Darum geht es

1. Regengärten

Ein Regengarten ist eine flache, begrünte Vertiefung in der Landschaft. Er fängt das von Straßen, Dächern und anderen undurchlässigen Oberflächen Regenwasserabfluss auf und versickert es auf natürliche Weise in den Boden (Abbildung 1) (US EPA, 2015) (MasterClass, n.d., EPA, 2021). Im Vergleich zu herkömmlichen Gärten versickern Regengärten aufgrund ihrer besonderen Form und Zusammensetzung 30 % mehr Wasser in den Boden (Dunnet und Clayden, 2007; RHS, o. J.) - wie Du in der Abbildung unten sehen kannst. Der Regengarten, wie er in der Abbildung zu sehen ist, ist so angelegt, dass das Regenwasser auf natürliche Weise zu ihm hinfließt und in ihm gespeichert wird, während die Pflanzen dazu beitragen, Wasser zu absorbieren, es zu reinigen und Vögel und Insekten anzulocken.

Je nach Zielsetzung können sich Regengärten in Struktur, Größe und Versickerungsleistung unterscheiden. 

Als Teil der BGI bieten Regengärten zahlreiche Vorteile. Sie reduzieren Überschwemmungen, reichern das Grundwasser an, entfernen Schadstoffe, bieten Habitate für Vögel und Insekten, kühlen die Temperaturen ab, verringern die Anfälligkeit für Unwetterereignisse und verbessern die Ästhetik.

Allerdings können sie auch einige Nachteile oder Herausforderungen mit sich bringen. Wenn Regengärten beispielsweise nicht richtig funktionieren, kann es zu stagnierendem Wasser kommen, das Pflanzen schädigt, üble Gerüche verursacht und Mücken hervorbringt (Bąk und Barjenbruch, 2022).

Bei der Anlage eines Regengartens sind einige wichtige Aspekte zu beachten:

• Achte darauf, dass der Hang, der zum Regengarten führt, nicht zu steil ist (idealerweise nicht mehr als 12 %), wie in Abbildung 2 zu sehen ist. Steile Hänge können zu Bodenerosion führen (The Groundwater Foundation, o. J.). 
• Platziere den Regengarten nicht zu nahe am Grundwasser, da dies den Boden sättigen und ihn daran hindern kann, mehr Wasser aufzunehmen (The Groundwater Foundation, o. J.).
• Halte den Regengarten von nahe gelegenen Gebäudefundamenten fern, um Wasserschäden zu vermeiden (Bannerman, o. J..).
• Verwende porösen Erdboden für den Regengarten, um eine bessere Wasseraufnahme zu ermöglichen (Alabama Cooperative Extension System, 2023).
• Bestimme die Größe des Regengartens anhand der zu erwartenden Regenwassermenge (The Groundwater Foundation, o. J.).
• Wähle für die Bepflanzung eine große Vielfalt an einheimischen Pflanzen und Bäumen, die an feuchte Bedingungen angepasst sind.

Quellen

Alabama Cooperative Extension System. (2023, July 13). Step 4: Determine the size and depth of the rain garden - Alabama Cooperative Extension System. www.aces.edu. https://www.aces.edu/blog/topics/fish-water/step-4-determine-the-size-and-depth-of-the-rain-garden/

Bąk, J., & Barjenbruch, M. (2022). Benefits, Inconveniences, and Facilities of the Application of Rain Gardens in Urban Spaces from the Perspective of Climate Change—A Review. Water, 14(7), Article 7. https://doi.org/10.3390/w14071153

Bannerman, R. (o. J.). Rain Gardens; A how-to manuel for homeowners. Wisconsin Department of Natural Resources.

Dunnet, N., & Clayden, A. (2007). Rain Gardens Managing water sustainably in the garden and designed landscape (p. 190).

MasterClass. (2021). What Is a Rain Garden? How a Rain Garden Works - 2023. 

MasterClass. (o. J.). https://www.masterclass.com/articles/what-is-a-rain-garden

The Groundwater Foundation. (2022, November 2). All About Rain Gardens – What They Are & How to Build One. groundwater.org/. https://groundwater.org/rain-gardens/

US EPA, R. 01. (2015, August 19). Soak Up the Rain: Rain Gardens [Collections and Lists]. https://www.epa.gov/soakuptherain/soak-rain-rain-gardens

Wheeler, J. (2018). Rain Gardens Are a Win/Win. Xerces Society. https://xerces.org/blog/rain-gardens-are-winwin

2. Regenwassergewinnung

Bei der Regenwassergewinnung handelt es sich um ein System zum Auffangen und Speichern von Abflusswasser von Dächern, Parks, Straßen, Freiflächen usw. Bei einem typischen Sammlungsprozess, wie er auch in der Abbildung unten dargestellt ist, wird das Regenwasser in einem Auffangbereich (z. B. einem Gründach) aufgefangen, zu einem Speicherbereich wie einem Tank oder Teich transportiert, durch Prozesse wie Filtration und Sedimentierung (oder durch Chemikalien und Abkochen) gereinigt und schließlich zur Wiederverwendung verteilt (Ramboll, 2016). 

Das Gewinnen von Regenwasser hat verschiedene Vorteile: Es verringert Überschwemmungen, Bodenerosion und Wasserverschmutzung (Maxwell-Gaines, 2018). Außerdem ist das gesammelte Wasser eine hervorragende Quelle für die Bewässerung (Byjus, 2019), die Auffüllung des Grundwassers, die Bewässerung von Pflanzen, das Waschen von Autos und das Heizen von Haushalten. Regenwassergewinnung fördert auch die Energieeinsparung, da das Wasser durch natürliche Prozesse gereinigt wird und nicht durch Systeme, die Strom benötigen (Wise, 2023). 

Trotz dieser Vorteile kann ein Regenwassergewinnung-System jedoch auch einige Nachteile haben, wie z. B.: die anfänglich hohen Kosten für die Einrichtung, die Notwendigkeit einer regelmäßigen Wartung, die teuer sein kann, das Risiko der Lagerung von verunreinigtem Wasser und die Unvorhersehbarkeit der aufgefangenen Wassermenge. Regenwassergewinnung-Systeme sind auch nur begrenzt in der Lage, das gesammelte Wasser vollständig zu reinigen, was ihr Potenzial zur Bereitstellung von Wasser zum Kochen und Trinken einschränkt (CDC, 2022) (Hill, 2020).

Beim Bau eines Regenwassergewinnung-Systems sollte man Folgendes beachten:

• Verwende ungiftige und nicht korrosive Materialien für den Bau des Systems.
• Stelle sicher, dass der Auffangbereich ein Abhang hat, damit das Wasser gleichmäßig fließen kann.
• Decke die Einlässe mit Maschendraht ab, um das Eindringen von Insekten und Schmutz zu verhindern.
• Positioniere die Auslässe etwas oberhalb des Speicherbodens, um zu verhindern, dass sich Sedimente mit dem gereinigten Wasser vermischen (Ogale, 2023).
• Bestimme die Größe der Speicherstrukturen auf der Grundlage des Regenwasserbedarfs, des verfügbaren Auffangraums sowie der Regenfälle und des Volumens (Evans, 2019) (The Constructor, 2013).

Quellen

Byjus. (2019, July 29). Rainwater Harvesting -Process, Advantages and Disadvantages. BYJUS. https://byjus.com/biology/rainwater-harvesting/

CDC. (2022, October 4). Rainwater Collection | Private Water Systems | Drinking Water | Healthy Water | CDC. https://www.cdc.gov/healthywater/drinking/private/rainwater-collection.html

Evans, M. (2019). How to Design a Rainwater Harvesting System. LiveAbout. https://www.liveabout.com/design-a-rainwater-harvesting-system-in-6-steps-3157815

Hill, A. (2020, October 26). Can You Drink Rainwater, and Should You? Healthline. https://www.healthline.com/nutrition/can-you-drink-rain-water

Maxwell-Gaines, C. (2018, May 5). The Many Benefits and Advantages of Rainwater Harvesting. Innovative Water Solutions LLC. https://www.watercache.com/faqs/rainwater-harvesting-benefits

Ogale, S. (2023, March 13). Rainwater harvesting system | Description, Uses, Quality, & Configurations | Britannica. https://www.britannica.com/technology/rainwater-harvesting-system

Ramboll. (2016). STRENGTHENING BLUE-GREEN INFRASTRUCTURE IN OUR CITIES. https://www.ramboll.com/LCL

The constructor. (2013, October 13). Design Tips for Rainwater Harvesting Components. The Constructor. https://theconstructor.org/water-resources/rain-water-harvesting-design-tips/343/

Wise, C. (2023, February 24). 5 Advantages and Disadvantages of Rainwater Harvesting. Fresh Water Systems. https://www.freshwatersystems.com/blogs/blog/5-advantages-and-disadvantages-of-rainwater-harvesting

3. Durchlässige Beläge

Durchlässige Beläge sind poröse Oberflächen, die das Wasser durchlassen und in den Boden leiten (USGS, 2019) (DEP, o. J.). Sie bestehen aus offenporigen Pflastersteinen, Beton oder Asphalt (USGS, 2019) (Cook, 2017) und stellen eine Alternative zu herkömmlichem Beton und Asphalt dar, die undurchlässig sind und den Abfluss von Regenwasser verursachen. Durchlässige Beläge können im Durchschnitt etwa 40 Liter Regenwasser pro Quadratmeter aufnehmen (BlueGreenStreets, 2022) und können in verschiedenen Bereichen wie Parkplätzen, Wohnstraßen und Gehwegen eingesetzt werden (Minas, 2018). 

Wie in Abbildung 2 unten dargestellt, gibt es drei Haupttypen von durchlässigen Belägen: durchlässige Pflastersteine, durchlässiger Beton und durchlässiger Asphalt (Minas, 2018).

Wenn sie in BGI integriert werden, bieten durchlässige Beläge neben der Verringerung des Hochwasserrisikos viele einzigartige Vorteile. Sie fangen Schadstoffe ab und bauen sie durch Bodenorganismen ab (USGS, 2019), verringern den Bedarf an kostspieligen Regenwasserableitungssystemen (Stiles, 2015), reduzieren den städtischen Hitzeinsel-Effekt, da sie weniger Wärme absorbieren als herkömmliche Beläge (DEP, o. J.), und verhindern Frost im Winter (Weisenhorn, 2020) (DEP, o. J.) (USGS, 2019) (Cook, 2017). 

Trotz dieser zahlreichen Vorteile sind durchlässige Beläge nicht frei von Schattenseiten. Die Hauptnachteile von durchlässigen Belägen sind, dass sie möglicherweise nicht so robust sind wie herkömmliche Beläge und dass sie aufgrund ihrer porösen Struktur anfällig für Verstopfungen sind (Cook, 2017).

Einige Faktoren, die bei der Planung und dem Einbau von durchlässigen Belägen berücksichtigt werden sollten, sind:

• Verlege durchlässige Beläge in einem gewissen Abstand zu nahe gelegenen Gebäudefundamenten, um Wasserschäden zu vermeiden (Minnesota Stormwater Manual, 2022).
• Stelle sicher, dass es einen Auslass für die Ableitung des gesammelten Wassers gibt, wie in Abbildung 5 zu sehen ist, die die Schichten des durchlässigen Belags zeigt (Minnesota Stormwater Manual, 2022).
• Stelle sicher, dass der Erdboden unter dem durchlässigen Belag flach ist, damit das Regenwasser gleichmäßig versickern kann (Minnesota Stormwater Manual, 2022).
• Neige durchlässige Beläge leicht in Richtung eines Entwässerungssystems, um überschüssiges Wasser, das nicht versickern kann, in den Abfluss zu leiten und so Überschwemmungen zu vermeiden (Minnesota Stormwater Manual, 2022).
• Reinige durchlässige Beläge durch regelmäßiges Abspülen oder Absaugen, um Verstopfungen zu vermeiden (BlueGreenStreets (Hrsg.), 2022).

Quellen

BlueGreenStreets (Hrsg.). (2022). BlueGreenStreets Toolbox – Teil B. Multifunktionale Straßenraumgestaltung urbaner Quartiere, („Ressourceneffiziente Stadtquartiere für die Zukunft“).

Cook, H. (2017, January 25). Permeable Pavement: The Pros and Cons You Need to Know. GreenBlue Urban. https://greenblue.com/gb/permeable-pavement-the-pros-and-cons-you-need-to-know/

DEP, W. virgina. (n.d.). Permeable Pavement. https://dep.wv.gov/WWE/Programs/stormwater/MS4/green/Pages/Permeable-Pavement.aspx

Minas, A. (2018, November 12). What Is Permeable Paving and How It Works by Armstone. https://www.armstone.com.au/blog/what-is-permeable-paving-and-how-does-it-work/

Minnesota Stormwater Manual. (2022, December). Design criteria for permeable pavement—Minnesota Stormwater Manual. https://stormwater.pca.state.mn.us/index.php/Design_criteria_for_permeable_pavement

Susdrain. (o. J.). Construction options. https://www.susdrain.org/delivering-suds/using-suds/suds-components/source-control/pervious-surfaces/pervious-surface-types/construction-options.html

USGS. (2019). Evaluating the potential benefits of permeable pavement on the quantity and quality of stormwater runoff | U.S. Geological Survey. Upper Midwest Water Science Center. https://www.usgs.gov/centers/upper-midwest-water-science-center/science/evaluating-potential-benefits-permeable-pavement

Weisenhorn, J. (2020). The effects of deicing salts on landscapes. https://extension.umn.edu/lawns-and-landscapes/effects-deicing-salts-landscapes

4. Gründächer

Ein Gründach ist eine Vegetationsschicht auf dem Dach eines Gebäudes, wie in Abbildung 1 zu sehen ist. Sie hilft bei der Regenwasserbewirtschaftung und absorbiert und reflektiert das Sonnenlicht (NatureScot, 2023) (Baldwin, 2018). Es gibt zwei Arten von Gründächern: 1) leichte Dächer, die sich gut für bestehende Gebäude eignen, und 2) schwere Dächer mit einer tieferen Erdschicht, die sich besser für neue Gebäude eignen, bei denen sie von vornherein in die Planung einbezogen werden können (Green Communities Guide, o. J.).

Als BGI-Element haben Gründächer mehrere einzigartige Vorteile. Neben der Verringerung des Hochwasserrisikos und der Verhinderung von Bodenerosion verhindern sie den städtischen Hitzeinsel-Effekt, filtern Schadstoffe aus dem Regenwasserabfluss, verbessern die Biodiversität, indem sie ein Habitat für Vögel und Insekten bieten, und steigern die Gesundheit und das Wohlbefinden der Bewohner.

Trotz dieser nützlichen Vorteile haben begrünte Dächer auch einige Nachteile, zu denen hohe Anschaffungskosten, der Wartungsbedarf und die zusätzliche Belastung der Gebäudestruktur gehören (ANS Global, o. J.).

Bei der Planung eines Gründachs (von unten nach oben) sollten einige Designüberlegungen angestellt werden:

• Beginne mit einer wasserdichten Membran als erste Schicht, um das Dach vor Feuchtigkeit und Schäden zu schützen (Baldwin, 2018).
• Lege eine Wurzelsperrschicht auf die wasserdichte Membran, um sie vor Pflanzenwurzeln zu schützen.
• Füge eine Wasserrückhalteschicht hinzu, um Wasser zu speichern, das die Pflanzen später nutzen können.
• Füge eine Filterschicht hinzu, um zu verhindern, dass feine Partikel durch das Gründach gelangen und die Drainage verstopfen.
• Verwende einen Erdboden, der atmen kann, Wasser effektiv ableitet und Nährstoffe speichert (Ampim et al., 2010).
• Richte eine vegetationsfreie Zone für einen einfachen Zugang zum Gründach ein, z. B. Wege durch oder um das Dach herum (Minnesota stormwater manual, o. J.).

Quellen 

ANS Global. (o. J.). Green Roof Advantages and Disadvantages. ANS Global. https://www.ansgroupglobal.com/blog/green-roof-advantages-and-disadvantages

Baldwin, E. (2018, December 21). An Architect’s Guide To: Green Roofs - Architizer Journal. https://architizer.com/blog/product-guides/product-guide/green-roofs/

Green communities guide. (o. J.). Green Roofs and Walls. https://greencommunitiesguide.ca/guide/nbs-implementation-overviews/green-roofs-and-walls

Minnesota stormwater manual. (o. J.). Design criteria for green roofs—Minnesota Stormwater Manual.  https://stormwater.pca.state.mn.us/index.php/Design_criteria_for_green_roofs

NatureScot. (2023, January 25). Green roofs and living walls. NatureScot. https://www.nature.scot/professional-advice/placemaking-and-green-infrastructure/green-infrastructure/green-roofs-and-living-walls

5. Grüne Fassaden

Eine grüne Fassade ist eine Vegetationsschicht, die an der vertikalen Außenseite eines Gebäudes angebracht wird, wie in Abbildung 1 dargestellt. Sie trägt zur Luftreinigung und zur Abkühlung der Temperatur bei. Grüne Fassaden können auf viele verschiedene Arten errichtet werden (Green Communities Guide, o. J.) (Manso & Castro-Gomes, 2015) (Design for London, 2008) (Downton, 2013), wie zum Beispiel:

• Vegetation, die direkt an der Fassade wächst (z. B. selbsttragende Kletterpflanzen),
• Vegetation, die an einer an der Fassade befestigten Struktur wächst,
• Vegetation, die auf dem Boden gepflanzt wird und dann an der Fassade hochklettert,
• Vegetation, die innerhalb der Fassade wächst,
• Vegetation, die von oben herabhängt, 
• Vegetation in Töpfen und Pflanzgefäßen, die an der Fassade befestigt sind. 

Eine grüne Fassade unterscheidet sich von einem Gründach dadurch, dass sie einen Hangwinkel von mehr als 45 Grad aufweist (Baldwin, 2018).

Grüne Fassaden bieten viele Vorteile für Gemeinschaften, die in städtischen Räumen leben, da sie die Lufttemperatur durch Evapotranspiration senken, Schatten spenden, den Lärm innerhalb von Gebäuden dämpfen (grüne Fassaden absorbieren 41 % mehr Lärm als herkömmliche Fassaden) und einen natürlichen Habitat für Tiere bieten, was die Biodiversität fördert (Tirelli, 2019) (Design for London, 2008). Grüne Fassaden verbessern auch das psychische Wohlbefinden und reduzieren Stress, indem sie graue Stadtgebiete mit natürlichen Elementen bereichern.

Wie jedes andere BGI-Element haben grüne Fassaden jedoch auch einige Nachteile, wie z. B. die hohen Anfangskosten und die Notwendigkeit regelmäßiger Wartungsarbeiten wie Beschneidung, Bewässerung und Entwässerung. (Clarkson-Bennett, 2021).

Einige Schlüsselfaktoren, die bei der Gestaltung einer grünen Fassade beachtet werden sollten:

• Berücksichtigung des Sonnenlichts, der Wasserversorgung und der örtlichen Wetterbedingungen bei der Wahl des Standorts der grünen Fassade.
• Entscheide dich für eine Fassade in einer belebten Gegend mit hohem Fußgängeraufkommen, z. B. in der Nähe von Bushaltestellen oder Straßenkreuzungen, um ihre Vorteile zu maximieren (BlueGreenStreets, 2022).
• Schütze das Gebäude vor Feuchtigkeit und Schimmel, indem du eine wasserdichte Membran zwischen der Fassade und der Vegetation einbaust (Clarkson-Bennett, 2021).
• Verhindere, dass Pflanzen bei starkem Wind, Schnee oder Regen umfallen, indem du eine zusätzliche Stützstruktur an der Fassade anbringst, an der sie sich festhalten können (Manso & Castro-Gomes, 2015).
• Wähle Pflanzen, die gut für vertikales Wachstum geeignet sind.
• Achte bei Pflanzen, die aus dem Boden wachsen, darauf, dass genügend Platz vorhanden ist, damit Menschen sicher gehen können (BlueGreenStreets, 2022).
• Integriere ein geeignetes Bewässerungssystem, z. B. ein Sprühsystem oder eine Tröpfchenbewässerung, in den Entwurf.

Quellen

Baldwin, E. (2018, December 21). An Architect’s Guide To: Green Roofs - Architizer Journal. Journal. https://architizer.com/blog/product-guides/product-guide/green-roofs/

BlueGreenStreets (Hrsg.). (2022). BlueGreenStreets Toolbox – Teil B. Multifunktionale Straßenraumgestaltung urbaner Quartiere, („Ressourceneffiziente Stadtquartiere für die Zukunft“).

Clarkson-Bennett, H. (2021, March 11). The Pros and Cons of Living Walls. Green Roof Guide. https://greenroofguide.com/living-walls/pros-and-cons/

Design for London. (2008). Living Roofs and Walls—Technical Report: Supporting London Plan Policy.

Downton, P. (2013). Green roofs and walls | YourHome. https://www.yourhome.gov.au/materials/green-roofs-and-walls

Green communities guide. (o. J.). Green Roofs and Walls. https://greencommunitiesguide.ca/guide/nbs-implementation-overviews/green-roofs-and-walls

Manso, M., & Castro-Gomes, J. (2015). Green wall systems: A review of their characteristics. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 41, 863–871. https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.07.203

Tirelli, G. (2019, April 2). Top 10 Benefits of Living Green Walls. Ecobnb. https://ecobnb.com/blog/2019/04/living-green-walls-benefits/

6. Rückhaltebecken

Ein Rückhaltebecken ist eine begrünte flache Vertiefung, die Wasser entweder vorübergehend (NWRM, o. J.) (Maestro, 2015) oder dauerhaft aufnimmt, wie in Abbildung 1 zu sehen ist. Das gesammelte Wasser wird entweder in die Atmosphäre evaporiert (CLC incorporated, 2021), in den Boden versickert oder durch einen Abfluss transportiert. Auf diese Weise trägt das Becken zur Regenwasserbewirtschaftung, zur Sedimentierung, zur Filtration von Schadstoffen (Woodard & Curran, 2006) und zur Grundwasseranreicherung bei (Manheim Township, o. J.).

Rückhaltebecken haben viele Vorteile, die denen anderer BGI-Elemente ähneln, wie z. B. der Schutz vor Überschwemmungen, die Verbesserung der Wasserqualität und die Schaffung von Habitaten (Leber, 2015), aber sie haben auch einige einzigartige Vorteile. Langfristige Rückhaltebecken entfernen beispielsweise mehr Schadstoffe und haben eine höhere Sedimentierungsrate, da das Wasser über einen längeren Zeitraum in ihnen gehalten wird (CLC incorporated, 2021) (Leber, 2015). Wenn die Becken von Vegetation umgeben sind, helfen sie außerdem, die Bodenerosion zu verhindern (Trapbag, o. J.). Außerdem sind sie weder schwierig noch teuer in der Umsetzung und haben einen Erholungs- und ästhetischen Wert. 

Die Hauptnachteile von Rückhaltebecken sind hingegen, dass sie in der Regel viel Platz benötigen, zu einer Brutstätte für Mücken werden können (Trapbag, o. J.) (Leber, 2015) und Sicherheitsrisiken wie Ertrinken und die Exposition gegenüber Schadstoffen bergen.

Einige Faktoren, die beim Bau eines Rückhaltebeckens zu berücksichtigen sind:

• Baue Rückhaltebecken auf einer großen Fläche, um die geringe Tiefe auszugleichen und eine große Wassermenge zu sammeln (Leber, 2015) (Toussant, 2011).
• Nutze ein Abhang, um das Wasser in den Auffangbereich zu leiten. 
• Halte um das Becken herum Freiraum vor, um den Wasserfluss zu erleichtern (Trapbag, o. J.).
• Füge ein Felsbett oder einen Vegetationspuffer hinzu, wie in Abbildung 3 dargestellt, um den Erdboden an Ort und Stelle zu halten und die Bewegung des Oberflächenwassers einzuschränken (Sitework, 2021).
• Für eine kurzfristige Rückhaltung füge Abflüsse hinzu, um das gesammelte Wasser langsam aus dem Becken zu leiten. 
• Entferne regelmäßig Sedimente, Blätter und Pflanzenreste, um sicherzustellen, dass die Abflüsse nicht verstopft werden (Leber, 2015) (LDP watersheds, 2019).

Quellen

CLC incorporated. (2021, June 14). Detention Pond vs Retention Pond | Key Differences | CLC Inc. Commercial Landscaping & Lawn Care Services in Lynchburg. https://clcinc.co/detention-pond-vs-retention-pond-which-is-right-for-you/

Leber, B. (2015, April 30). Stormwater Basins: How Detention and Retention Ponds Work. Wessler Engineering. https://info.wesslerengineering.com/blog/stormwater-basins-detention-retention-ponds

LDP watersheds. (2019, June 25). Detention Basin Problems: Blocked Inlet/Outlet Structures. LDP Watersheds. https://ldpwatersheds.org/blocked-inlet-and-outlet-structures/

Maestro, G. (2015, February 27). Difference Between Detention and Retention in Stormwater Solutions. StormChambers.Com. http://stormchambers.com/difference-between-detention-and-retention-in-stormwater-solutions/

Manheim township. (o. J.). Detention vs Retention Basin | Manheim Township, PA - Official Website. https://www.manheimtownship.org/1173/Detention-vs-Retention-Basin

Nashville. (o. J.). Stormwater Control Measures: Wet Detention Pond | Nashville.gov. https://www.nashville.gov/departments/water/stormwater/pollution-prevention/stormwater-control-measures/wet-detention-pond

NWRM. (o. J.). Detention Basins | Natural Water Retention Measures. http://nwrm.eu/measure/detention-basins

Sitework, E. (2021, May 31). What is a retention pond and why is maintenance important? Building Site Preparation, Site Work Construction & Drainage Solutions. https://eastcoastsitework.com/what-is-a-retention-pond-and-why-is-maintenance-important/

Toussant, K. (2011, July 11). Retention Pond vs. Detention Pond | Manuel Builders. https://www.manuelbuilders.com/blog/retention-pond-vs-detention-pond

Trapbag. (o. J.). Stormwater Containment, Retention Ponds & Detention Ponds. TrapBag. https://trapbag.com/stormwater-containment/

Woodard & Curran, Inc. (2006). 9—Solid Waste Treatment and Disposal. In Inc. Woodard & Curran (Ed.), Industrial Waste Treatment Handbook (Second Edition) (pp. 363–408). Butterworth-Heinemann. https://doi.org/10.1016/B978-075067963-3/50011-4

7. Bäume

Als natürliches - und nicht als konstruiertes - Element sind Bäume aufgrund ihrer Art, ihres Standorts und ihrer Anordnung ein wichtiger Bestandteil der BGI. Mit Hilfe ihrer verschiedenen Teile erfüllen Bäume verschiedene BGI-Funktionen wie z. B. die Aufnahme von Regenwasser und dessen Filterung durch ihre Stämme und Wurzeln (Cundall global, o. J.) sowie die Abgabe von Wasser an die Atmosphäre, die Sequestrierung von Kohlenstoff und die Schattenspende durch ihre Äste und Blätter. Im Rahmen der BGI regulieren die Bäume also das Regenwasser, senken die Temperatur und reinigen die Luft. 

Als einfaches BGI-Element haben Bäume viele einzigartige Vorteile: Sie entziehen der Atmosphäre CO2, kühlen die Temperatur, verbessern die Luftqualität, spenden Schatten, filtern Schadstoffe und Sedimente aus dem Regenwasser, verringern die Lärmbelastung, fördern die Biodiversität, steigern das Wohlbefinden und verbessern die städtische Ästhetik (Trafford, o. J.) (Javatpoint, o. J) (Writers, 2022). 

Es ist jedoch wichtig zu bedenken, dass Bäume besondere Anforderungen stellen und negative Auswirkungen haben können. Abgesehen von den Kosten für ihre Anpflanzung und Pflege benötigen Bäume große Mengen an Wasser für ihr eigenes Überleben, was die Verfügbarkeit von Feuchtigkeit für die nahe gelegene Vegetation beeinträchtigen kann (McInerney, 2023). Sie können auch zu einem Lebensraum für einige unerwünschte Tierarten wie Schädlinge und Nagetiere werden (Javatpoint, o. J.) (Writers, 2022). Darüber hinaus kann unkontrolliertes Wurzelwachstum Schäden an nahe gelegenen Strukturen verursachen (Javatpoint, o. J.). 

Einige wichtige Punkte, die beim Pflanzen von Bäumen zu beachten sind, sind:

• Bereite den Boden vor, indem du Kabel, Drähte und andere ähnliche Materialien, die sich an den Baumwurzeln festsetzen könnten, entfernst oder verlegst. 
• Stabilisiere den Erdboden, um einen stabilen Untergrund für das Wachstum der Wurzeln zu schaffen.
• Platziere die Bäume so, dass ihre Wurzeln wachsen können, ohne auf Wurzeln anderer Bäume, Gebäudefundamente, Leitungsnetze oder unterirdische Stromleitungen zu stoßen (Arbor Day Foundation, 2016). Die Nähe zu Wänden, Fenstern, Einfahrten und Gehwegen über dem Boden sollte ebenfalls berücksichtigt werden (Forest research, o. J.).
• Verwende fruchtbaren Erdboden mit guter Drainagekapazität (Dreamworks Tree Services, 2019). 
• Bewässere die Bäume entsprechend der Erdart und den Witterungsbedingungen in der Umgebung (Swanson, 2016).

Quellen

Arbor Day Foundation. (2016, April 6). Tree Planting: How to Choose the Right Planting Site. Arbor Day Blog. https://arbordayblog.org/treeplanting/tree-planting-how-to-choose-the-right-planting-site/

Swanson, D. C. (2016, October 26). Guidelines for planting trees and shrubs. ag.umass.edu. https://ag.umass.edu/landscape/fact-sheets/guidelines-for-planting-trees-shrubs

Clearing house project. (o. J.). City of Trees – get inspired to learn more about trees in the city – Clearing House H2020. https://clearinghouseproject.eu/city-of-trees/

Dreamworks Tree Services. (2019, June 5). What to Consider When Planting a Tree | DreamWorks Trees. Dreamworks Tree Services. https://www.dreamworkstrees.com/7-important-things-to-consider-before-planting-a-tree/

Forest research. (o. J.). Trees around buildings—Practical considerations. Forest Research. https://www.forestresearch.gov.uk/tools-and-resources/fthr/urban-regeneration-and-greenspace-partnership/greenspace-in-practice/practical-considerations-and-challenges-to-greenspace/trees-around-buildings-practical-considerations/

Hall, R. (2023, February 1). Planting more trees in cities could cut deaths from summer heat, says study. The Guardian. https://www.theguardian.com/environment/2023/feb/01/planting-trees-cities-cut-deaths-summer-heat-study

Javatpoint. (o. J.). Advantages and Disadvantages of Trees—Javatpoint. Www.Javatpoint.Com. https://www.javatpoint.com/advantages-and-disadvantages-of-trees

McInerney, B. (2023, January). Disadvantages of Planting Trees for Climate Change. Tree Care Blog. https://www.gotreequotes.com/disadvantages-of-planting-trees-for-climate-change/

Trafford. (o. J.). Importance of trees. https://www.trafford.gov.uk/residents/environment/tree-management/importance-of-trees.aspx

Writers, S. (2022, February 23). What are the Advantages and Disadvantages of Planting Trees? GFL Outdoors. https://www.gfloutdoors.com/what-are-the-advantages-and-disadvantages-of-planting-trees/

8. Pflanzenkläranlage

Ein Pflanzenkläranlage ist ein flaches, ausgehobenes Becken, das aus einem Pool aus Wasser, Erde, Feuchtgebietsvegetation (Wasserpflanzen) und Mikroorganismen besteht. Es trägt dazu bei, Schadstoffe durch natürliche Prozesse aus dem Wasser zu entfernen und ahmt ein natürliches Feuchtgebiet nach (Government of Canada, 2017) (The constructor, 2013) (Hoffmann et al., 2011). Das behandelte Wasser wird dann langsam in die Gewässer eingeleitet (Scholz, 2006). 

Genau wie die zuvor besprochenen BGI-Elemente haben Pflanzenkläranlagen zahlreiche Vorteile: Sie sind einfache, kostengünstige und energieeffiziente Wassermanagementsysteme, die Regenwasser aufsaugen und filtern, einen Habitat für Feuchtgebietsorganismen bieten, abwasserbedingte Gerüche beseitigen (Government of Canada, 2017) und den ästhetischen Wert des Gebiets erhöhen.

Die Hauptnachteile dieser Systeme sind jedoch der große Flächenbedarf, wie in Abbildung 2 zu sehen ist, und die Notwendigkeit einer längeren Verweilzeit als bei herkömmlichen Systemen, um Schadstoffe zu entfernen (WASTREAT, o. J.). Außerdem können sie keine hochgiftigen Abwässer behandeln und können auch eine Brutstätte für Mücken sein (Kielmas, 2019).

Die wichtigsten gestalterischen Überlegungen, die berücksichtigt werden sollten, sind:

• Wähle einen Standort mit guter Sonneneinstrahlung und vermeide schattige Bereiche, um das Pflanzenwachstum zu fördern (Hoffmann et al., 2011). 
• Grabe das ausgewählte Stück Land aus und schütte es auf, baue einen Damm darum und fülle ihn mit Wasser auf (The Constructor, 2013).
• Verwende Pflanzen, die in feuchten, teilweise überschwemmten, leicht salzigen und nährstoffreichen Erdböden gedeihen (Emersan-Kompendium, o. J..) (Hoffmann et al., 2011).
• Entferne den Schlamm (eine schlammige Masse, die bei Wasser- und Abwasseraufbereitungsprozessen entsteht, siehe Abbildung 3) sorgfältig, da er einen hohen Gehalt an pathogenen Organismen enthält (Government of Canada, 2017) (Emersan compendium, o. J.).

Quellen

Biomatrix water. (o. J.). MSR Constructed Wetlands. Biomatrix. https://www.biomatrixwater.com/msr-constructed-wetlands/

Emersan compendium. (n.d.). ECompendium of Sanitation Technologies in Emergencies. https://www.emersan-compendium.org/images/promo/ecompendium_screen_en-GB.gif

Government of Canada, P. S. and P. C. (2017, March 29). Fact sheet: Constructed wetlands — Compare decontamination technologies — Guidance and Orientation for the Selection of Technologies — Contaminated sites — Pollution and waste management — Environment and natural resources — Canada.ca. https://gost.tpsgc-pwgsc.gc.ca/tfs.aspx?ID=32&lang=eng

Hoffmann, H., Platzer, C., von Münch, E., & Winker, M. (2011, February). Technology review of constructed wetlands—Subsurface flow constructed wetlands for greywater and domestic wastewater treatment. https://www.susana.org/en/knowledge-hub/resources-and-publications/library/details/930#

Kielmas, M. (2019, November 22). The Disadvantages of Wetland Nature Reserves. Sciencing. https://sciencing.com/info-8396288-disadvantages-wetland-nature-reserves.html

Scholz, M. (2006). Constructed Wetland—An overview | ScienceDirect Topics. https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/constructed-wetland

The constructor. (2013, October 13). Design Tips for Rainwater Harvesting Components. The Constructor. https://theconstructor.org/water-resources/rain-water-harvesting-design-tips/343/

WASTREAT. (n.d.). WASTREAT - Constructed Wetlands (General). https://www.ekby.gr/wastreat/CON-WETLANDS_General.htm

Water quality solutions. (2018, August 6). Sludge! What Is It? And How Can I Control It?https://waterqualitysolutions.com.au/sludge/

Weebly. (n.d.). Constructed Wetlands. Water Purification Engineering. http://waterpurificationengineering.weebly.com/constructed-wetlands.html

9. Mulden

Ein Mulde ist ein geradliniger, breiter und flacher, bepflanzter Kanal mit allmählich abfallenden Seiten, der Wasser aus den umliegenden Gebieten in die Mulde leitet (Masterclass, 2021) (SuDS wales, o. J.) (NWRM, o. J.). Mulden reduzieren den Regenwasserabfluss, fördern die Versickerung und entfernen Schadstoffe. Sie haben unterschiedliche Größen (klein oder groß - (Maryland, Department of the environment, o. J.), unterschiedliche Strukturen (mit oder ohne Unterlaufrohre - wie in Abbildung 1 (Innovyze, 2020) gezeigt), unterschiedliche Eigenschaften (halten Wasser für kurze oder lange Zeit zurück) und können natürlich oder vom Menschen geschaffen sein.  

Sie sind einfach zu installieren und zu warten, verringern das Risiko von Überschwemmungen und Bodenerosion, ermöglichen die Sammlung und Wiederverwendung von Regenwasser, verhindern die Verstopfung herkömmlicher Abflussrohre und verringern den Bedarf an teuren Entwässerungssystemen (SuDS wales, o. J.). Außerdem fördern sie die Versickerung und den Rückhalt von Schadstoffpartikeln und verbessern so die Wasserqualität (NWRM, o. J.). 

Auch wenn es nur sehr wenige gibt, haben Mulden dennoch einige Nachteile. So benötigen Mulden beispielsweise viel Platz, was sie für enge städtische Straßen ungeeignet macht (Edinburgh Council, n.d.). Sie eignen sich auch nur für mäßig geneigtes Land (2-4 %), wobei ein Hang unter 2% zu Wasseransammlungen führen kann, während ein Hang über 4% zu einer übermäßigen Wassergeschwindigkeit und damit zu Bodendestabilisierung und Erosion führen kann (Susdrain, o. J.) (Papprentice, 2022) (Building America solution center, o. J.).

Beim Bau von Mulden sind folgende Aspekte zu beachten:

• Baue keine Mulden in steilen Landschaften, denn das würde das Wasser dazu zwingen, sich zum tiefsten Punkt zu bewegen, anstatt in der Mulde zu bleiben und zu versickern (Engels, 2017). 
• Grabe den Boden so aus, dass der Boden flach ist und die Seiten geneigt sind (Engels, 2017).
• Installiere Abflüsse, um überschüssiges Wasser bei Starkregenereignissen abzuleiten (Engels, 2017). 
• Pflanze Bäume, die helfen, überschüssiges Wasser aus dem Erdboden aufzunehmen und ihn zu stabilisieren (Engels, 2017). 
• Baue kleine und temporäre Dämme (z. B. Rückschlagdämme) quer durch die Mulde, um den Wasserfluss zu verlangsamen und das Risiko der Erderosion zu verringern (SuDS wales, o. J.).

Quellen

Building America solution center. (o. J.). Swales, Drains, and Site Grading for Stormwater Control | Building America Solution Center. https://basc.pnnl.gov/resource-guides/swales-drains-and-site-grading-stormwater-control

Edinburgh Council. (o. J.). Sustainable Rainwater Management Guidance. https://www.edinburgh.gov.uk

Engels, J. (2017, March 31). Why We Use Swales and How to Do It Appropriately. The Permaculture Research Institute. https://www.permaculturenews.org/2017/03/31/use-swales-appropriately/

Innovyze. (2020, July 24). Swale—InfoDrainage 2021.1 Help Documentation—Innovyze. https://help.innovyze.com/space/infodrainage2021v1/16548415/Swale

Maryland, Department of the environment. (o. J.). Facts About: Swales Stormwater Best Management Practices (BMPs). https://mde.maryland.gov/programs/water/StormwaterManagementProgram/Pages/stormwater_design.aspx

Massachusetts Clean Water Toolkit. (o. J.). Water Quality Swale. https://megamanual.geosyntec.com/npsmanual/waterqualityswales.aspx

Masterclass. (2021, December). Swale Definition: 5 Benefits of Drainage Swales in Landscaping - 2023. MasterClass. https://www.masterclass.com/articles/swale-definition

NWRM. (o. J.). Swales | Natural Water Retention Measures. http://nwrm.eu/measure/swales

Papprentice. (2022, January 19). How to design a Food Forest with Swales layout. Permaculture Apprentice. https://permacultureapprentice.com/food-forest-swales-layout/

SuDS wales. (o. J.). Swales « SuDS Wales – Sustainable Drainage Systems. https://www.sudswales.com/types/permeable-conveyance-systems/swales/

Susdrain. (o. J.). Swales. https://www.susdrain.org/delivering-suds/using-suds/suds-components/swales-and-conveyance-channels/swales.html

10. Filterstreifen

Filterstreifen sind sanft geneigte, begrünte Landstreifen, wie in Abbildung 1 dargestellt, die dazu beitragen, Regenwasserabfluss von undurchlässigen Flächen in eine bestimmte Richtung zu leiten und dabei zu reinigen (Susdrain, o. J.) (Un, 2010) (NWRM, o. J.). Gewöhnlich mit Gras bepflanzt, verlangsamen Filterstreifen die Bewegung des Regenwasserabflusses und erhöhen dadurch die Möglichkeiten zur Infiltration, Sedimentation und Schadstoffentfernung (Griffiths & Chan, 2022) (NWRM, o. J.) (Chicago government, o. J.).

Wie in Abbildung 2 dargestellt, bilden Filterstreifen häufig einen Puffer oder eine Übergangszone zwischen verschiedenen Landnutzungen (z. B. zwischen landwirtschaftlichen Flächen und Oberflächengewässern) (AgBMPs, o. J.) und ermöglichen die Wiederauffüllung des Grundwassers in Gebieten mit durchlässigem Boden (NWRM, o. J.). Sie können in der Nähe von Wohngebäuden (für Dachabflüsse), Gewerbegebäuden (für Dächer und Parkplatzabflüsse) oder als begrünte Puffer neben Bächen angelegt werden (Chicago government, o. J.).

Filterstreifen haben viele Vorteile, da sie relativ kostengünstiger zu bauen sind als herkömmliche Systeme, 75-100 % der Sedimente auffangen und entfernen können, Nährstoffe auffangen, Krankheitserreger entfernen (Grismer et al., 2006), die Bodenerosion minimieren (Grismer et al., 2006), Habitate für Wildtiere bieten, einen ästhetischen Mehrwert darstellen (NWRM, o. J.) und Platz für die Lagerung von Schnee im Winter bieten (Un, 2010).

Trotz dieser zahlreichen Vorteile können Filterstreifen aus Gründen, die wir weiter unten erörtern werden, nicht an steilen Hängen angelegt werden. Außerdem sind sie bei extremen Sturmereignissen in Bezug auf das Auffangen und die Behandlung von Wasser nicht wirksam (Susdrain, o. J.).

Einige Planungsüberlegungen, die die Wirksamkeit und Funktionalität der Filterstreifen sicherstellen können, sind:

• Bestimme die Größe des Streifens entsprechend der Wassermenge, die er aufnehmen soll (Chicago government, o. J.).
• Generell gilt: Je breiter der Streifen ist, desto besser, da dies die Kontaktzeit zwischen dem Abflusswasser und dem Pflanzstreifen und damit die Behandlung erhöht (Grismer et al., 2006).
• Achte darauf, dass das Hanggefälle nicht zu steil ist. So kann sich das Wasser langsam bewegen, versickern und die Schadstoffe abtransportieren (Chicagoer Regierung, o. J.).
• Pflanze hohe, robuste und einheimische Gräser und dichte Vegetation, da diese am besten in der Lage sind, Sedimente und Schadstoffe zurückzuhalten und zu entfernen (Smyth et al., o. J.).

Quellen

AgBMPs. (o. J.). Filter Strips/Grassed Riparian Buffers (NRCS 393 & 390) | AgBMPs. https://agbmps.osu.edu/bmp/filter-stripsgrassed-riparian-buffers-nrcs-393-390

Chicago government. (o. J.). Filter Strips. https://www.chicago.gov/content/city/en/depts/water/supp_info/conservation/green_design/filter_strips.html

Griffiths, J. A., & Chan, F. K. S. (2022). Sustainable Urban Drainage. In Reference Module in Earth Systems and Environmental Sciences. Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-90386-8.00007-3

Grismer, M., TOBY, A., & Lewis, D. (2006). Vegetative Filter Strips for Nonpoint Source Pollution Control in Agriculture. ANR Publ., 8195.

NWRM. (o. J.). Filter Strips | Natural Water Retention Measures. http://nwrm.eu/measure/filter-strips

Smyth, A., Wu, L., Muñoz-Carpena, R., & Li, Y. (o. J.). SL432/SS646: Vegetative Filter Strips—A Best Management Practice for Controlling Nonpoint Source Pollution. https://edis.ifas.ufl.edu/publication/SS646

Susdrain. (o. J.). Filter strips. https://www.susdrain.org/delivering-suds/using-suds/suds-components/filtration/filter-strips.html

Un, K. (2010, February 5). Fact Sheet: Grass Filter Strips. MAPC. https://www.mapc.org/resource-library/fact-sheet-grass-filter-strips/

11. Sandfilter

Ein Sandfilter ist eine Struktur, die dazu beiträgt, suspendierte Partikel aus dem Wasser zu entfernen, indem es durch Schichten von Sand geleitet wird (Haft Industrial Group, 2021) (Freitas et al., 2022). Wenn das Regenwasser durch diese Schichten fließt, fangen die Sandkörner Partikel wie Schmutz, Schutt und andere Abfallstoffe auf. Das gereinigte Wasser erreicht dann das Ende der Struktur und wird durch ein Auslassventil nach außen transportiert (Haft Industrial Group, 2021).

Sandfilter haben viele Vorteile, z. B. sind sie eine effiziente, kostengünstige Aufbereitungsmethode, die einfach zu installieren, zu warten und zu reparieren ist und sich für viele Anwendungen eignet (z. B. Schwimmbäder, Hauskläranlagen usw.).

Der größte Nachteil von Sandfiltern ist jedoch, dass sie keine gelösten Salze und Feinpartikel aus dem Wasser filtern, sondern nur feste Partikel wie Algen, organisches Material, ungelöste Metalle und große Salzpartikel, die sich nicht im Wasser auflösen (z. B. Salze, die in Düngemitteln vorkommen) (Reijnen, 2022). Ein weiterer Nachteil ist das stark verschmutzte Wasser, das bei der Reinigung des Filters anfällt und das sorgfältig aufbereitet und entsorgt werden muss (EMIS, o. J.).

Um die Effizienz von Sandfiltern zu erhöhen, sollten einige Überlegungen angestellt werden:

• Wähle verschiedene Sandtypen mit unterschiedlich großen Körnern. 
• Schichte sie übereinander, beginnend mit Sand mit größeren Körnern und aufsteigend mit kleineren Körnern.  
• Achte darauf, dass das Wasser langsam in den Filter eintritt, damit es die oberste Schicht nicht aufwirbelt. 
• Behandle das Wasser vor, damit der Filter nicht überlastet wird (EMIS, o. J.). 
• Zur Reinigung des Filters muss das verwendete Wasser sorgfältig entsorgt werden, da es stark verschmutzt ist (EMIS, o. J.).

Quellen

EMIS. (o. J.). Sand filtration | EMIS.https://emis.vito.be/en/bat/tools-overview/sheets/sand-filtration

Freitas, B. L. S., Terin, U. C., Fava, N. M. N., Maciel, P. M. F., Garcia, L. A. T., Medeiros, R. C., Oliveira, M., Fernandez-Ibañez, P., Byrne, J. A., & Sabogal-Paz, L. P. (2022). A critical overview of household slow sand filters for water treatment. Water Research, 208, 117870. https://doi.org/10.1016/j.watres.2021.117870

Haft Industrial Group. (2021, April 6). Sand filter. گروه صنعتی هفت. https://ig7.ir/en/sand-filter/

Kiemde, M., Kaluli, J., Mburu, N., & Gahi, N. (2018). Low Cost Filtration of Domestic Wastewater for Irrigation Purpose. World Journal of Engineering and Technology, 06, 585–602. https://doi.org/10.4236/wjet.2018.63036

Reijnen, J. (2022). How does a sand filter work? https://royalbrinkman.com/knowledge-center/technical-projects/water-filter-technologies-horticulture/sand-filter

12. Verbindung zwischen BGI-Funktionen und -Elementen

In der Praxis arbeiten BGI-Funktionen und -Elemente zusammen, um verschiedene städtische Ziele zu erreichen und vielfältige ökologische, soziale und ökonomische Vorteile zu bieten. Eine BGI-Funktion kann durch mehrere BGI-Elemente erfüllt werden, und ein BGI-Element kann mehrere BGI-Funktionen gleichzeitig erfüllen. 

Zum Beispiel kann die BGI-Funktion der Infiltration durch verschiedene BGI-Elemente wie durchlässige Beläge, Mulden und Regengärten erreicht werden. Und das BGI-Element Gründach kann mehrere BGI-Funktionen wie Rückhaltung, Evapotranspiration und Filtration erfüllen. 

Diese Verflechtung und Überschneidung von Funktionen und Elementen sind die wahren Stärken der BGI, um städtische Herausforderungen ganzheitlich anzugehen und eine nachhaltige, resiliente und lebenswerte Umwelt zu fördern.

In der folgenden Tabelle erhaltest Du einen Überblick darüber, welche BGI-Funktionen von welchen BGI-Elementen übernommen werden können. Normalerweise hat ein bestimmtes BGI-Element einige primäre Funktionen - die Hauptaufgaben, die es erfüllt. Dasselbe Element kann jedoch auch Sekundärfunktionen und Nebenfunktionen haben. (Die nachstehende Tabelle unterscheidet nicht zwischen primären, sekundären und nebensächlichen Funktionen, sondern bietet lediglich eine Übersicht über die Multifunktionalität der BGI).