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Klimawandel

Forschungsprojekt StucK

Ökonomische Dimension des urbanen Hochwassermanagements

Auch wenn der diesjährige Sommer hauptsächlich aufgrund der Rekordhitze und -trockenheit in Erinnerung bleiben wird, gab es ebenfalls einige Wetterereignisse mit extremen Niederschlagsmengen in kurzer Zeit. Solche Extremniederschläge können zu wirtschaftlichen Schäden, zum Beispiel auf landwirtschaftlichen Flächen oder an der Verkehrsinfrastruktur, führen. Klimaforscher warnen vor einer Zunahme von Extremwettereignissen in den nächsten Jahrzehnten. In urbanen Gebieten stellt die Flächenversiegelung dabei eine besondere Herausforderung dar, weil Regenwasser auf versiegelten Flächen nicht versickern kann. Somit erhöht sich die Gefahr von Überflutungen an städtischen Fließgewässern zusätzlich.

Im Projekt StucK (Sicherstellung der Entwässerung küstennaher, urbaner Gebiete unter Berücksichtigung des Klimawandels) beschäftigte sich das HWWI in den vergangenen drei Jahren mit der ökonomischen Dimension des urbanen Hochwassermanagements in Betracht der beiden Herausforderungen Flächenversiegelung und Klimawandel. Das HWWI arbeitete dabei interdisziplinär mit verschiedenen Institutionen zusammen. Die Projektkoordination lag bei dem für das Hochwassermanagement in Hamburg zuständigen Landesbetrieb für Straßen, Brücken und Gewässer (LSBG). Die Technische Universität Hamburg (TUHH) führte hydrologische Simulationen durch, die hydro & meteo GmbH & Co. KG aus Lübeck erstellte radarbasierte Niederschlagsvorhersagen und betreute die Projektwebsite (www.stuck-hh.de). Die Universität Hamburg war mit Wissenschaftlern der Bodenkunde und der Pflanzenökologie vertreten. Das gesamte Projekt StucK wurde im Rahmen Forschungsprogramms ReWaM (Regionales Wasserressourcen-Management für den nachhaltigen Gewässerschutz in Deutschland) vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.

Neben dem Thema Hochwasserschutz sieht die Wasserrahmenrichtlinie die Herstellung eines „guten“ Zustands von Oberflächengewässern vor. Bei der Implementierung von Hochwassermanagementmaßnahmen müssen also ökologische Kriterien ebenfalls berücksichtigt werden. Ein wesentlicher Beitrag des HWWI bestand in der Entwicklung von Methoden um die klassische Nutzenbewertung von Hochwassermanagementmaßnahmen (über vermiedene Schäden) mit der ökologischen Dimension zusammenzubringen.

Dazu wurden zunächst die hydrologischen Simulationen der TUHH für Niederschlagsereignisse unter verschiedenen Szenarien (Versiegelungszunahme, Niederschlagszunahme, Gewässersteuerung) verwendet, um das Überflutungsrisiko an der Kollau (kleiner Fluss im Norden Hamburgs) zu quantifizieren. Die verwendete ökonomische Methodik basiert auf nutzungsspezifischen Vermögenswerten von Flächen in Kombination mit ebenfalls nutzungsspezifischen wasserstandabhängigen Schadensfunktionen. Da die Flächennutzung in der Regel bekannt ist, ist dieses Konzept leicht auf andere Gebiete übertragbar.

Die durchgeführten Rechnungen ergaben, dass sich der unter dem gravierendsten Szenario für 2035 simulierte Anstieg der jährlich an der Kollau erwarteten Überflutungsschäden von über 70 Prozent (gegenüber 2015) durch optimierte Abflusssteuerung an den Rückhaltebecken auf lediglich 26 Prozent begrenzen ließe.

Für die Bewertung der ökologischen Qualität von urbanen Fließgewässern wurde das Konzept der Ökosystem(dienst)leistung (ÖSL) angewendet. Für den Vergleich der notwendigerweise in monetären Einheiten gemessen vermiedenen Schäden (hochwasserschutzbezogener Nutzen) ist eine monetäre Bewertung der ÖSL nötig, wozu ein entsprechender Ansatz entwickelt wurde. Konkret bewertete Ökosystemleistungen im Einzugsgebiet der Kollau waren die Erholungsleistung von (Grün-)Flächen sowie die Kohlenstoffspeicherung in Vegetation und Boden. Für die Schätzung der Erholungsleistung wurde nicht nur die Anzahl der Flächen mit Erholungsfunktion sondern auch die Anzahl der Nutzungen (in Abhängigkeit der Lage) berücksichtigt. Hierzu wurde berechnet, dass unter dem Szenario der Versiegelungszunahme für 2035 die Flächen mit Erholungsfunktion im Einzugsgebiet der Kollau um 0,75 Prozent abnähmen, die Erholungsleistung sänke um 0,70 Prozent. Dasselbe Szenario ergab bezüglich der Kohlenstoffspeicherung einen Rückgang des C-Pools in Vegetation und Oberboden um 1,03 Prozent.

Die integrierte monetäre Bewertung wurde schließlich auf eine (simulierte) Kompensationsmaßnahme angewendet, welche durch optimierte Steuerung der Rückhaltebecken die Risikozunahme des bereits angesprochenen Worst-Case-Szenarios begrenzen soll. Insgesamt ergab sich ein monetärer Nutzen der Maßnahme von ca. 43.500 Euro pro Jahr im Kollaueinzugsgebiet, wobei davon 39.900  Euro auf vermiedene Schäden (klassischer Nutzen) und 3.600 Euro auf Ökosystemleistungen entfielen.

Für das Hochwassermanagement in der Praxis ergeben sich einige Schlussfolgerungen. Da nicht für jedes Hochwassermanagementprojekt detaillierte Erhebungen im Vorfeld möglich sind, erscheint zunächst eine Abschätzung der (durchschnittlichen) materiellen und ökologischen Werte/Leistungen in einem Gebiet anhand von Flächennutzungsdaten sinnvoll. Bezüglich ÖSL sollten vermutete oder gewünschte Auswirkungen auf konkrete ÖSL vorab berücksichtigt werden. Dabei ist für eine (monetäre) Bewertung insbesondere die Operationalisierbarkeit, also die Messbarkeit der ÖSL in (physikalischen) Einheiten entscheidend. Diese ist sowohl für die Bewertung mittels monetären Referenzwerten als auch für die Simulation der Auswirkungen von Szenarien/Maßnahmen und für eventuelles Monitoring in der Zeit nach der Implementierung notwendig.

Abschließend ist festzuhalten, dass für die Berücksichtigung von ökologischen Aspekten bei der Nutzenbewertung von Hochwasserschutzmaßnahmen noch keine einheitlichen Standards existieren. Die Entwicklung solcher Standards ist in der Praxis ein politischer Prozess, da die von unterschiedlichen Beteiligten präferierten Bewertungsmaßstäbe in der Regel von deren (unterschiedlichen) Interessen geprägt sind. Die Aufgabe der Wissenschaft ist es, einen solchen Prozess zu unterstützen, indem sie ihre Methodenkenntnisse zur Erfassung, Systematisierung und Bewertung von Ökosystemleistungen einbringt.

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