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Starkregengefahrenkarte

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Der Klimawandel, verbunden mit mehr Hitzetagen und Trockenheit, aber auch mit einer zunehmenden Häufung von Starkregenereignissen, ist aus dem Alltag nicht mehr wegzudenken. Auch in Bochum wurden in der Vergangenheit Starkregenereignisse aufgezeichnet, die teilweise zu erheblichen Überflutungen öffentlicher aber auch privater Flächen und Gebäude geführt haben.
Mit der Starkregengefahrenkarte werden diese möglichen Überflutungsbereiche anschaulich dargestellt und es können deren Auswirkungen auf die angrenzende Bebauung und die weiteren Infrastruktureinrichtungen ausgewertet werden.

Ein Ausschnitt der Starkregengefahrenkarte, welche über das Geoportal der Stadt Bochum erreichbar ist. (Quelle: Stadt Bochum)

Von Starkregen wird gesprochen, wenn eine große Menge Niederschlag innerhalb von einem kurzen Zeitraum fällt. Meistens geschieht dies in den Sommermonaten in Kombination mit starken, oft sehr lokal begrenzten Gewittern. Das bedeutet, dass es in einem Stadtteil zu starken Unwettern kommen kann, während andere Stadtteile von Regen verschont bleiben.

Der Deutsche Wetterdienst warnt vor Unwettern, wenn Niederschlagsmengen von entweder mehr als 25 Liter pro Quadratmeter innerhalb von einer Stunde oder mehr als 35 Litern pro Quadratmeter innerhalb von sechs Stunden vorhergesagt sind. Allerdings können auch viel größere Mengen an Niederschlag fallen, wie zum Beispiel innerhalb weniger Stunden die Regenmenge, die normalerweise innerhalb eines ganzen Monats fällt.

Starkregen tritt vor allem in Sommermonaten auf. Das liegt daran, das wärmere Luft mehr Feuchtigkeit aufnehmen kann als kühlere. Warme Luft hat allerdings auch eine geringere Dichte und steigt deswegen in höhere, kältere Luftschichten auf. Durch diese Temperaturunterschiede entstehen zusätzliche, vertikale Winde.

In der höheren Luftschicht kondensiert der Wasserdampf wiederum an kleinen Staubpartikeln und bildet Wassertropfen. Diese treffen aufeinander und verbinden sich solange, bis sie irgendwann zu schwer sind und durch die Aufwinde nicht mehr gehalten werden können. Je stärker diese vertikalen Winde sind, umso größere Tropfen können sich entgegen der Schwerkraft in der Luft halten bevor sie zu Boden fallen. Dies geschieht meist örtlich sehr begrenzt und lässt sich kaum vorhersagen.

Bei Starkregen fällt eine sehr große Menge an Niederschlag über einem lokal sehr begrenzten Gebiet und er lässt sich sowohl zeitlich als auch räumlich kaum vorhersagen. Dies macht die vom Starkregen ausgehende Gefahr somit wortwörtlich unberechenbar. Der Boden, die Grundstücksentwässerung und die städtischen Kanäle können die anfallenden Wassermengen nicht aufnehmen. Da das Wasser aber dennoch abfließen muss, sucht es sich seinen Weg auf der Geländeoberfläche. Dabei fließt es entlang des Gefälles der Oberfläche und über die stark ausgebauten Verkehrsflächen.

Ab einem gewissen Wasserstand tritt es über den Bordstein und kann Häuser umströmen oder aber auch in sie hineinfließen. Es sammelt sich schließlich in den tieferen Geländepunkten, wo es nicht problemlos ohne funktionierende Entwässerungssysteme wieder abfließen kann. Insbesondere Unterführungen, U-Bahnschächte oder Standorte in der Nähe von Gewässerbetten (auch historischen Gewässerbetten oder sogenannte schlafende Gewässer) sind bei Starkregen einem hohen Risiko ausgesetzt. Somit kann es zu Schäden an Gebäuden und Sachgegenständen bis hin zur Gefahr für Leib und Leben kommen.

Für diese außergewöhnlichen Regenmengen ist die Kanalisation nicht ausgelegt. Die Versickerungskapazität des Bodens wird überschritten, beziehungsweise ist in den versiegelten Stadtgebieten sowieso kaum vorhanden. Teilweise erreichen die Wassermassen die Kanalisation auch gar nicht erst, da die Straßeneinläufe überlastet sind und das Wasser nicht fassen können oder die Kanäle können das Wasser nicht mehr aufnehmen, da sie bereits voll sind. Dann kann es sogar zu Wiederaustritt von Wasser aus den Kanaldeckeln an anderer Stelle kommen. Auch kann bei starkem oberirdischem Abfluss mittransportiertes Material die Einläufe zusetzen, sodass trotz genügend Platz im Kanal das Wasser nicht zufließen kann.

Größere Kanäle sind oftmals keine Lösung des Problems. Zum einen gibt es technische Beschränkungen, da größere Kanäle oder Rückhaltebecken mehr Platz benötigen, der oft nicht vorhanden ist. Zum anderen würden sich solche Lösungen auch nicht mehr in einem sinnvollen finanziellen Rahmen befinden. In Trockenzeiten bilden sich in zu großen Kanälen Ablagerungen, die dann zu Geruchsbelästigung aus der Kanalisation führen können. Auch deshalb sind zu große Kanäle nicht die Lösung des Problems.

Überflutungen infolge von Starkregen entstehen hauptsächlich durch die Überlastung der Kanalisation sowie der Grundstücks- und Straßenentwässerung. Das Ausmaß der Überflutung wird vor allem durch die Geländegegebenheiten geprägt, wie dem vorherrschenden Gefälle, der Siedlungsstruktur, den Verkehrsflächen oder dem Bebauungstyp. Kann Wasser nicht in die Kanalisation eindringen, so sucht es sich seinen Weg entlang von Straßen, Wegen oder zum Beispiel Geländemulden. Grundsätzlich können Überflutungen im gesamten Stadtgebiet auftreten.

Die Starkregengefahrenkarte stellt den Grad einer Überflutungsgefährdung in vier Stufen anschaulich dar. Flächen, die keine blaue Färbung haben, weisen eine geringe Gefährdung auf. Je dunkler der blaue Farbton, desto höher ist die Gefahr von Überflutungen im Falle eines Starkregenereignisses.

Erstellt werden diese Karten durch eine Computersimulation. Als Grundlage dient dabei ein digitales Geländemodell (Daten mit Höheninformationen des Geländes), welches mit Informationen zu Gebäudeumrissen, Brücken, Durchlässen und Unterführungen ergänzt wird. Somit kann am Computer der Weg des fließenden Wassers nachvollzogen werden. Der Deutsche Wetterdienst erstellt anhand von historischen Regendaten statistische Auswertungen. Diese Informationen können für die Computerberechnung herangezogen werden. Bei diesen Berechnungen wird davon ausgegangen, dass das Kanalnetz überlastet ist und Wasser auch nicht ausreichend versickern kann. Der gesamte Regen verteilt sich somit oberflächlich im Stadtgebiet.

Aufgrund der verwendeten Daten sowie der gewählten Berechnungsgrundlagen können Modellergebnisse von der Realität abweichen. Insbesondere der Ansatz, dass kein Wasser in den Kanal gelangen kann, führt in der Regel eher zu einer Überschätzung der tatsächlichen Gefährdung. Auch ist es in der Realität so, dass bei einem solch starken Regen normalerweise nur einzelne Gebiete und nicht die gesamte Stadtfläche betroffen sind.

Die drei unterschiedlichen Kartenansichten sind verschiedene Lastfälle. Das bedeutet, dass Starkregen unterschiedlicher Schwere für die Computersimulationen herangezogen wurden. In allen Fällen wurde das gesamte Stadtgebiet jeweils mit dem entsprechend angenommenen Niederschlagsverlauf 60 Minuten lang beregnet.

Der erste Verlauf entspricht einem Starkregen, welcher ein statistisches Wiederkehrintervall von 30 Jahren aufweist. Das bedeutet, dass im statistischen Mittel einmal in 30 Jahren mit einem solchen oder stärkeren Regen zu rechnen ist. Die verwendete Niederschlagsmenge in diesem Zeitraum beträgt 42,1 Liter pro Quadratmeter.

Der zweite Lastfall hat ein statistisches Wiederkehrintervall von 100 Jahren mit einer Niederschlagsmenge von 51,4 Litern pro Quadratmeter.

Der dritte Lastfall betrachtet ein extremes Starkregenereignis. Hierbei wurde für die Dauer von 60 Minuten eine Niederschlagsmenge von 100 Litern pro Quadratmeter für die Berechnung herangezogen. Im Vergleich dazu kann das Starkregenereignis vom 20. Juni 2013 zur Einordnung herangezogen werden. Hier wurde in Langendreer über einen Zeitraum von einer Stunde eine Niederschlagsmenge von 70,5 Litern pro Quadratmeter gemessen.

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