Oberflächenabfluss, Versickerung, Gesamtabfluss und Verdunstung aus Niederschlägen 2005

Einleitung

Eine möglichst genaue Kenntnis des Oberflächenabflusses und der Versickerung bzw. der Grundwasserneubildung ist Voraussetzung für eine wasserwirtschaftliche Planung und Bewirtschaftung der Wasserressourcen, die sich an den Grundsätzen der Nachhaltigkeit orientiert. Gerade im Berliner Raum, der im Vergleich zu anderen Ballungsräumen über nur begrenzte Wasserressourcen verfügt, die in einem deutlichen Missverhältnis zur Zahl der Einwohner und ihrem Trink- und Brauchwasserbedarf und dem damit verbundenen Abwasseranfall stehen, ist die Bilanzierung der Komponenten des Wasserhaushaltes von besonderer Bedeutung.

Darüber hinaus ist es

• für den Gewässerschutz wichtig, die anfallende Menge Oberflächenwasser abschätzen zu können, die in die Gewässer eingeleitet wird, da mit dem Niederschlagswasser erhebliche Schadstofffrachten in die Gewässer gelangen,
• für den Grundwasserschutz wichtig, über Kenntnisse zur Versickerungsfähigkeit der Böden zu verfügen, da der Stofftransport aus kontaminierten Böden zum großen Teil über das Sickerwasser erfolgt,
• für Naturschutz und Landschaftspflege wichtig, die Wasserverfügbarkeit für die Vegetation aus Grundwasserneubildung und kapillarem Wasseraufstieg aus dem Grundwasser abzuschätzen.

Das durch Niederschläge einem Gebiet zugeführte Wasser wird in Abhängigkeit von klimatologischen Bedingungen und anderen Gebietseigenschaften mit unterschiedlichen Anteilen in die Wasserhaushaltsgrößen Verdunstung, oberirdischer Abfluss (Oberflächenabfluss), unterirdischer Abfluss (Versickerung bzw. Grundwasserneubildung) und Wasservorratsänderung aufgeteilt. Der zunächst zu ermittelnde Parameter ist der Gesamtabfluss als Summe des ober- und unterirdischen Abflusses.

Nach der allgemeinen Wasserhaushaltsgleichung entspricht der Gesamtabfluss der Differenz aus Niederschlag minus realer Verdunstung. Die Verdunstung ist bei dieser Berechnung die entscheidende Größe, die unter natürlichen Verhältnissen hauptsächlich durch die Vegetation, die klimatischen Bedingungen und die Bodenverhältnisse bestimmt wird.

In einem Stadtgebiet ist die reale Verdunstung gegenüber dem Umland jedoch stark modifiziert. Durch Bebauung und Versiegelung ist die Verdunstung in der Stadt deutlich geringer als auf den mit Vegetation bestandenen Flächen. Während die Pflanzen durch ihr Blätterwerk ständig transpirieren, verdunstet von Bauwerken und versiegelten Flächen nur das wenige Wasser, das auf den Oberflächen nach dem Regen haften geblieben ist. Der Gesamtabfluss ist also in urbanen Gebieten deutlich höher als in vegetationsreichen Gebieten.

Abb. 1: Wasserhaushalt von Vegetationsflächen und versiegelten Flächen

Der Gesamtabfluss charakterisiert am besten die hydrologischen Bedingungen von Teilflächen und Einzugsgebieten. Für geschlossene Einzugsgebiete entspricht die Summe des gebildeten Abflusses aller Teilflächen dem gesamten ober- und unterirdischen Abfluss des Gebietes, dem Wasserdargebot.

In städtischen Gebieten mit versiegelten Flächen fließt abhängig vom Anschlussgrad dieser Flächen an die Kanalisation ein Teil des Gesamtabflusses den Wasserläufen direkt über die entsprechenden Einleitungsstellen oder indirekt über die Klärwerke zu. Der verbleibende Teil der Abflussbildung versickert am Rande der versiegelten oder innerhalb der teilversiegelten Flächen in tiefere Schichten unterhalb der verdunstungsbeeinflussten Zone und speist das Grundwasser. Für diese Flächen kann somit bei Kenntnis des Ausbauzustands der Regenwasserkanalisation die Versickerung bzw. die Grundwasserneubildung aus der Abflussbildung durch Abzug der Regenwasserableitung ermittelt werden.

Die auf diese Weise ermittelten Werte der Versickerung und des Oberflächenabflusses sind in erster Linie für wasserwirtschaftliche Fragestellungen von Bedeutung und sind wichtige Kenngrößen für den Wasserhaushalt urbaner Gebiete.

Im Rahmen der Bewertung der Leistungsfähigkeit von Böden für den vorsorgenden Bodenschutz oder für die Eingriffsbewertung nach dem Naturschutzgesetz ist jedoch die Ermittlung der Versickerung auf unversiegelten Böden von besonderem Interesse. Aus diesem Kennwert kann einerseits die unterschiedliche Leistungsfähigkeit der Böden für die Versickerung abgeleitet werden. Andererseits kann im Rahmen von Planungen abgeschätzt werden, welchen Einfluss eine geplante zukünftige Versiegelung auf die Versickerungsleistung eines Plangebietes haben würde. Diese Aussagen können mit den Werten der Karte 02.13.2 nicht getroffen werden, da hier für die jeweiligen Bezugsflächen Mittelwerte aus versiegelten und unversiegelten sowie aus kanalisierten und nicht kanalisierten Flächenanteilen dargestellt sind.

Aus diesen Gründen ist zusätzlich zur Karte 02.13.2 die Ermittlung und Darstellung der Versickerung unversiegelter Flächen (Karte 02.13.4) vorgenommen worden. Dargestellt wird die Versickerung von Niederschlägen auf unversiegelten Böden. Die dargestellten Werte beziehen sich nur auf den unversiegelten Teil der Blöcke bzw. Teilflächen.