen Zusammenhängen eingesetzt wer- den kann. __________________________________________________________________________________________ Kathrin Gantner: Nachhaltigkeit urbaner Regenwasserbewirtschaftungsmethoden Inhaltsverzeichnis V __________________________________________________________________________________________ Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis...................................................................................................................... V Tabellenverzeichnis..................................................................................................................IX Abbildungsverzeichnis.............................................................................................................XI 1 Einführung............................................................................................................... 1 1.1 Veranlassung und Zielsetzung................................................................................. 1 1.2 Aufbau der Arbeit.................................................................................................... 3 2 Der Begriff Nachhaltigkeit...................................................................................... 4 2.1 Die Vorgeschichte ................................................................................................... 4 2.1.1 Club of Rome .......................................................................................................... 4 2.1.2 Global 2000 – Der Bericht an den Präsidenten ....................................................... 5 2.1.3 Brundtland - Bericht................................................................................................ 6 2.1.4 Agenda 21................................................................................................................ 8 2.1.4.1 Umsetzung der Agenda 21 .................................................................................... 11 2.1.4.2 Lokale Agenda 21 – Enquete-Kommission „Schutz des Menschen und der Umwelt“ des 13. Deutschen Bundestages............................................................. 12 2.2 Definition des Begriffes „Sustainable Development“........................................... 15 2.2.1 Bisherige Begriffsinterpretationen ........................................................................ 15 2.2.2 Definition............................................................................................................... 18 2.3 Indikatoren für Nachhaltige Entwicklung ............................................................. 19 2.3.1 Indikatoren und ihre Bedeutung............................................................................ 19 2.3.2 Indikatorenkonzepte .............................................................................................. 20 3 Nachhaltige Entwicklung in urbanen Räumen...................................................... 23 3.1 Ökologische Aspekte zu Stadt und Umland.......................................................... 24 3.2 Handlungsspielräume nachhaltiger Stadtentwicklung .......................................... 25 4 Wasserwirtschaft – noch weit entfernt von Nachhaltigkeit................................... 27 4.1 Die Ressource Wasser........................................................................................... 27 4.2 Hydrologische Situation und Wasserdargebot ...................................................... 28 4.2.1 Wasserhaushalt Europas........................................................................................ 30 4.2.2 Wasserressourcen, Wasserdargebot und -entnahme in Deutschland .................... 32 4.2.3 Wasserqualität ....................................................................................................... 35 4.2.3.1 Niederschlag.......................................................................................................... 37 4.2.3.2 Oberflächenwasser ................................................................................................ 40 a) Fließgewässer ........................................................................................................ 40 b) Seen ....................................................................................................................... 45 4.2.3.3 Grundwasser.......................................................................................................... 47 4.3 Wasserbewirtschaftung in Deutschland ................................................................ 53 4.3.1 Wassermengenwirtschaft....................................................................................... 53 4.3.2 Wassergewinnung
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