Urbaner Wasserhaushalt

Das Bundesgesetz über den Schutz der Gewässer (GSchG) verlangt in Artikel 1 u.a. die Sicherung der natürlichen Funktion des Wasserkreislaufs. Besonders in neueren Publikationen weist der Bund verstärkt auf einen naturnahen und nachhaltigen Umgang mit Niederschlagswasser im Siedlungsraum und auf die dezentrale Bewirtschaftung des Niederschlagswasser nach dem Schwammstadt-Prinzip hin. Dabei wird die Stadt als Schwamm betrachtet, welcher im Regenfall das Niederschlagswasser aufnimmt und später langsam wieder abgibt beziehungsweise bei Starkregen den Oberflächenabfluss möglichst schadenfrei ableitet, siehe Abbildung 1.

Abbildung 1:Niederschlagswasserbewirtschaftung nach dem Schwammstadt-Prinzip.

Der Versickerung von Niederschlagswasser kommt gemäss GSchG, Bund und den Richtlinien des Verbands Schweizer Abwasser- und Gewässerschutzfachleute VSA erste Priorität zu. Die Versickerung unterstützt den natürlichen Wasserkreislauf und hat positive Auswirkungen auf das Kanalisationssystem, die Kläranlage, die Gewässer und das Mikroklima.

Ein weiterer zentraler Aspekt des Wasserkreislaufs ist die Verdunstung von Niederschlagswasser, welche mit dem Effekt der Verdunstungskühlung einen wichtigen Beitrag zur Hitzeminderung leisten kann. Sie wird in der Empfehlung des Bundes mehrfach erwähnt.

Extreme Regenfälle können zur Überlastung der Entwässerungsinfrastruktur und zu Oberflächenabfluss führen. Um Schäden zu verhindern bzw. zu reduzieren, bedarf es in diesem Fall eines kontrollierten Rückhalts und einer kontrollierten Führung des Niederschlagswassers – beispielsweise durch Notwasserwege. Für sehr seltene Ereignisse ist eine Mitbenutzung von Flächen für den gezielten Rückhalt sinnvoll. Für häufige Regenereignisse ist neben der Reduktion des Abflusses durch die Minimierung der versiegelten Fläche die Bewirtschaftung des Niederschlagswassers an der Oberfläche oder die Speicherung in geeigneten Rückhaltemassnahmen zielführend. Zudem kann das Niederschlagswasser anstelle von Trinkwasser beispielsweise zur Bewässerung genutzt werden.

Abbildung 2:Layout des öffentlichen Raums in der Stadt Bern

Der Fokus dieser Arbeitshilfe liegt auf dem öffentlichen Raum im Sinne der städtischen Planungsgrundlage «Bern baut». Darin heisst es:

Zum öffentlichen Raum gehören «Strassen, Plätze und Anlagen, wenn sie der Öffentlichkeit gehören oder wenn eine öffentliche Widmung, zum Beispiel in Form eines Durchgangsrechts oder einer Dienstbarkeit, vorliegt». Der öffentliche Raum umfasst daher nicht nur Grundstücke im Eigentum des Gemeinwesens, sondern auch privates Eigentum. Kriterium für die Zuordnung zum öffentlichen Raum ist die Zugänglichkeit, es geht um Bereiche, die dem Gemeingebrauch gewidmet sind. So gilt für die Lauben in der Berner Altstadt das «öffentliche Durchgangsrecht», obwohl sie sich in privatem Grundeigentum befinden.

[…] Hauseingänge, Innenhöfe, Aussenräume von Siedlungen, Einstellhallen, Einkaufszentren, Fussballstadien und Dienstleistungszentren erscheinen aufgrund ihrer einfachen Zugänglichkeit häufig öffentlich, sie befinden sich aber im Privateigentum.

Die Arbeitshilfe hat bei der Planung und Projektierung dieser privaten Räume nur orientierenden Charakter. Es muss beachtet werden, dass es hier Planungsinstrumente wie Überbauungsordnungen gibt, mit denen Einfluss genommen werden kann bzw. Auflagen und Bedingungen formuliert werden können.

Der Schemaschnitt in Abbildung 2 zeigt verschiedene Klimaanpassungsmassnahmen im öffentlichen Raum gemäss «Bern baut». Diese sollen grundsätzlich gefördert werden. Die vorliegende Arbeitshilfe befasst sich explizit mit den Massnahmen zum guten Umgang mit Niederschlagswasser.

Auftrag und Prozessauslösung

Zur Förderung der Verdunstung, der Versickerung und des Rückhalts im öffentlichen Raum gilt folgender Auftrag an die Projektbeteiligten:

• Bei jedem Projekt im öffentlichen Raum sind die Möglichkeiten der Abflussreduktion, der Verdunstung, des Rückhalts und der Versickerung des anfallenden Niederschlagswassers integral zu prüfen, Massnahmen einzuplanen und umzusetzen.
• Das Thema Niederschlagswasserbewirtschaftung muss von Beginn an im Rahmen eines übergeordneten, räumlichen Gesamtkonzepts entwickelt werden. Ein Gesamtkonzept kann auch aufeinander abgestimmte und nacheinander angeordnete Einzelmassnahmen beinhalten. Kleingliedrige, isolierte Lösungen sind nur angebracht, wenn keine integrale Betrachtung möglich ist oder wenn sie der Verbesserung der Situation im Bestand dienen.
• Die Bedürfnisse der Niederschlagswasserbewirtschaftung müssen zu Beginn der Projektentwicklung und beim Projektstart eingebracht werden. In sämtlichen Pflichtenheften ist auf die vorliegende Arbeitshilfe zu verweisen. Wo notwendig, soll der Leistungsbeschrieb ergänzt resp. spezifiziert werden.
• Neue Erfahrungen aus der Forschung und der Praxis (Unterhalt etc.) sind laufend zu berücksichtigen.
• Diese Arbeitshilfe soll für Planungen im Auftrag der Stadt Bern angewendet werden. Projektierung und Ausführung liegen in der Verantwortung der Stadt. Der Unterhalt und dessen Kosten müssen in jedem Projekt gemäss Vorgabe von Tiefbau Stadt Bern im Detail geregelt und ausgewiesen werden.

Ziele der Arbeitshilfe

Das Niederschlagswasser soll wenn immer möglich dort, wo es anfällt, bewirtschaftet und nicht in die Kanalisation abgeleitet werden. Es gilt den oberflächlichen Abfluss nach Möglichkeit zu verringern und den Rückhalt zu verbessern. Diese Arbeitshilfe bietet in einem ersten Schritt einen Überblick, welche #Vorabklärungen zu treffen sind (Kapitel 2) und welche Möglichkeiten (Systemtypen) im #Umgang mit Niederschlagswasser bestehen (Kapitel 3). Anschliessend stellt sie eine Reihe von möglichen #Ausgestaltungsformen von blau-grünen Infrastrukturen vor (Kapitel 4).

Sie liefert damit eine Entscheidungsgrundlage für die Planung der Verdunstung und Versickerung bei Projekten im öffentlichen Raum.

Konkret werden folgende Ziele verfolgt:

• Das Niederschlagswasser soll, wenn immer möglich, am Ort des Anfalls bewirtschaftet werden und darf nur nach Ausschöpfen aller Möglichkeiten in die Regen- oder Mischabwasserkanalisation abgeleitet werden.
• Das Niederschlagswasser ist möglichst lange an der Oberfläche zu halten, zu verdunsten und zu versickern.
• Im Betrachtungsperimeter soll der Niederschlag von kleineren Regenereignissen komplett zurückgehalten, verdunstet und unter Berücksichtigung des Gewässerschutzes versickert werden.
• Grundsätzlich sollen die freien Räume für die hohen Ansprüche bezüglich Wasserspeicherung und Verdunstung genutzt werden.
• Die Versiegelung ist auf das betriebliche und funktionale Minimum zu beschränken.
• Bei heute bereits versiegelten Flächen muss geprüft werden, ob eine Entsiegelung möglich ist.

Vorabklärungen

Die nachfolgenden Vorabklärungen sind bei jedem Projekt im öffentlichen Raum durchzuführen und werden als Anforderung bei der Projektentwicklung bzw. beim Projektstart eingebracht.

Bei der Anwendung dieser Arbeitshilfe sind pro Projektperimeter in einem ersten Schritt mehrere Randbedingungen (RB) abzuklären, welche aus Sicht des Gewässerschutzes zentral sind und letztlich über die Zulässigkeit der Versickerung entscheiden (vgl. Tabelle 1). Des Weiteren sind zusätzliche Faktoren (FT) zu untersuchen, die für die Ausgestaltung der blau-grünen Infrastrukturen von Bedeutung sind (Machbarkeit; vgl. Tabelle 2).

Tabelle 1: Randbedingungen (RB) im Umgang mit Niederschlagswasser

Randbedingung	Beurteilung
RB 1: Gewässerschutzbereich	üB / Au
RB 2: Niederschlagswasser Belastungsklasse	hoch / mittel / gering
RB 3: Grundwasserflurabstand	≤ 1 m / > 1 m
RB 4: Belastete Standorte	vorhanden / nicht vorhanden
RB 5: Sickerleistung Boden & Untergrund	≥ 2 l/min/m2 / < 2 l/min/m2
RB 6: Baum und Versickerung	zulässig / zulässig mit Behandlung / nicht zulässig
Zulässigkeit Versickerung (RB 1–6)	zulässig / zulässig mit Behandlung / nicht zulässig

Tabelle 2: Faktoren (FT) im Umgang mit Niederschlagswasser

Faktor	Beurteilung
FT 1: Betrachtungsperimeter	privat / öffentlich
FT 2: Dimensionierungsgrundlagen	z < 5 Jahre / z = 5 Jahre / Überlastfall
FT 3: Topografie	J < 2 % / J 2-5 % / J > 5 %
FT 4: Oberflächenabfluss Fliesstiefe	0 m / 0 - 0.1 m / 0.1 – 0.25 m / ≥ 0.25 m
FT 5: Hitzebelastung	keine / schwach / mässig / stark / extrem
FT 6: Bestandsbäume	vorhanden / nicht vorhanden
FT 7: Tausalzbelastung	vorhanden / nicht vorhanden
FT 8: Mitbenutzung	vorhanden / nicht vorhanden

Versickerungsanlagen

Grundsätzlich wird gemäss VSA [3] in Abhängigkeit des Flächenverhältnisses der angeschlossenen Entwässerungsfläche AE zu der versickerungswirksamen Fläche AV zwischen zwei Arten der oberflächlichen Versickerung unterschieden:

• A_E / A_V ≥ 5: gilt als Versickerungsanlage und ist bewilligungspflichtig
• A_E / A_V < 5: gilt als Flächenversickerung. Eine Projektfreigabe durch Tiefbau Stadt Bern ist erforderlich. Insbesondere sind die Zulässigkeit und Dimensionierung nachzuweisen.

Randbedingungen

RB 1: Gewässerschutzbereich

Die Zulässigkeit der Versickerung von Niederschlagswasser im Gewässerschutzbereich (Au und üB) ist abhängig von der Belastungsklasse des Niederschlagswassers (RB 2), vom Grundwasserflurabstand (RB3), vom Vorhandensein eines belasteten Standorts (RB4) und vom Bodenaufbau (RB5). In den Grundwasserschutzzonen S1 und S2 ist eine Versickerung nicht erlaubt. Die Versickerung in der Grundwasserschutzzone S3 wird hier nicht betrachtet und muss im Einzelfall beurteilt werden. Die Beurteilung und die Bewilligung erfolgen durch den Kanton Bern.

Gewässerschutzbereich und Grundwasserschutzzonen können aus dem Geoportal des Kantons Bern unter der Registerkarte Gewässerschutzkarte ermittelt werden. Auf dem Gemeindegebiet der Stadt Bern existieren keine Grundwasserschutzzonen.

RB 2: Niederschlagswasser Belastungsklassen

Die Beurteilung der Belastung von Niederschlagswasser von Plätzen erfolgt anhand der Nutzung der Herkunftsfläche [3]. Bei Verkehrswegen werden Belastungspunkte gemäss VSA [3], Modul B, Tabelle B8, ermittelt. Aufgrund der Herkunftsfläche und der Belastungspunkte werden drei Belastungsklassen unterschieden: gering, mittel und hoch.

Die Klassierung des Strassenabwassers erfolgt anhand von Belastungspunkten, die sich aus einer Grundbelastung in Abhängigkeit des Verkehrsaufkommens und weiteren Faktoren (z.B. Strassenreinigungsintervalle, Schwerlastanteile) ergeben und die gemäss VSA [3], Tabelle B8, ermittelt werden.

Ein wichtiger Bestandteil der Belastungsklassierung ist das Verkehrsaufkommen, welches grundsätzlich den Planungshorizont berücksichtigen sollte. Diesbezüglich ist das Gesamtverkehrsmodell (GVM) des Kantons Bern anzuwenden. Bei der Beurteilung ist der Prognosezustand (2040) massgebend. Die Daten sind nicht frei zugänglich und müssen beim Kanton Bern, Amt für öffentlichen Verkehr und Verkehrskoordination, bezogen werden. Die aktuellen Verkehrszahlen der Kantonsstrassen können dem Geoportal des Kantons Bern unter der Registerkarte Verkehr/ Kantonsstrassenverkehrsdaten entnommen werden. Bei Tiefbau Stadt Bern (TAB) existieren zudem aktuelle Daten (IST-Zustand) der Gemeindestrassen. Wenn keine Verkehrszahlen vorhanden sind, sind in Rücksprache mit Tiefbau Stadt Bern Annahmen zu treffen.

In der Stadt Bern gibt es differenzierte Reinigungsintervalle von Strassen und Gehwegen. Diese werden flächendeckend wöchentlich (monatlich viermal) maschinell gereinigt, womit gemäss VSA [3], Tabelle B8, ein Abzug von 4 Punkten berücksichtigt werden kann. Bei spezifischen Fragen ist die Strassenreinigung der Stadt Bern zu kontaktieren.

Parkplätze mit wenig Fahrzeugwechseln gelten gemäss VSA-Richtlinie als gering belastet, häufige Fahrzeugwechsel als mittel bis hoch belastet. Da das Kriterium «wenig/häufig» nicht quantifiziert wird, sind nachfolgend Einstufungen aufgeführt:

• Strasse gering belastet > angrenzende Parkplätze ebenfalls «gering».
• Strasse mittel/hoch belastet > angrenzende Parkplätze sind situativ zu beurteilen

Weitere Parkplatz- oder sonstige Anlagen wie beispielsweise urbane Plätze sind situativ zu betrachten. Bei der Versickerung von Dachabwasser im öffentlichen Raum erfolgt die Belastungsbeurteilung gemäss VSA [3], Tabelle B6.

RB 3: Grundwasserflurabstand

Der Flurabstand zum 10-jährlichen Grundwasserstand (HW10) muss ≥ 1 m betragen:

Oberirdische Versickerungsanlage	Unterirdische Versickerungsanlage

Der relevante Grundwasserstand kann aus der hydrogeologischen Karte der Stadt Bern, Plan «Isohypsen des Grundwasserspiegels HW10», ermittelt werden.

Für lokale Angaben sind Untersuchungen und Einschätzungen einer Fachperson Hydrogeologie nötig.

RB 4: Belastete Standorte

Auf belasteten Standorten darf in der Regel nicht versickert werden. Belastete Standorte können unter der Registerkarte Kataster der belasteten Standorte (KBS) aus dem Geoportal des Kantons Bern ermittelt werden. Nach einer erfolgten Dekontaminierung des Untergrunds oder einer Versickerung unterhalb der Belastung ist eine Versickerung von Niederschlagswasser nach vorgängiger Absprache mit dem Amt für Wasser und Abfall (AWA) des Kantons Bern allenfalls möglich.

Bei Bauvorhaben, welche keinen im KBS erfassten Standort tangieren, müssen generell keine vorsorglichen Untersuchungen gemacht werden. Werden jedoch sonstige Baugrunduntersuchungen oder hydrogeologische Untersuchungen durchgeführt, ist der Untergrund auf eine allfällige Belastung zu prüfen. Es soll untersucht werden, ob «Abfälle» oder sonstige verdächtige Materialien sichtbar sind. Sollte belastetes Material nachgewiesen werden, so ist das AWA rechtzeitig hinsichtlich des weiteren Vorgehens zu kontaktieren.

Sollte trotz aller Abklärungen während der Bauarbeiten unverhofft verdächtiges oder belastetes Material innerhalb des vorgesehenen Versickerungsperimeters nachgewiesen werden, ist für die Beurteilung bzw. die Definition des weiteren Vorgehens umgehend das AWA zu kontaktieren.

RB 5: Sickerleistung Boden und Untergrund

In Versickerungsanlagen mit Bodenpassage ist die Sickerfähigkeit des eingebrachten Bodens sicherzustellen. Wird der Aufbau der Bodenschichten (Ober- und Unterboden) gemäss spongecity.info ausgeführt, ergibt sich eine ausreichende Sickerleistung von 0.5-2 l/(min*m²). Sollte der darunter anstehende Untergrund weniger sickerfähig als die Bodenschichten sein, sind Retentionsvolumina und Überlaufmöglichkeiten zu prüfen. Allerdings soll gemäss VSA bei Versickerungsanlagen der "bewachsene Boden […] nach intensiven Regenereignissen nicht länger als 48 Stunden unter Wasser stehen". Da dies in schlecht sickerfähigem (< 0.5 l/(min*m²)) Untergrund meistens nicht möglich sein wird, soll diese Ausnahmesituation möglichst vermieden werden.

Da die Sickerleistung im Untergrund der Stadt Bern lokal variiert, ist aufgrund von geologischen Baugrundaufschlüssen, Gutachten etc. abzuklären, ob und unter welchen Umständen der Standort zur Versickerung in einer Anlage geeignet ist. Aus dem Geoportal des Kantons Bern können unter der Registerkarte Versickerungszonen grobe Hinweise zu den Versickerungsmöglichkeiten entnommen werden.

Bei Projektstart ist in Koordination mit allenfalls weiteren Bauherrschaften zu definieren, ob, wo und wann Baugrunduntersuchungen gemacht werden müssen. Wenn keine weitergehenden Untersuchungen gemacht werden, soll mit einer Sickerleistung des Bodens von 1 l/(min*m²) gerechnet werden

RB 6: Bäume und Versickerung

Zur Förderung der Verdunstung und Beschattung im öffentlichen Raum sind Baumpflanzungen als klimawirksame Massnahme unabdingbar. Auch die Ressource Niederschlagswasser spielt eine wichtige Rolle für die Wasserversorgung dieser Bäume. Eine Kombination aus Baumstandort und Versickerung wird auch aus Sicht der vielfältigen Nutzungsansprüche an Flächen im öffentlichen Raum attraktiv, denn «der öffentliche Raum ist ein wesentlicher Bestandteil der räumlichen und sozialen städtischen Struktur. In ihm überlagern sich die vielfältigen Nutzungsansprüche einer dynamischen Gesellschaft. Seine Grundfunktionen mit den identitätsstiftenden Eigenschaften als Strasse, Weg, Platz mit den benötigten Versorgungsbereichen gilt es zu sichern. Den veränderten gesellschaftlichen, ökologischen, klimatischen, verkehrlichen wie auch finanziellen Anforderungen ist Rechnung zu tragen. Kooperative Planungsprozesse klären, welche Nutzungen Priorität erhalten und welche kombiniert oder überlagert werden können». Dabei ist insbesondere der Gewässerschutz, unter den auch der Schutz des Grundwassers fällt, zu berücksichtigen.

alt= Beispiele von Bäumen in Kombination mit Flächenversickerung (AE / AV < 5); Situationen a), b) und d) zeigen Bäume in Grünstreifen. Alle anderen Situationen entsprechen Bäumen mit einer begrenzten Baumgrube und einer definierten Baumscheibe (Einzelbaumscheibe).

alt= Beispiele von Bäumen in Kombination mit Flächenversickerung (A_E / A_V < 5); Situationen a), b) und d) zeigen Bäume in Grünstreifen. Alle anderen Situationen entsprechen Bäumen mit einer begrenzten Baumgrube und einer definierten Baumscheibe (Einzelbaumscheibe).

Abbildung 3: Beispiele von Bäumen in Kombination mit Flächenversickerung (A_E / A_V < 5); Situationen a), b) und d) zeigen Bäume in Grünstreifen. Alle anderen Situationen entsprechen Bäumen mit einer begrenzten Baumgrube und einer definierten Baumscheibe (Einzelbaumscheibe).

Abbildung 3 zeigt Beispiele von Bäumen im öffentlichen Raum, denen Niederschlagswasser zugeführt wird. Dabei wird zwischen Grünstreifen und Einzelbaumscheiben unterschieden. Die Baumscheibe ist der Boden um den Baumstamm herum. Die Baumgrube ergibt sich normalerweise aus der Fläche der Baumscheibe und der Tiefe. Werden überbaubare unterirdische Speicherschichten eingebaut, wird die Baumgrube entsprechend grösser.

Zudem ist die Vereinbarung «Bäume über Werkleitungen, öffentliche Abwasseranlagen» zu berücksichtigen. Die entsprechenden Werke sind rechtzeitig miteinzubeziehen.

Für die Kombination von Bäumen und einer Versickerung im öffentlichen Raum werden zwei Fälle unterschieden:

1. Bäume und Flächenversickerung (A_E / A_V < 5)

Handelt es sich um eine Flächenversickerung (A_E / A_V < 5) und kann am Baumstandort ein Einstau (keine Vertiefungen) ausgeschlossen werden, sind für die Zulässigkeitsprüfung die Beurteilungskriterien und Einschränkungen gemäss Tabelle 4 zu prüfen. Darin entsprechen Bäume in Grünstreifen dem Systemtyp 1 «Oberflächliche Versickerung mit Bodenpassage». Werden die Baumgruben nicht mit einer Bodenpassage gemäss Systemtyp 1 ausgestaltet, sind sie dem Systemtyp 2a «Oberflächliche Versickerung ohne Bodenpassage mit Humus-Anteilen» zuzuordnen. Die Systemtypen werden in Kapitel 4 näher beschrieben und anhand von Beispielen verdeutlicht. Baumscheiben, die mit einem Baumschutzrost abgedeckt sind, entsprechen ebenfalls dem Typ 2a. Da in diesem Fall die Vertiefung nicht als berechneter Retentionsraum eingeplant ist, kommt ebenfalls die Tabelle 4 zur Anwendung.

Steht bei einer Flächenversickerung (A_E / A_V < 5) ein Baum im Einstaubereich (Vertiefung), gelten die Anforderungen aus dem nachfolgenden Abschnitt für «Bäume und Versickerungsanlagen».

2. Bäume und Versickerungsanlagen (A_E / A_V ≥ 5)

Sollen Baumpflanzungen mit einer Versickerungsanlage (A_E / A_V ≥ 5) kombiniert werden, sind zusätzliche Anforderungen zur Tabelle 4 zu berücksichtigen.

In Versickerungsanlagen ist die Anordnung von Bäumen oberhalb der Halbfüllung (halbe dimensionierte Füllhöhe) zulässig. Auf Grundlage von Berechnungen, die im Rahmen der Erarbeitung dieser Arbeitshilfe durchgeführt wurden, ist davon auszugehen, dass die Bäume in der Böschung oberhalb der Halbfüllung nur sehr selten und kurzfristig eingestaut werden.

Abbildung 4: Bäume in Kombination mit Versickerungsanlagen; Links: Bäume in einer Versickerungsmulde oberhalb der Halbfüllung (Überlauf Niveau Terrain), rechts: Anordnung von Versickerungsmulden in einem Grünstreifen mit Bäumen (mit und ohne erweitertem Wurzelraum).

Zulässigkeit Versickerung

Die Zulässigkeit der Versickerung von Strassen- und Platzabwasser wird durch VSA Tabelle B11 vorgegeben. Sie ist abhängig von lokalen und planerischen Voraussetzungen gemäss Tabelle 3.

Tabelle 3: Lokale und planerische Voraussetzungen für die Versickerung

Lokale Voraussetzungen	Planerische Voraussetzungen
Gewässerschutzbereich (RB 1) Niederschlagswasser Belastungsklasse (RB 2) Grundwasserflurabstand (RB 3) Belastete Standorte (RB 4) Sicherfähigkeit Untergrund (RB 5) Bäume und Versickerung (RB 6)	Vorhandensein einer Bodenpassage Verhältnis zwischen angeschlossener und versickerungswirksamer Fläche (AE/AV) Retention in Zwischenschicht, Mulden-Rigolen-System Baum und Versickerung (RB 6)