Model-based design for restoration of a small urban river

A model-based design is presented for restoring the small urban river Panke located in Berlin, Germany. This new design process combines high resolution 2D hydraulic modeling with habitat modeling and river-ecological expert knowledge in a highly iterative way. Advances have been made for the habitat modeling: habitat suitability maps have been developed for fish and the habitat suitability for benthos has been assessed by including groups with different hydraulic preferences. Using the model-based design we have developed preference variants for the Panke which include structures such as pools, riffles, river banks, dead wood as well as aquatic vegetation. To account for the very detailed geometry of some structures such as dead wood, high resolution grids with edge length up to one decimeter have been generated. Furthermore flood protection has been assured. The variants should be constructed in the Panke in 2015. We expect that the ecological conditions for fish and benthos will improve, however this has to be evaluated by further measurements. The model-based approach for the design of enhancement measures delivered valuable hints on current shortcomings in the river morphology, priorities for the creation of new habitats and quantitative information on the increase of suitable areas to be expected. In addition, relating the habitat changes to different flow rates helped to estimate the temporal availability of high quality habitats after the implementation of the measures

Adaptation Standard: Diskussion des Anpassungsbedarfs ausgewählter Normen und Richtlinien bezüglich Folgen des Klimawandels

ADAPTATION STANDARD: DISKUSSION DES ANPASSUNGSBEDARFS AUSGEWÄHLTER NORMEN UND RICHTLINIEN BEZÜGLICH FOLGEN DES KLIMAWANDELS Adaptation Standard: Diskussion des Anpassungsbedarfs ausgewählter Normen und Richtlinien bezüglich Folgen des Klimawandels / Kind, Christian (Rights reserved) ( -

Development of a new urban climate model based on the model PALM – Project overview, planned work, and first achievements

In this article we outline the model development planned within the joint project Model-based city planning and application in climate change (MOSAIK). The MOSAIK project is funded by the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF) within the framework Urban Climate Under Change ([UC]2) since 2016. The aim of MOSAIK is to develop a highly-efficient, modern, and high-resolution urban climate model that allows to be applied for building-resolving simulations of large cities such as Berlin (Germany). The new urban climate model will be based on the well-established large-eddy simulation code PALM, which already has numerous features related to this goal, such as an option for prescribing Cartesian obstacles. In this article we will outline those components that will be added or modified in the framework of MOSAIK. Moreover, we will discuss the everlasting issue of acquisition of suitable geographical information as input data and the underlying requirements from the model’s perspective

A modelling tool for simulation of sources and fluxes in wastewater systems: Focus on stormwater source control

A modelling tool called STORM/SEWSYS has been proposed that makes it possible to simulate different scenarios of stormwater source control practices. Source control is an important method to reduce runoff volumes and peak flows, and at the same time improving the stormwater quality. The modelling concepts of two previously developed models, STORM and SEWSYS, have been combined and integrated to make it possible to use the new tool to simulate different stormwater source control practices. Various structural measures such as detention and re-use, swales and soakaways, catch-basins, wetlands, ponds, porous paving, and non-structural methods like public regulations or street sweeping are source control techniques that have been incorporated in the modelling framework of the tool. The STORM/SEWSYS model provides simulation techniques to evaluate changes to the hydrological cycle and hydrological risks in urban catchments. A detailed pollutant transport module where pollutants from different activities in the urban area are separated in their respective origin; material corrosion, brake wear, tyre wear etc. is included in the model and facilitates quality source control. This paper describes the new integrated sources and flux model STORM/SEWSYS and discusses the new possibilities the modelling approach will bring forward

A modelling tool for simulation of sources and fluxes in wastewater systems: Focus on stormwater source control

A modelling tool called STORM/SEWSYS has been proposed that makes it possible to simulate different scenarios of stormwater source control practices. Source control is an important method to reduce runoff volumes and peak flows, and at the same time improving the stormwater quality. The modelling concepts of two previously developed models, STORM and SEWSYS, have been combined and integrated to make it possible to use the new tool to simulate different stormwater source control practices. Various structural measures such as detention and re-use, swales and soakaways, catch-basins, wetlands, ponds, porous paving, and non-structural methods like public regulations or street sweeping are source control techniques that have been incorporated in the modelling framework of the tool. The STORM/SEWSYS model provides simulation techniques to evaluate changes to the hydrological cycle and hydrological risks in urban catchments. A detailed pollutant transport module where pollutants from different activities in the urban area are separated in their respective origin; material corrosion, brake wear, tyre wear etc. is included in the model and facilitates quality source control. This paper describes the new integrated sources and flux model STORM/SEWSYS and discusses the new possibilities the modelling approach will bring forward

Regionale Entwicklungsszenarien in der Siedlungswasserwirtschaft unter den Bedingungen des demografischen Wandels im Land Brandenburg

Das Land Brandenburg befindet sich bereits auf dem Weg zu einem tiefgreifenden demografischen Wandel. Dieser ist vor allem durch eine massive Bevölkerungsabnahme und einen Anstieg der älteren Bevölkerung gekennzeichnet (LBV, 2012). Dabei ist die Entwicklung innerhalb Brandenburgs sehr heterogen. Während ungefähr auf der Hälfte der Flächen Brandenburgs Rückgänge von 20-30% und zum Teil darüber erwartet werden, wächst die Bevölkerung im Umland Berlins. Insgesamt wird der Anteil der über 65-jährigen von 22,6% auf 42,5% im Jahr 2030 wachsen. Mit dem Eintritt ins Rentenalter geht ein deutlicher Rückgang der Einkommensituation einher, was mittelbar auch die Kassenlage der Kommunen und die Durchsetzbarkeit von Entgelten beeinflussen wird. Bereits heute ist das zu versteuernde Einkommen in den vom Bevölkerungsrückgang besonders betroffenen Berlin-fernen Landgemeinden deutlich niedriger als im Berliner Umland. In der Kombination dieser drei Entwicklungen (Bevölkerung, Lebensalter, gegenwärtiges Einkommen) ergibt sich für diese eine Besorgnis erregende Entwicklung. Die Siedlungswasserwirtschaft lässt sich aufgrund der Immobilität und langen Abschreibungszeiträumen ihrer Anlagen kurzfristig kaum an die demografische Entwicklung anpassen. Aufgrund der hohen Fixkosten des Systems führt Bevölkerungsrückgang direkt zu steigenden einwohnerspezifischen Kosten. Eine Analyse der aktuellen einwohnerspezifischen Belastung über die Entgelte zeigt eine große Streuung zwischen den Aufgabenträgern. Obwohl sich (schwache) Zusammenhänge zu Einflussgrößen wie spezifische Netzlänge und Siedlungsdichte nachweisen lassen, erzielen einige Aufgabenträger auch unter ungünstigen äußeren Randbedingungen vergleichsweise niedrige Entgelte. Die gezielte Analyse der Ursachen für die deutlichen Unterschiede kann ggf. Kostensenkungspotentiale erschließen. Die Prognose der einwohnerspezifischen Kosten auf Basis der demografischen Entwicklung führt zu einer weiteren Spreizung der einwohnerspezifischen Belastung zwischen den Aufgabenträgern. Bereits heute liegt die durchschnittliche jährliche Belastung zwischen 154 Euro und 412 Euro je Einwohner. Mit den getroffenen Annahmen wird die Spanne im Jahr 2030 zwischen 100 Euro und über 600 Euro je Einwohner liegen. Dabei wird Anteil der Aufgabenträger mit einer Belastung von über 400 Euro je Einwohner von gegenwärtig 14% auf über 30% zunehmen. Bezogen auf das gegenwärtige Durchschnittseinkommen wird damit die Gebührenbelastung in vielen Fällen über 2,5% liegen. Für die betroffenen Verbände wird es damit auch zunehmend schwieriger werden, kostendeckende Entgelte durchzusetzen. Berücksichtigt man die oben diskutierte altersbedingte Einkommensentwicklung, verschärft sich die Situation zusätzlich. In den Prognosen wurden noch keine ggf. auftretenden betrieblichen Mehraufwendungen insbesondere im Bereich der Wasserverteilung und Abwasserableitung berücksichtigt. Weiterhin sind künftige Investitonsaufwendungen für den Substanzwerterhalt nicht enthalten. In der „Demografie des Anlagenbestandes“ liegt jedoch eine Herausforderung. Dies gilt insbesondere für das Kanalnetz, welches zu über 80% erst nach der Wiedervereinigung entstand. Entsprechend fallen Kosten für dessen Sanierung erst nach 2030, dann aber innerhalb kurzer Zeit an. Strategische Sanierungsplanungen sollten deshalb rechtzeitig begonnen werden. Der Bericht stellt schließlich eine Grundlage für die Selbsteinschätzung und Diskussion der Aufgabenträger im Umgang mit den Herausforderungen der zukünftigen Entwicklung dar

Maßnahmen zur Hitzestress-Reduzierung anhand Verdunstungsabkühlung

Großflächig versiegelte und hoch verdichtete Stadtstrukturen mit einer geringen Begrünung lassen aufgrund des Klimawandels und zunehmend heiße Tage sogenannte Hitze-Inseln in der Stadt entstehen (Urban-Heat-Island Effekt). Wasser, das verdunstet, kühlt das Mikroklima. Daher sind Maßnahmen günstig, die Regenwasser nicht abführen, sondern längere Zeit speichern, damit es in Hitzeperioden verdunsten kann. Feuchte Böden, Feuchtvegetation, bewässerte Fassaden und gut mit Wasser versorgte Bäume haben die höchsten Verdunstungswerte und kühlen damit am besten. Intelligente Techniken und Verfahren für eine dezentrale Regenwasserbewirtschaftung können im Zusammenspiel mit anderen Maßnahmen einen Beitrag für ein gesundes Stadtklima und die Hitzevorsoge leisten. Sie tragen auch zu einem naturnahen Wasserhaushalt bei und dienen der Überflutungsvorsorge, sind bislang allerdings keine gängige Praxis. Measures for heat stress reduction by evaporative cooling: Due to climate change and increasingly hot days, so-called urban heat islands are being created in the city due to large-scale sealed and highly dense urban structures with poor vegetation cover (urban-heat-island effect). Water which evaporates cools the microclimate. Measures that do not drain rainwater away but store it for a longer period of time so that it can evaporate during heat periods are therefore favourable. Humid soils, wet vegetation, irrigated facades and trees that are well supplied with water have the highest evaporation values and therefore cool best. Intelligent technologies and processes for decentralised rainwater management can, in combination with other measures, contribute to a healthy urban climate and heat prediction. They also contribute to a near-natural water balance and serve to prevent flooding, but are not yet common practic