Planungstool für Blau-Grüne Infrastruktur (BGI-Planer)

In diesen Modulen können Nutzerinnen und Nutzer Handlungsbedarfe und Machbarkeiten in ihrem Gebiet analysieren. Der BGI-Planer funktioniert hier wie ein Skizzenbuch – d.h. es ist den Nutzerinnen und Nutzer selbst überlassen, was sie einzeichnen oder notieren wollen.

Die Polygonzeichnen-Funktion und das Auswählen von Blockteilflächen kann genutzt werden, um Hotspots zu identifizieren. Ebenso kann aber auch das ganze Gebiet ausgewählt werden, wenn der Handlungsbedarf oder die Machbarkeit überall zutrifft. Die Notizenfunktion kann genutzt werden, um Informationen oder Gedanken festzuhalten.

Die Zeichnungen und Notizen aus Modul 1 und 2 sind im dritten Modul „Planung und Effektbewertung“ einblendbar. Sie haben aber keine Auswirkungen auf die Effektbewertung.

Dies geschieht im dritten Modul des BGI-Planers. Sie können sich zunächst über die Maßnahmen in den Steckbriefen informieren. Dort sind auch die Hitze und Starkregenmodellierungen zu finden. Das Platzieren funktioniert nach Auswahl der Maßnahme per Polygon zeichnen oder Punkt setzen.

Folgendes ist zu beachten:

• Maßnahmen können nur innerhalb von Blockteilflächen platziert werden.
• Für Versickerungsmaßnahmen muss zuerst eine angeschlossene Fläche (z.B. Dach) gezeichnet werden. Daraufhin kann die Maßnahme damit verknüpft und platziert werden.
• Pro Maßnahme gibt es eine vorgegebene Maximalfläche, auf der die Maßnahme platziert werden kann. Diese wird in Rot als „Kapazität“ angezeigt.
• Sie können in der Layerauswahl links die eingezeichneten Maßnahmen ein- und ausblenden.

Schließlich können Sie per Klick auf den Modellierungsknopf unten links die Effektbewertung für den Wasserhaushalt und den Gewässerschutz aufrufen.

Die automatische Auswertung von Karteninhalten ist technisch komplex und wurde daher nicht als Funktion implementiert. Darüber hinaus liegt dem BGI-Planer ein bewusstes Konzept der Eigenanalyse zugrunde: Nutzer:innen sollen selbst entscheiden, worauf ihr Analysefokus liegt und welche Aspekte sie für relevant erachten. Da Karten grundsätzlich unterschiedlich interpretierbar sind, würde eine automatisierte Auswertung dieser Offenheit nicht gerecht werden.

In seiner aktuellen Form stellt der BGI-Planer nur Karten im Land Berlin dar. Da das Tool jedoch als Open-Source-Lösung verfügbar ist (siehe GitHub), ist eine Übertragung auf andere Regionen und Kommunen grundsätzlich möglich. Dafür müssen zunächst die erforderlichen Kartengrundlagen ermittelt und entsprechend angepasst werden. Auch die zugrunde liegenden Modellierungen können übernommen werden, sofern sie an die regionalen Gegebenheiten angepasst werden und die nötigen Daten vorliegen. Interessierte Kommunen können sich hierfür an das Kompetenzzentrum Wasser Berlin und die Technologiestiftung Berlin wenden.

Karten können als WMS eingebunden werden, Polygone (z.B. für Neubau oder das Untersuchungsgebiet) lassen sich als Shapefile oder GeoJSON hochladen. Liegen Kartengrundlagen im DXF-Format vor, müssen diese zunächst georeferenziert und in GeoJSON konvertiert werden, was beispielsweise mit QGIS möglich ist.

Die Modellierungen für Hitze und Starkregen sind sehr komplex und übersteigen die Kapazitäten der Webanwendung BGI-Planer. Alternativ kann die eigene Planung mit den Referenzmodellierungen, die in den Maßnahmensteckbriefen aufrufbar sind, verglichen werden. Dies bietet eine erste Annäherung an die Effektbewertung.

Für die Hitze- und Starkregen-Modellierungen wurden Szenarien berechnet, in denen jeweils von einem Umsetzungsgrad der Maßnahme bei 25 , 50 % und 100 % ausgegangen wurde. Das heißt, dass auf X % der Potenzialfläche des Gebiets die Maßnahme umgesetzt wurde. Beispiel: Für die Maßnahme extensives Gründach Umsetzungsgrad 100, wurde modelliert, welche Auswirkungen es hätte, wenn 100 % der potenziell begrünbaren Dächer extensive Gründächer implementiert wären.

Wie wird der Wasserhaushalt modelliert?

Die Wasserhaushaltsmodellierung basiert auf dem Modell ABIMO, welches den Wasserhaushalt auf Jahresbasis berechnet; entsprechend liegen auch die meteorologischen Eingangsdaten als Jahreswerte vor.

Vereinfacht ausgedrückt ermittelt das Modell, welcher Anteil des Niederschlags, der innerhalb eines Jahres auf eine bestimmte Fläche fällt, verdunstet, im Boden versickert und welcher Anteil zum Oberflächenabfluss beiträgt. Daraufhin wird berechnet, inwiefern die Maßnahmenplanung den Wasserhaushalt ändert (ΔW). Das Ziel ist eine Annäherung an einen naturnahen Wasserhaushalt.

Für jede Blockteilfläche liegt für jeden Eingangsparameter ein eigener Wert vor. ABIMO berechnet daraus die drei Komponenten des Wasserhaushalts in mm/a sowie zusätzlich den Parameter ΔW in %, d.h. die Abweichung vom naturnahen Wasserhaushalt.

Das Modell selbst ist grundsätzlich nicht an eine bestimmte räumliche Auflösung gebunden. In der Anwendung im BGI-Planer dient jedoch die Berliner Blockteilflächenstruktur als räumliche Bezugseinheit. Sie bildet zugleich eine zentrale räumliche Grundlage des Umweltatlas Berlin.

Was versteht man unter einem naturnahen Wasserhaushalt?

Ein naturnaher Wasserhaushalt beschreibt die Verteilung des Niederschlagswassers auf Verdunstung, Versickerung und Oberflächenabfluss, wie sie unter weitgehend natürlichen Bedingungen zu erwarten wäre. Im ABIMO-Modell wird dafür ein unversiegelter und unbebauter Referenzzustand mit begrünten und baumbestandenen Flächen angenommen (ähnlich wie ein Stadtpark). Der berechnete Wasserhaushalt einer Fläche wird mit diesem Referenzzustand verglichen.

Welche Eingangsparameter benötigt ABIMO zur Berechnung des Wasserhaushalts?

Die von ABIMO benötigten Eingangsparameter sind ausführlich in der Dokumentation unter kwb.rabimo – rabimo_inputs_2025 beschrieben. Die Eingangsdaten umfassen insbesondere Informationen zu:

• der Flächen- und Bebauungsstruktur, beispielsweise Dächer, Straßen und befestigte Flächen,
• dem Klima, insbesondere Niederschlag und potenzielle Verdunstung,
• den Bodeneigenschaften, insbesondere der nutzbaren Feldkapazität, sowie
• der Vegetation, die über eine dimensionslose, mit der Vegetationsdichte zusammenhängende Kenngröße berücksichtigt wird.

Optional kann ABIMO außerdem eine Geometrie- bzw. Georeferenzierungsspalte, beispielsweise aus einer GeoPackage-Datei (.gpkg), verarbeiten. Diese räumlichen Informationen werden automatisch in die Modellergebnisse übernommen und ermöglichen anschließend deren kartografische bzw. räumliche Darstellung.

Wie wird die Wirkung von BGI-Maßnahmen auf die Gewässerqualität modelliert?

Der BGI-Planer ermöglicht eine Abschätzung, wie sich geplante blau-grüne Infrastrukturmaßnahmen auf die Gewässerbelastung durch Mischwasserüberläufe auswirken. Maßnahmen, die versiegelte Flächen von der Mischkanalisation abkoppeln oder den oberflächlichen Regenabfluss reduzieren, verringern den Zufluss in die Mischkanalisation. Dadurch können Häufigkeit und Volumen von Mischwasserüberläufen sinken.

In Berlin führen Mischwasserüberläufe regelmäßig zu Sauerstoffmangel in Flüssen und Kanälen. Sinkt der Sauerstoffgehalt unter 1,5 mg/L, ist mit Fischsterben zu rechnen.

Die Modellierung berücksichtigt stets das gesamte Mischwassereinzugsgebiet und alle daran angeschlossenen, versiegelten Flächen. Dabei wird die durch die geplanten Maßnahmen ermittelte Abflussreduktion auf die versiegelten Flächen des gesamten Mischwassereinzugsgebiets hochgerechnet. Auf dieser Grundlage wird die Gesamtwirkung der geplanten Maßnahmen auf die Verringerung von Mischwasserüberläufen sowie auf die Verbesserung der Gewässerqualität abgeschätzt.

Die Modellierung liefert eine abstrahierte Einschätzung darüber, inwiefern die Maßnahmenplanung einen positiven Effekt auf die Gewässerqualität haben kann.

Wie wird die Gewässerbelastung bewertet?

Die Bewertung erfolgt anhand von zwei Kennwerten, die den Sauerstoffmangel im Gewässer beschreiben: der Unterschreitungsdauer und der Anzahl kritischer O₂-Ereignisse.

Die Unterschreitungsdauer gibt an, wie lange der Sauerstoffgehalt unter festgelegten Schwellenwerten liegt. Dabei werden verschiedene Sauerstoffkonzentrationen betrachtet, um sowohl leichte als auch starke Sauerstoffdefizite zu erfassen. Ein Sauerstoffgehalt unter 1,5 mg/L gilt als fischkritisch und kann zu Fischsterben führen.

Die Anzahl kritischer O₂-Ereignisse beschreibt, wie häufig fischkritische Sauerstoffbedingungen auftreten. Als ein Ereignis wird dabei eine zusammenhängende Phase mit Sauerstoffkonzentrationen unter 1,5 mg/L gewertet. Erst nach einer Erholungsphase von mindestens fünf Tagen beginnt ein neues Ereignis.

Beide Kennwerte ermöglichen es, die Auswirkungen von Mischwasserüberläufen sowie die Wirksamkeit geplanter blau-grüner Infrastrukturmaßnahmen auf die Gewässerqualität zu bewerten. Je kürzer die Unterschreitungsdauer und je seltener kritische O₂-Ereignisse auftreten, desto geringer ist die Gewässerbelastung.

Wie wird die Wirkung von BGI-Maßnahmen auf das Stadtklima modelliert?

Für die Stadtklimamodellierungen wurde der Ist-Zustand des Quartiers als Referenzszenario in der Mikroklimasimulationssoftware ENVI-met abgebildet: Das Modell (2,5 m Auflösung) wurde in QGIS aus Geodaten des Berliner Geoportals (u.a. Gebäude, Bäume, Grünflächen, Versiegelung) aufgebaut und mit den Messdaten der projekteigenen Wetterstation für zwei Kenntage, einen Sommertag (06.07.2025) und einen Hitzetag mit Tropennacht (15.08.2025), simuliert. Kalibriert wurde das Modell durch den iterativen Abgleich mit 6 im Gebiet installierten Temperatur- und Luftfeuchtigkeitssensoren.

Wie können die Modellierungsergebnisse interpretiert werden?

Die vorliegenden Ergebnisse dienen als Orientierungshilfe und sollen Planer:innen einen Eindruck vermitteln, wie sich einzelne Maßnahmen oder Maßnahmenkombinationen auf das Stadtklima auswirken können, am Beispiel eines dicht besiedelten Gründerzeitviertels. Eine direkte Übertragung der Ergebnisse auf andere Gebiete ist jedoch nicht möglich. Die Wirkung der Maßnahmen hängt von den tatsächlichen Randbedingungen des betrachteten Gebiets ab, wie beispielsweise der Höhe der Gebäude, der Vegetation, sowie der räumlichen Lage und Größe der jeweiligen Maßnahmen. Die dargestellten Ergebnisse zeigen eine Wirkungsrichtung und Größenordnung der untersuchten Maßnahme, ersetzen jedoch keine gebietsspezifische Modellierung.

Wie wird die Wirkung von BGI-Maßnahmen auf die Starkregengefahr und die Überflutung modelliert?

Die vorliegenden Ergebnisse dienen als Orientierungshilfe und sollen Planer:innen einen Eindruck vermitteln, wie sich einzelne Maßnahmen oder Maßnahmenkombinationen auf Abflussprozesse und Überflutungen auswirken können. Eine direkte Übertragung der Ergebnisse auf andere Einzugsgebiete ist jedoch nicht möglich. Die Wirkung der Maßnahmen hängt von den tatsächlichen Randbedingungen des betrachteten Gebiets ab, wie beispielsweise der Topografie, den Bodenverhältnissen, dem vorliegenden Kanalnetz sowie der räumlichen Lage und Größe der jeweiligen Maßnahmen. Die dargestellten Ergebnisse zeigen eine Wirkungsrichtung und Größenordnung der untersuchten Maßnahme, ersetzen jedoch keine gebietsspezifische Modellierung.

Wie können die Modellierungsergebnisse interpretiert werden?

Bei der Interpretation der Ergebnisse ist außerdem zwischen der lokalen und gebietsweiten Wirkung von Maßnahmen zu unterschieden. Einzelne Maßnahmen können gezielt dazu eingesetzt werden, die Starkregengefährdung an einem bestimmten Ort zu reduzieren; auf der Ebene des gesamten Einzugsgebiets jedoch zusätzlich einen übergeordneten Beitrag leisten. Durch die Rückhaltung, Speicherung und Versickerung von Niederschlagswasser wird der Oberflächenabfluss insgesamt reduziert und zeitlich verzögert. Dadurch können sich Abflussspitzen im Kanalnetz sowie die Überflutungsgefährdung im Einzugsgebiet verringern. Die Wirkung einzelner Maßnahmen entfaltet sich dabei jedoch häufig erst im Zusammenspiel mit weiteren Maßnahmen an unterschiedlichen Standorten. Für eine nachhaltige Starkregenvorsorge ist daher neben einer lokalen Gefährdungsminderung eine flächendeckende Umsetzung geeigneter Maßnahmen im gesamten Einzugsgebiet von Bedeutung.