Gestaltung von Fließgewässern im urbanen Bereich, P. Podraza
Gestaltung von Fließgewässern im urbanen Bereich, P. Podraza
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DWA-Merkblatt DWA Merkblatt M 609:<br />
<strong>Gestaltung</strong> <strong>von</strong><br />
<strong>Fließgewässern</strong><br />
<strong>im</strong> <strong>urbanen</strong><br />
<strong>Bereich</strong><br />
Petra <strong>Podraza</strong><br />
Martin Halle<br />
umweltbüro essen
DWA-Merkblatt M 609:<br />
<strong>Gestaltung</strong> <strong>von</strong> <strong>Fließgewässern</strong><br />
<strong>im</strong> <strong>urbanen</strong> <strong>Bereich</strong><br />
⇒ Aktualisierte Überarbeitung<br />
⇒ in zwei Bänden:<br />
Teil I: „Grundlagen, Planung und<br />
Umsetzung“<br />
Teil II: „Maßnahmen und Beispiele“<br />
(vorläufig)<br />
⇒ noch in Bearbeitung
Was ist neu?<br />
• Bezug zur Wasserahmenrichtlinie (z.B. einzugsgebietsbezogene<br />
Bewirtschaftung, kombinierter Ansatz,<br />
HMWB, Öffentlichkeitsbeteiligung, sozioökonomische<br />
Aspekte)<br />
• Nutzungskonflikte, Restriktionen<br />
• Synergismen /Konfliktpotenziale bei Maßnahmenplanung<br />
• „Leitbildkonforme Ersatzstrukturen“
Was ist bewährt und bleibt als Thema erhalten?<br />
• wasserwirtschaftliche Aspekte<br />
(was für Einflüsse gibt es, wie wirken sie sich aus, Maßnahmen)<br />
• städtebauliche Aspekte<br />
(was für Einflüsse gibt es, wie wirken sie sich aus, Maßnahmen)<br />
• ökologische Aspekte<br />
(was für Einflüsse gibt es, wie wirken sie sich aus, Maßnahmen)<br />
• Öffentlichkeitsbeteiligung<br />
• gesetzlicher Kontext
<strong>Gestaltung</strong> <strong>von</strong> <strong>Fließgewässern</strong><br />
<strong>im</strong> <strong>urbanen</strong> <strong>Bereich</strong><br />
- Grundlagen und Möglichkeiten -
Begriffsbest<strong>im</strong>mung „urbane Fließgewässer“ (I/I)<br />
Was versteht der Gewässerökologe unter einem „<strong>urbanen</strong><br />
Fließgewässer“?<br />
� Keinen Fließgewässertyp (!), sondern ein Fließgewässer,<br />
� das ein menschliches Siedlungsgebiet durchfließt und<br />
� dadurch mehr oder weniger stark Veränderungen der jeweiligen<br />
gewässertypischen Verhältnisse unterliegt.<br />
Sehr unterschiedliche Gewässerausprägungen können die Folge sein.
Begriffsbest<strong>im</strong>mung „urbane Fließgewässer“ (I/II)<br />
der Begriff „urban“ definiert sich nicht über die Größe des<br />
Siedlungsgebietes sondern über das Ausmaß der Beeinflussung<br />
<strong>im</strong> Verhältnis zur Größe des betroffenen Gewässers.<br />
Für die biologische Besiedlung der Gewässer sollte zudem<br />
zwischen<br />
• siedlungstangierten und<br />
• siedlungsdominierten<br />
Gewässern unterschieden werden.
Begriffsbest<strong>im</strong>mung „urbane Fließgewässer“ (I/III)<br />
Siedlungstangierte Fließgewässer<br />
sind zumeist <strong>im</strong> <strong>urbanen</strong> Randbereich gelegen oder sie<br />
durchschneiden die Siedlung nur kurz: Hydrologie und<br />
Wasserqualität sind geringfügig beeinflusst, jedoch die<br />
Morphologie ist urban geprägt. Trotzdem entspricht die<br />
biologische Besiedlung des Gewässers weitgehend der<br />
Situation in der feien Landschaft.
Begriffsbest<strong>im</strong>mung „urbane Fließgewässer“ (I/IV)<br />
Siedlungsdominierte Fließgewässer<br />
sind in ihren morphologischen, chemischen und<br />
hydraulischen Eigenschaften durch die Lage <strong>im</strong><br />
Siedlungsraum geprägt. Die Besiedlung unterscheidet<br />
sich in der Regel deutlich <strong>von</strong> der Situation in der freien<br />
Landschaft.
Besondere Charakteristika urbaner Fließgewässer<br />
Gibt es trotz der Vielfalt besonders charakteristische Merkmale<br />
urbaner Fließgewässer?
Urbane Belastungsfaktoren für Fließgewässer<br />
MORPHO -<br />
LOGIE<br />
Morpho<br />
logische<br />
Eingriffe<br />
Gewässer -<br />
morphologie<br />
Hydrologische<br />
Veränderungen<br />
Gewässer -<br />
hydrologie u.<br />
-hydraulik<br />
Biozönose<br />
HYDRO-<br />
LOGIE<br />
Chem.- physik.<br />
Wasserqualität<br />
© M. Halle 2005, umweltbüroessen (ube)<br />
Stoffliche<br />
und<br />
thermische<br />
Emissionen<br />
PHYSIKO -<br />
CHEMIE
Urbane Belastungsfaktoren für Fließgewässer<br />
MORPHO -<br />
LOGIE<br />
Morpho<br />
logische<br />
Eingriffe<br />
:<br />
Gewässer -<br />
morphologie<br />
Hydrologische<br />
Veränderungen<br />
Gewässer -<br />
hydrologie u.<br />
-hydraulik<br />
Biozönose<br />
HYDRO-<br />
LOGIE<br />
Chem.- physik.<br />
Wasserqualität<br />
© M. Halle 2005, umweltbüroessen (ube)<br />
Belastungsfaktoren:<br />
Durch Flächenversiegelung:<br />
• Beschleunigte und erhöhte<br />
Gebietsabflüsse bei Niederschlag<br />
(Zufluss über Abschlagsbauwerke)<br />
• Verminderte Grundwasserneu -<br />
bildung und Trockenwetterspende<br />
Stoffliche<br />
und<br />
thermische<br />
Emissionen<br />
PHYSIKO -<br />
CHEMIE
Urbane Belastungsfaktoren für Fließgewässer<br />
MORPHO -<br />
LOGIE<br />
Morpho<br />
logische<br />
Eingriffe<br />
:<br />
Gewässer -<br />
morphologie<br />
Hydrologische<br />
Veränderungen<br />
Gewässer -<br />
hydrologie u.<br />
-hydraulik<br />
Biozönose<br />
HYDRO-<br />
LOGIE<br />
Chem.- physik.<br />
Wasserqualität<br />
© M. Halle 2005, umweltbüroessen (ube)<br />
Belastungsfaktoren:<br />
Durch Flächenversiegelung:<br />
• Beschleunigte und erhöhte<br />
Gebietsabflüsse bei Niederschlag<br />
(Zufluss über Abschlagsbauwerke)<br />
• Verminderte Grundwasserneu -<br />
bildung und Trockenwetterspende<br />
Stoffliche<br />
und<br />
thermische<br />
Emissionen<br />
Belastungs -<br />
faktoren: :<br />
• Direkt - und<br />
Indirekt- - Ein-<br />
-<br />
leitungen<br />
• Altlasten -<br />
PHYSIKO -<br />
CHEMIE
Urbane Belastungsfaktoren für Fließgewässer<br />
Belastungsfaktoren :<br />
• Verengte Auen bzw.<br />
Hochwasserprofile<br />
• Laufverkürzungen bzw.<br />
Begradigungen<br />
• Sohl-- und Uferbefestigungen<br />
• Ufergehölzbeseitigung<br />
• Teichanlagen<br />
• Querbauwerke mit und<br />
ohne Rückstau<br />
MORPHO -<br />
LOGIE<br />
Morpho<br />
logische<br />
Eingriffe<br />
Gewässer -<br />
morphologie<br />
Hydrologische<br />
Veränderungen<br />
Gewässer -<br />
hydrologie u.<br />
-hydraulik<br />
Biozönose<br />
HYDRO-<br />
LOGIE<br />
Chem.- physik.<br />
Wasserqualität<br />
© M. Halle 2005, umweltbüroessen (ube)<br />
Belastungsfaktoren:<br />
Durch Flächenversiegelung:<br />
• Beschleunigte und erhöhte<br />
Gebietsabflüsse bei Niederschlag<br />
(Zufluss über Abschlagsbauwerke)<br />
• Verminderte Grundwasserneu -<br />
bildung und Trockenwetterspende<br />
Stoffliche<br />
und<br />
thermische<br />
Emissionen<br />
Belastungs -<br />
faktoren: :<br />
• Direkt - und<br />
Indirekt- - Ein-<br />
-<br />
leitungen<br />
• Altlasten -<br />
PHYSIKO -<br />
CHEMIE
Spezif. Merkmal siedlungsdominierter Fließgewässer<br />
Belastungsfaktoren :<br />
• Verengte Auen bzw.<br />
Hochwasserprofile<br />
• Laufverkürzungen bzw.<br />
Begradigungen<br />
• Sohl- und Uferbefestigungen<br />
• Ufergehölzbeseitigung<br />
• Teichanlagen<br />
Hydrologische<br />
Veränderungen<br />
Gewässerhydrologie<br />
u.<br />
-hydraulik<br />
Biozönose<br />
HYDRO-<br />
LOGIE<br />
• Querbauwerke mit und<br />
ohne Rückstau<br />
MORPHO-<br />
LOGIE<br />
Morpho<br />
logische<br />
Gewässermorphologie<br />
Chem.- physik.<br />
Wasserqualität<br />
Eingriffe<br />
© M. Halle 2005, umweltbüro essen (ube)<br />
Belastungsfaktoren:<br />
Durch Flächenversiegelung:<br />
Spreizung zwischen Hochund<br />
Niedrigwasserabflüssen<br />
Min<strong>im</strong>ierte Niedrigwasserabflüsse<br />
•<br />
Beschleunigte und erhöhte<br />
Gebietsabflüsse bei Niederschlag<br />
(Zufluss über Abschlagsbauwerke)<br />
• Verminderte Grundwasserneu- -<br />
bildung und Trockenwetterspende<br />
Belastungs -<br />
faktoren: :<br />
• Direkt - und<br />
Indirekt- - Ein-<br />
-<br />
leitungen<br />
• Altlasten -<br />
PHYSIKO-<br />
CHEMIE<br />
Stoffliche<br />
und<br />
thermische<br />
Emissionen
Biologische Folgen der Urbanisierung (II/I)<br />
Welche Auswirkungen hat der Siedlungseinfluss konkret?<br />
• Rückgang <strong>von</strong> Leitarten<br />
• Zunahme <strong>von</strong> Allerweltsarten (Ubiquisten)<br />
• standortfremde Arten (z.B. Stillwasserarten)<br />
• Störung des natürlichen Nahrungsnetzes<br />
• instabile Lebensgemeinschaften<br />
• verminderte Vielfalt (Diversität)<br />
• Ausfall <strong>von</strong> Wanderfischen<br />
• Verarmung der amphibischen Fauna<br />
• Verlust <strong>von</strong> Auenvegetation und -fauna
Biologische Folgen der Urbanisierung (II/II)<br />
Taxazahl<br />
Anzahl der Taxa<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
Referenzen Urbanisation<br />
Anteil EPT, Coleoptera, Odonata, Bivalvia [%]<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
Referenzen Urbanisation<br />
Anteil Sed<strong>im</strong>entfresser [%]<br />
Anteil Sed<strong>im</strong>entfresser<br />
75<br />
65<br />
55<br />
45<br />
35<br />
25<br />
15<br />
5<br />
Referenzen Urbanisation<br />
Min-Max<br />
25%-75%<br />
Median value<br />
Min-Max<br />
25%-75%<br />
Median value<br />
Anteil der Eintags-,<br />
Stein-, Köcherfliegen,<br />
Käfer, Libellen und<br />
Muscheln
Urbane Fließgewässer = „erhebl. ver. Wasserkörper“?<br />
Sind dann alle <strong>urbanen</strong> Fließgewässer „erheblich veränderte<br />
Wasserkörper“?<br />
NEIN!<br />
Denn die Naturnähe der Lebensgemeinschaft, nicht der abiotischen<br />
Ausprägung eines Gewässerabschnitts ist ausschlaggebend.<br />
Überraschungen sind vorprogrammiert,<br />
wenn die Abiotikbewertung 1 zu 1 auf die Lebensgemeinschaft eines<br />
Gewässerabschnitts übertragen wird.
Guter ökologischer Zustand der Wirbellosenfauna<br />
Trotz gradlinigem Verlauf<br />
und fehlender Aue (.d.h.<br />
unzureichender Strukturgüte) …<br />
kann Wirbellosenfauna<br />
„guten ökologischen<br />
Zustand“ anzeigen!<br />
Ursachen:<br />
� gewässertypische Substrat- und<br />
Strömungsverteilung<br />
� Ufergehölze<br />
� amphibische Uferbereiche bei mittl.<br />
Abfluss<br />
� Naturnähere Abschnitte oberhalb mit<br />
hohem Wiederbesiedlungspotenzial
Wichtige Habitatfunktionen außerhalb des Wassers<br />
Übersommerung<br />
Überwinterung<br />
Schlupf<br />
Signal für<br />
Schwarmbildung<br />
Beschattung<br />
Kompensationsflug<br />
Falllaubeintrag<br />
Eiablage
Ökologische Maßnahmenplanung urbaner Gewässer (IV/I)<br />
Wie ist also ein urbanes Gewässer <strong>im</strong> gewässerökologischen<br />
Sinne zu beplanen?<br />
Im Einzugsgebiet beginnen!<br />
Das heißt:<br />
alle Möglichkeiten der dezentralen<br />
Niederschlagswasserbewirtschaftung <strong>im</strong> Einzugsgebiet<br />
prüfen und nutzen!<br />
-<br />
Oberflächenabfluss-Vermeidung, -Rückhaltung und –Reinigung<br />
Im Bestand nachrüsten und bei Neubau beachten!
Ökologische Maßnahmenplanung urbaner Gewässer (IV/II)<br />
NIEMALS<br />
Gewässerabschnitte isoliert betrachten!<br />
Der ökologische Zustand eines Fließgewässerabschnitts hängt<br />
maßgeblich <strong>von</strong> den Verhältnissen und der Durchgängigkeit des<br />
Ober- und Unterlaufs ab!<br />
-<br />
Wiederbesiedlungspotenzial und Trittsteinfunktion
Ökologische Maßnahmenplanung urbaner Gewässer (IV/III)<br />
Daher …<br />
1. Raumpotenziale des gesamten Gewässersystems<br />
analysieren<br />
2. In Abschnitten mit größeren Raumpotenzialen:<br />
konsequente Nutzung für die eigendynamische<br />
Gewässer- und Auen-/Ersatzauenentwicklung<br />
�hohe Nachhaltigkeit sowie Trittstein- und<br />
Wiederbesiedlungsfunktion
Ökologische Maßnahmenplanung urbaner Gewässer (IV/IV)<br />
3. In restriktiven Engbereichen:<br />
� Längsdurchgängigkeit in und gegen die<br />
Fließrichtung herstellen<br />
� flächensparende Sicherungs- und Hochwasserschutzeinrichtungen<br />
– Vorrang für<br />
Gewässerbett und Ufer!<br />
Leitbildkonforme<br />
� Sohl- und Uferstrukturen an den Lebensraumansprüchen<br />
der gewässertypischen Artengemeinschaft<br />
ausrichten<br />
Ersatzstrukturen
Begriffsbest<strong>im</strong>mung: „Leitbildkonforme Ersatzstrukturen“<br />
Was sind „leitbildkonforme Ersatzstrukturen“?<br />
� Anthropogene Gewässer-, Ufer- und Umfeldstrukturen,<br />
� die spezifische Lebensraumansprüche der leitbildgemäßen<br />
Artengemeinschaft erfüllen und<br />
� damit dazu beitragen naturnahe Lebensgemeinschaften auch unter<br />
eingeschränkten Möglichkeiten zu etablieren.<br />
ACHTUNG!<br />
Geringere Nachhaltigkeit<br />
als natürliche Strukturen!
Raumnutzung<br />
Deichböschungen bis zum Ufer –<br />
kein Bewegungsraum für das<br />
Gewässerbett
Raumnutzung<br />
Opt<strong>im</strong>ierte Raumnutzung:<br />
abgegrabene Ersatzaue<br />
und steile Böschungswände<br />
(Gabionen)
„Leitbildkonforme Ersatzstrukturen“<br />
Rankhilfen über<br />
<strong>Fließgewässern</strong><br />
(Beschattung, Falllaubeintrag)
„Leitbildkonforme Ersatzstrukturen“<br />
Ufergehölze mit unterschiedlicher<br />
ökologischer Funktionsfähigkeit für<br />
Fließgewässer<br />
(insbesondere Blattlaubverwertbarkeit für<br />
aquatische Wirbellosenfauna)<br />
•Erle<br />
(Alnus glutinosa)<br />
•Roßkastanie<br />
(Aesculus<br />
hippocastanum)<br />
•Spitzahorn<br />
(Acer platanoides)<br />
•Blutahorn<br />
(Acer pseudoplatanus)<br />
•H<strong>im</strong>beere<br />
(Rubus ideaus)<br />
•gewöhnlicher Schneeball<br />
(Viburnum opulus)<br />
•Gemeine Waldrebe<br />
(Clematis vitalba)<br />
•Platane<br />
(Platanus x hispanica)<br />
•Heckenrose<br />
(Rosa canina)<br />
•Blutroter Hartriegel<br />
(Cornus sanguinea)<br />
•Schneebeere<br />
(Symphoricarpos albus)<br />
•Windenknöterich<br />
(Fallopia convolvulus)<br />
•Ginko<br />
(Ginko biloba)<br />
•Nadelgehölze<br />
(Conifera)<br />
ökologische Funktionsfähigkeit für Fließgewässer<br />
Fließgewässer<br />
P. <strong>Podraza</strong> 2005
Uferstrukturen<br />
Dichten aquatischer Insekten-<br />
Imagines<br />
600<br />
500<br />
400<br />
300<br />
200<br />
Individuen/m² „Leitbildkonforme Ersatzstrukturen“<br />
100<br />
0<br />
Referenz<br />
Steinschüttung<br />
unverfugte<br />
Mauer<br />
Mauer mit<br />
Cotoneaster<br />
Scherrasen<br />
Spundwand<br />
versiegelte<br />
Mauer<br />
Betonwand<br />
P. <strong>Podraza</strong> 2005
Bäume als Leitstruktur<br />
für flugfähige<br />
Gewässerinsekten<br />
???
Bäume als Leitstruktur<br />
für flugfähige<br />
Gewässerinsekten
Bäume als Leitstruktur<br />
für flugfähige<br />
Gewässerinsekten
Bäume als Leitstruktur<br />
für flugfähige<br />
Gewässerinsekten
Bäume als Leitstruktur<br />
für flugfähige<br />
Gewässerinsekten
Bäume als Leitstruktur<br />
für flugfähige<br />
Gewässerinsekten
Bäume als Leitstruktur<br />
für flugfähige<br />
Gewässerinsekten
Bäume als Leitstruktur<br />
für flugfähige<br />
Gewässerinsekten
„Leitbildkonforme Ersatzstrukturen“<br />
„Sohlbesen“ hält feines Substrat auch<br />
bei erhöhter hydraulischer Belastung<br />
(Einsatz z.B. in Sandbächen mit verengten<br />
Profilen)
„Leitbildkonforme Ersatzstrukturen“<br />
„Totholzeinbringung“ zur Initiierung<br />
<strong>von</strong> Profilveränderungen
„Leitbildkonforme Ersatzstrukturen“<br />
„Totholzeinbringung“ zur Initiierung<br />
<strong>von</strong> Profilveränderungen<br />
Ggf.<br />
Befestigungeingebrachter<br />
Stämme<br />
Effekt:<br />
Habitatanreicheru<br />
ng und Erhöhung<br />
der Tiefenvarianz<br />
durch Kolk- und<br />
Banksequenz<br />
Legende<br />
Totholz<br />
Strömungsrichtung<br />
Ufer-/Böschungserosion<br />
Kolkbildung<br />
Sand-/Kiesbankbildung
Urbane Fließgewässer gewässerökologisch betrachtet<br />
Raum nutzen durch Versteilung der Böschungen und Schaffung<br />
einer Ersatzaue mit begrenzter eigendynamischer Entwicklung!
Urbane Fließgewässer gewässerökologisch betrachtet<br />
Sicherungsarbeiten an der Ufermauer<br />
unter Erhalt der Ufergehölze<br />
Bergisch Rheinischer Wasserverband BRW
Urbane Fließgewässer gewässerökologisch betrachtet<br />
Offengelegtes Gewässer trotz engstem Raum
Urbane Fließgewässer gewässerökologisch betrachtet<br />
Betoniertes Gewässer bei ungenutztem Raumpotenzial<br />
O. Kaiser
Urbane Fließgewässer gewässerökologisch betrachtet<br />
Denkmalgeschütztes Fischerviertel in Ulm<br />
Ansatz einer<br />
Uferstrukturierung<br />
durch Vorschüttung<br />
O. Kaiser
Urbane Fließgewässer gewässerökologisch betrachtet<br />
Umgestaltete Bachläufe <strong>im</strong> engen Siedlungsbereich<br />
BesiedlungsfeindlicheSohlundUferstrukturen<br />
und<br />
ungenutzte<br />
Raumpotenziale
Leitbildkonforme<br />
Ersatzstruktur<br />
???<br />
Die Verwendung leitbildkonformer<br />
Ersatzstrukturen in der Praxis ist<br />
nicht einfach. Sie dürfen Ihre<br />
Maßnahmen nicht nur aus optisch-<br />
planerischem Blickwinkel betrachten<br />
sondern Sie müssen lernen auch<br />
mit den Augen eines Insektes<br />
oder Fisches zu sehen!<br />
Nein!
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