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Fallstudien

Ein überschwemmungs- und hitzesicheres grünes Emschertal, Deutschland

Ein überschwemmungs- und hitzesicheres grünes Emschertal, Deutschland

Vor über einem Jahrhundert wurde eine dünn besiedelte Landschaft von Wasserwiesen in einen industriellen Ballungsraum verwandelt, und der ungezähmte Fluss Emscher im Ruhrgebiet verwandelte sich in ein künstliches System offener Abwasserwege. Aufgrund der durch den Bergbau verursachten Absenkung war es unmöglich, ein unterirdisches Kanalsystem zu bauen. Daher wurden die Emscher und ihre Nebenflüsse reguliert und verwendet, um das Abwasser zusammen mit Regenwasser an der Oberfläche zu transportieren. Dies machte den Emscher einfach zu einem großen offenen Abwasserkanal. Mit dem Rückgang in der Bergbauindustrie gab die traditionelle Schwerindustrie den Dienstleistungs- und Hightech-Industrien Platz.

In den 1990er Jahren begann die Restaurierung des 85 km langen Emscher-Flusses, wobei das Neue Emschertal nach und nach unter Berücksichtigung der Herausforderungen des Klimawandels entstanden ist. Dieses groß angelegte Projekt sollte die regionale Entwicklung vorantreiben und den wirtschaftlichen, ökologischen und sozialen Fortschritt im Tal fördern. Dies wurde durch einen sozialen Konsens und eine enge Zusammenarbeit zwischen Kommunen, Unternehmen und Bürgern erreicht. 2006 wurde die Emscher Roadmap 2020 mit Planungsgrundsätzen für ein neues Revitalisierungsprojekt von der Emschergenossenschaftveröffentlicht. Zahlreiche Maßnahmen dieses Fahrplans wurden umgesetzt. Abwasser wurde durch geschlossene Kanalisationen geleitet und der Fluss und seine Nebenflüsse wurden in naturähnliche Wasserstraßen umgewandelt. Nach und nach mit Hilfe mehrerer Projekte und der Rolle der regionalen Planungsgremien entwickelt, umfasst das Tal kühlende Grünflächen, Hochwasserschutzgebiete, Erholungsgebiete und ein Netzwerk, das verschiedene Lebensräume miteinander verbindet. Damit wird die Lebensqualität in der Metropolregion Ruhr auch unter zukünftigen klimatischen Bedingungen verbessert. Durch die Stärkung des grünen Infrastrukturnetzes und die Änderung des Wassermanagements hat das Emschertal erfolgreich begonnen, seine Kapazitäten als Kohlenstoffsenke zu verbessern, ein günstigeres Mikroklima zu schaffen, Hochwasserrisiken bei Starkregenereignissen zu verringern und in trockenen Sommerperioden einen ausgewogeneren Wasserkreislauf zu erreichen.

 

Beschreibung der Fallstudien

Herausforderungen

Im 20. Jahrhundert wurde der Emscher hauptsächlich dazu genutzt, das gesamte Abwasser des Gebiets schnell und vollständig zu entwässern. Dies führte zu extremen Schwankungen der entwässerten Wassermengen. Nach einem Regen könnten bis zu 350 Kubikmeter Wasser pro Sekunde durch den Emscher geflossen sein, im Gegensatz dazu hätten in Trockenperioden nur 11 Kubikmeter pro Sekunde Wasser durch diesen verschmutzten Wasserweg fließen können. Angesichts der Prognose des Klimawandels sind weitere Extreme zu erwarten.

Nach großräumigen Klimaprojektionen wird das Emscher-Gebiet mehr nasse und gemäßigte Winter sowie häufigere extreme Winde und Stürme erleben. Die Sommer werden heißer und mit wiederkehrenden Ereignissen extremer Regenfälle. Diese klimatischen Veränderungen werden dauerhafte Auswirkungen auf die sozioökonomischen Bedingungen der Bevölkerung, auf die Sicherheit sowie auf die Produktivität und Wettbewerbsfähigkeit der Region haben. Im Detail werden die folgenden Herausforderungen des Klimawandels für das Gebiet erwartet (Qurmbachet al., 2012):

  • Zunahme extremer Niederschlagsereignisse: immer häufiger und schwerer. Der Klimawandel wird die Ereignisse extremer Regenfälle verdoppeln. Daten von 1961-1990 zeigen, dass Regenereignisse mit mehr als 40 mm/d etwa 2-mal pro Jahr auftreten. Die Prognosen für ähnliche Ereignisse für die Jahre 2021-2050 sind etwa 5-mal pro Jahr und für die Jahre 2071-2100 sogar mehr als 5 Mal. Der jährliche Durchschnittsniederschlag wird bis 2050 um etwa 9 % ansteigen.
  • Erhöhung der Temperatur: mehr heiße Tage, weniger kalte Tage. In den letzten 50 Jahren hat die durchschnittliche Lufttemperatur einen Anstieg von 1 °C gezeigt. Für die Zukunft wird erwartet, dass die Jahresdurchschnittstemperatur bis 2050 um weitere 1,6 Grad und um etwa 2,9 Grad bis 2100 ansteigt. Nicht nur der durchschnittliche Temperaturanstieg, auch Extreme werden häufiger mit mehr Tagen mit Temperaturen über 30 Grad auftreten. Bis 2050 werden 50 % mehr heiße Tage und bis 2100 etwa 100 % mehr heiße Tage erwartet. Dies wird insbesondere für die alternde menschliche Bevölkerung im Ruhrgebiet zu Hitzestress führen. Kalte Tage mit Frost und Eis werden bis 2050 um etwa 50 % und bis 2100 um etwa 80 % sinken.
  • Auswirkungen auf das Grundwasser: weniger im Sommer und höher im Winter. Im Sommer wird erwartet, dass höhere Temperaturen zu einer niedrigeren Wiederaufladung des Grundwassers führen. Im Winter mit mehr Niederschlägen wird erwartet, dass das Grundwasser steigt. Dies erhöht die Möglichkeit von Überschwemmungen. Insbesondere wenn kein nachhaltiges Regenwassermanagement umgesetzt wird, werden die Hochwassergebiete in naher Zukunft um etwa 20 % zunehmen.
  • Auswirkungen auf Ökosysteme. Der oben beschriebene Klimawandel wird sich auf Ökosysteme wie Gewässer, Feuchtgebiete und Wälder auswirken. Vor allem Wasserkörper sind empfindlich: niedriger Wasserstand im Sommer wird den Gehalt an Nährstoffen und Schadstoffen erhöhen, extreme Regenfälle verursachen Erosion an den Flussufern und eine höhere Temperatur senkt den Sauerstoffgehalt im Wasser.
Ziele

Um sich auf zukünftige klimatische Bedingungen vorzubereiten, hat sich die Emschergenossenschaft, der für den Emscher zuständige Wasserwirtschaftsverband, für flexible naturbasierte Lösungen entschieden. Es wurde die Wahl getroffen, die Kanalisation des ursprünglich an den Emscher und seine Zuflüsse gerichteten Abwassers in geschlossene Kanalisationen mit einer Revitalisierung der Flüsse zu kombinieren, um den Wasserkreislauf zu stärken und von der Wasserpufferung sowie von der Kühlung durch die Ökosystemdienstleistungen der Natur zu profitieren. Kurz gesagt, die wichtigsten Anpassungsziele waren:

  • Für den Sommer: Schaffung der grünen Korridore des Emscher Landschaftsparks zur Kühlung sowie zur Schaffung eines widerstandsfähigen Wassersystems, wodurch das Austrocknen von Bächen und Flüssen vermieden wird.
  • Für den Winter: Erhöhung der Retentionskapazität der Gewässer, um Überschwemmungen bei starken Regenfällen zu vermeiden.
Lösungen

Eine traditionelle Lösung als Reaktion auf den erwarteten Wassereinleitungsbedarf wäre der Bau eines Kanalisationssystems gewesen, das die erwarteten Schwankungen der Wassermengen bewältigen könnte. Mit dem Emscher-Revitalisierungsprojekt wurde ein stärkerer Übergangsansatz zur Stärkung des Wasserkreislaufs verfolgt, indem der Fluss und seine Nebenflüsse in naturähnliche Wasserstraßen umgewandelt und Abwasser durch geschlossene Abwasserkanäle geleitet werden. Das nach und nach ausgebaute Tal umfasst bereits abkühlende Grünflächen, Hochwasserschutzgebiete, Erholungsgebiete und ein Lebensraumnetz. All diese Maßnahmen tragen zur Verbesserung der Lebensqualität im Metropolgebiet Ruhr bei. Wichtige Schlüsselelemente des Emscher-Projekts waren und sind die natürliche Sanierung des Emscher-Systems, das Abwassermanagement mit unterirdischen Anlagen des Abwassersystems, die Berücksichtigung des Hochwasserschutzes in allen Projekten und ein nachhaltiges Regenwassermanagement mit Rückführung von (reinem) Regenwasser in natürliche Wasserkreisläufe. Weitere Elemente sind Bildungsinitiativen rund um das Emschertal und die Entwicklung wertvoller Erholungsgebiete.

Naturähnliche Gewässer haben eine höhere Kapazität, extreme Wetterereignisse zu puffern. Bei starken Regenfällen hat ein naturähnlicher Wasserkörper eine höhere Retentionskapazität als ein stark modifiziertes Wasser. Die Grüngürtel, die den Emscher und seine Zuflüsse begleiten, dienen als Frischluftversorgungskorridore für die dichten städtischen Gebiete. Feuchtgebiete und Regenwasserrückhaltegebiete kühlen Wärmeinseln ab. Die Lebensqualität der Menschen steigt, Hitzestress wird reduziert und neue Radwege entlang der Gewässer bieten Möglichkeiten für nachhaltige Mobilität. Der Gesamtansatz besteht darin, Wassermanagement und Stadtplanung für eine wassersensible Stadtentwicklung zu integrieren.

Bevor Projekte wie dynaklim und Future Cities begannen, entwickelte jeder Akteur in der Emscher-Region einen eigenen Anpassungsansatz. Zum Beispiel analysierten die Wasserbretter, ob ihr nachhaltiges Wassermanagement geeignet war, die erwarteten Auswirkungen des Klimawandels zu bewältigen. Städte bewerteten ihren Gebäudebestand und diskutierten, welche Verbesserungen als Reaktion auf den Wärmeinseleffekt erforderlich wären. Darüber hinaus förderte der Regionalverband Ruhr seine Messungen der städtischen Temperaturen. Mit Unterstützung dieser beiden Projekte wurde ein sektorübergreifender Ansatz entwickelt, der alle relevanten Interessenträger aus verschiedenen Sektoren einschließt, wie z. B.: Wassermanagement, Planung, Bau, Gesundheit und Rettungsdienste. Darüber hinaus diente der Fall Emscher als Partner des Projekts Future Cities als Beispiel dafür, Strategien zu entwickeln, um städtische Regionen fit für die erwarteten Auswirkungen des Klimawandels zu machen. Im Rahmen des Projekts wurde das gemeinsame Tool „Future Cities Adaptation Compass“ entwickelt, um Stadtregionen dabei zu helfen, eine eigene Anpassungsstrategie zu entwickeln. Dieses Instrument förderte sehr viel einen interdisziplinären Ansatz, um sektorübergreifende Lösungen zu erreichen.

Ein Beispiel für ein Ergebnis des Projekts Future Cities ist die nachhaltige Entwicklung zweier klimasicherer Industrieparks in Bottrop in der Emscher-Region. Blitzfluten nach starken Regenfällen traten häufig an beiden Standorten auf. Es wird erwartet, dass diese Situation durch den Klimawandel verschärft wird. Die Emschergenossenschaft und die Gemeinde Bottrop haben sich auf eine Kooperation zur Umstrukturierung der Industrieparks „Scharnhölzstraße“ und „Boytal“ geeinigt und so Wasser-, Grün- und Energiemaßnahmen kombiniert, um sie klimasicher zu machen. Die Scharnhölzstraße ist eine alte Betriebsstätte mit fast vollständig versiegelter Oberfläche. Auf dem Gelände neigen starke Regenfälle dazu, Probleme sowie Überhitzung während Dürreperioden zu verursachen. Ein kombinierter Ansatz wurde für den öffentlichen Raum einerseits und die privaten Räumlichkeiten der Industrie andererseits verfolgt. Dezentrale Lösungen für Regenwasser (Regenwasserinfiltration und Regenwassernutzung, Solarstromnutzung und Grünzonenanreicherung) wurden ins Auge gefasst, um das Gebiet für kommende Klimaereignisse zu stärken.

Obwohl das Emscher-System nun gut vorbereitet ist, können torrentiale Regenfälle von Zeit zu Zeit zu Überschwemmungen führen. Andere Erhaltungs-, Requalifikations- und Anpassungsprojekte wurden daher begonnen oder sind geplant. So initiierte die Ruhr-Konferenz 2020 beispielsweise ein neues Projekt mit dem Titel „Klimaresiliente Region mit internationaler Strahlkraft“. Im Rahmen dieses Projekts wird der ökosystembasierte und ganzheitliche Ansatz in der Emscher-Region auf das gesamte Ruhrgebiet ausgedehnt. Das Ruhr-System umfasst eine Fläche von 4,435 km², auf der rund 5,1 Millionen Menschen in 53 Städten und Gemeinden leben. Für die Umsetzung von Anpassungsmaßnahmen stehen in den nächsten zehn Jahren in diesem Bereich Fördermittel mit einem Volumen von rund 250 Millionen Euro zur Verfügung.

Relevanz

Case developed and implemented and partially funded as a Climate Change Adaptation measure.

Zusätzliche Details

Stakeholderbeteiligung

Das Emscher-Restaurierungsprojekt ist eng mit der Regionalentwicklung verknüpft und hat der Sensibilisierung und Bildung große Bedeutung beigemessen. Das Neue Emschertal wird durch die enge Zusammenarbeit von Kommunen, Unternehmen und Bürgern entwickelt, koordiniert von der Emschergenossenschaft.

Die beiden Projekte dynaklim und Future Cities leisteten einen wichtigen Beitrag zur Stärkung der Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Akteuren. Im Rahmen des ersten Projekts wurde die dynaklim-Gruppe gegründet. Es umfasst mehr als 50 Netzwerkpartner: Unternehmen der regionalen Wirtschaft, Wasserverbände, Kommunen, Universitäten und Forschungseinrichtungen sowie regionale und zivilgesellschaftliche Initiativen. Gemeinsam erarbeiteten sie eine gemeinsame regionale Klimaanpassungsstrategie. Das dynaklim Netzwerk hat einen ständigen Austausch von neuem Wissen und praktischen Erfahrungen zwischen den Projektpartnern und mit der Öffentlichkeit aufgebaut. In ähnlicher Weise wurden während des Projekts „Future Cities“ mehrere Maßnahmen definiert und mit dem Ziel eingerichtet, die Fortsetzung nach Abschluss des Projekts zu unterstützen. Es wurden eine Reihe von Initiativen eingeleitet, um die Nachhaltigkeit der oben genannten Projekte zu gewährleisten, darunter auch das Engagement der Interessenträger:

  • Die bisherigen jährlichen Treffen des dynaklim-Projekts werden von den Projektpartnern DWA (Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfalland) fortgesetzt.
  • Einige im Rahmen des dynaklim-Projekts entwickelte Maßnahmen wurden in den „Klimaschutzplan“ der nordrhein-westfälischen Regierung integriert.
  • Der Emscher Roadmap 2020 berechtigt die zuständigen Organisationen zum Anpassungsprozess und sieht vor, dass diese Organisationen auch nach Abschluss der Projekte die erforderlichen Maßnahmen fortsetzen.
  • Die Nutzung des Future Cities Adaptation Compass in der Stadt Dortmund beinhaltet eine breite Beteiligung von Stakeholdern. Der Prozess begann mit einer Stakeholder-Analyse, um sicherzustellen, dass kein relevanter Akteur ausgelassen wird.

Weitere relevante Aktivitäten zur Beteiligung von Interessenträgern sind:

  • Im Falle der Wiederherstellung der Wasserläufe des Emscher-Systems sind die Bewohner an der Planung und Umsetzung in einem breiten Informations- und Beteiligungsprozess beteiligt.
  • Im Hinblick auf ein nachhaltiges Regenwassermanagement werden die Menschen in der Region Emscher ausführlich darüber informiert, wie sie mit einer Internetplattform eingebunden werden können.
  • Speziell in Bezug auf extreme Regenereignisse wurde im Rahmen des Projekts Future Cities eine Informationskampagne gestartet. Die Kampagne basiert auf der Internetplattform.

Die Einzugsgebiete des Emscher und der angrenzenden Lippe stehen vor ähnlichen Herausforderungen des Klimawandels. Die beiden Wasserbretter, die Emschergenossenschaft und der Lippeverband, haben daher gemeinsam Maßnahmen für das Wassermanagement entwickelt.

Erfolgsfaktoren und Hemmnisse

1992 begann die Revitalisierung der Emscher und ihres Tals. Nach vielen Jahren der Planung und Umsetzung ist das Neue Emschertal von einem rein vorgestellten Ideal zu einer Realität übergegangen, die eine neue Stadtentwicklung inspiriert hat. Die Modernisierung der Abwasserinfrastruktur und die damit verbundene Revitalisierung des Emschers machen den Fluss zu einem wertvollen Raum für Freizeit und Entspannung in der Region. Die Menschen können nun wieder den Emscher erleben, der aufgrund der hohen Verschmutzung einst für die Öffentlichkeit unzugänglich war. Die Revitalisierung des Emschers und die Einleitung von Abwasser in unterirdische Kanäle haben überirdisch neue Innovationsräume freigesetzt, was die Region Emscher attraktiver macht. Ökologische, soziale und institutionelle Innovationen wurden kombiniert, um diese neuen Räume zu entwickeln. Damit ist der Emscher Umbau nicht nur ein technologisches Projekt, sondern auch ein wichtiger Auslöser für die Verbesserung der Lebensqualität und die Erzielung positiver wirtschaftlicher Auswirkungen im Ruhrgebiet.

Der Bau von unterirdischen Kanalisationen ist noch im Gange und wird voraussichtlich bis 2022 abgeschlossen sein. Es ist wichtig zu betonen, dass die ökologische Verbesserung ein kontinuierlicher Prozess ist, der daher kontinuierlich unterstützt werden muss. Der Hauptbegrenzungsfaktor für andere Eingriffe ist der Raum. In einer dicht besiedelten Region wie der Emscher-Region mit 2.700 Einwohnern pro Quadratkilometer ist es sehr schwer, Platz für ein mäanderndes Flusssystem zu finden. Die konkurrierenden Anforderungen an den Weltraum sind vielfältig: ökonomische, soziale und ökologische Aspekte müssen gegeneinander abgewogen werden. Darüber hinaus können die Behörden Pläne nur auf der Grundlage gültiger Vorschriften genehmigen.

Kosten und Nutzen

Mit einem Investitionsvolumen von 4,5 Milliarden Euro und einer Projektlaufzeit von mehreren Jahrzehnten, d. h. von 1989 (Beginn der Internationalen Bauausstellung IBA Emscherpark) bis 2022 (erwartetes Ende des Baus der unterirdischen Kanalisation), ist der Emscher Umbau eines der größten Infrastrukturprojekte Europas. Investitionen dieser Größenordnung haben spürbare Auswirkungen auf die Wirtschaft einer Region. Durch die Emscher-Revitalisierung wurden in den Jahren 1991 bis 2020 etwa 1.400 Arbeitsplätze pro Jahr geschaffen (vgl. Studie des Rheinisch-Westfälischen Instituts für Wirtschaftsforschung, November 2013). Die Bedeutung des Umwandlungsprojekts reicht jedoch weit über seine direkten Auswirkungen auf die Beschäftigung hinaus. Die Aufwertung der Emscher-Region sorgt für neue Lebensqualität und Arbeit und bringt große Chancen, die Attraktivität des Ruhrgebiets nachhaltig zu verbessern. So kann es die Entscheidungen innovationsorientierter Unternehmen positiv beeinflussen, wenn es darum geht, sich in der Region zu bewegen oder zu gründen. Der erfolgreiche Umbau eines derart großen Flusssystems sendet auch ein positives Signal für ähnliche groß angelegte Wasserwirtschafts- und Stadtentwicklungsprojekte in ganz Europa.

Angesichts der Herausforderungen der Klimaanpassung ist es kaum möglich, die damit verbundenen Kosten zu benennen, wenn nicht die Entscheidung getroffen worden wäre, den Emscher wiederherzustellen, sondern höhere Deiche und größere Kanalisationen umzusetzen. Abgesehen davon, dass es ein Vermögen kosten würde, ein rein technisches Schutzsystem bereitzustellen, wäre dies niemals ein 100 %iger Beweis, wenn man bedenkt, dass niemand genau weiß, wie extrem das nächste Niederschlagsereignis sein wird.

Die Emscher-Revitalisierung wird über die Mitglieder der Emschergenossenschaft bezahlt, die Gemeinden, den Bergbau und private Parteien sind. Darüber hinaus wurde die beste Verwendung von mehreren Fonds gemacht: aus dem Land Nordrhein-Westfalen, nationale Forschungsförderung wie KLIMZUG und EU-Förderung wie Ziel 2, INTERREG, FP7 und HORIZON2020, LIFE+. Wo immer möglich, wird Unterstützung durch private Parteien, lokale Unternehmen und NGOs wie die Emscherfreunde (Freunde des Emscher) begrüßt.

Umsetzungszeitraum

Die Emscher-Revitalisierung begann 1992. Der Bau von unterirdischen Kanalisationen dauert rund 25 Jahre und wird voraussichtlich bis 2022 vollständig abgeschlossen sein. Die ökologische Weiterentwicklung der Emscher und ihres Tals ist ein kontinuierlicher Prozess.

Lebensdauer

Die Revitalisierung der Emscher und ihres Tals ist ein fortlaufender Prozess, der voraussichtlich langanhaltend ist.

Referenzinformationen

Kontakt

Emschergenossenschaft / Lippeverband
Office of the board of management

Mario Sommerhäuser, head of office
E-mail: sommerhaeuser.mario@eglv.de

Martina Oldengott
E-mail: oldengott.martina@eglv.de

Andreas Giga
E-mail: giga.andreas@eglv.de 

Referenz

Emschergenossenschaft / Lippeverband

Veröffentlicht in Climate-ADAPT Nov 22 2022   -   Zuletzt aktualisiert in Climate-ADAPT Jan 15 2024


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