Städtische Überschwemmungen haben in Baltimore zu wachsenden sozialen, ökologischen und wirtschaftlichen Schäden geführt; die Aufzeichnungen über Überschwemmungen reichen dort bis ins Jahr 1748 zurück. Forschende sagen, dass diese Auswirkungen mit dem Klimawandel wahrscheinlich häufiger und intensiver werden. Herkömmliche Schutzmaßnahmen, die auf Beton und anderen undurchlässigen Oberflächen beruhen, können in Städten ebenfalls schlecht funktionieren, da sie verhindern, dass Regenwasser in den Boden eindringt.

Ein von Forschenden der Penn State geleitetes Team entwickelte gemeinsam mit Einwohnern Baltimores und städtischen Behörden einen alternativen Ansatz. Über einen Zeitraum von drei Jahren halfen Workshops dabei, lokale Überschwemmungsprobleme, umsetzbare Maßnahmen und Gebiete zu identifizieren, die in das Modell aufgenommen werden sollten. Die Arbeit konzentrierte sich auf pluviale Überschwemmungen, die durch Niederschläge und nicht durch das Überlaufen von Flüssen oder sturmflutbedingte hohe Tiden entstehen.

Die Forschenden modellierten zwei Strategien, die im Rahmen der Gespräche mit der Gemeinschaft ausgewählt worden waren: grüne Regenwasserinfrastruktur und die Reinigung von Straßenabläufen. Grüne Infrastruktur kann Regengärten, Grünflächen und durchlässige Oberflächen umfassen, die Wasser aufnehmen und den Abfluss verlangsamen. Bei der Reinigung werden Blätter und Abfälle entfernt, die Abläufe entlang von Straßen und Gehwegen verstopfen können.

Die kombinierten Maßnahmen führten im Modell zur größten Verringerung und senkten die Überflutungstiefen an ausgewählten Orten um bis zu 55 %. Die Forschenden erklärten jedoch, dass die Kombination nur geringfügig besser abschnitt als die alleinige Reinigung der Abläufe, die als einzelne Maßnahme wirksamer war.

Die Erstellung und Überprüfung des Modells stellte Herausforderungen dar. Städtische Überschwemmungen können sich innerhalb weniger Stunden entwickeln und wieder verschwinden, was ihre Beobachtung mit Satelliten oder herkömmlichen Sensoren erschwert. Kleine Merkmale, etwa der ungefähr 15 Zentimeter große Höhenunterschied zwischen einem Bordstein und einer Straße, können ebenfalls bestimmen, wohin das Wasser fließt, erscheinen in aus der Ferne erfassten Höhendaten jedoch möglicherweise nicht deutlich.

Da es in Baltimore in einigen von dieser Art der Überschwemmung betroffenen Straßen keine Sensoren gab, nutzte das Team mit Geodaten versehene Beiträge in sozialen Medien und Nachrichtenbilder, um das Modell zu validieren. Diese Aufzeichnungen ermöglichten es den Forschenden, sichtbare Wasserstände mit bekannten Referenzpunkten, darunter Bordsteinen, zu vergleichen.

Die Ergebnisse wurden in Sustainable Cities and Society in einem Beitrag mit dem Titel „Co-designing stormwater adaptations through community-informed urban pluvial flood modeling“ veröffentlicht. Die Forschenden erklärten, dass die Einbeziehung der Einwohner dazu beitrug, sicherzustellen, dass die vorgeschlagenen Maßnahmen relevant und umsetzbar waren, und zugleich das Vertrauen zwischen Gemeinschaften und Wissenschaftlern stärkte.

Das Projekt ist Teil des Urban Integrated Field Program, das Forschende aus Bereichen wie Hydrologie, Ökologie und Landschaftsarchitektur mit Planern und Mitgliedern der Gemeinschaft zusammenbringt. Das Team plant, im Rahmen der Baltimore Social Environmental Collaborative zu untersuchen, wie die Ergebnisse aus Baltimore im Vergleich zu anderen Studien zur Klimaanpassung abschneiden.

In künftigen Arbeiten soll außerdem untersucht werden, wie Anpassungsmaßnahmen gleichzeitig mehreren Gefahren begegnen können. Während Regengärten an einigen Orten möglicherweise weniger wirksam zur Verringerung von Überschwemmungen sind als die Reinigung von Abläufen, könnten sie nach Angaben der Forschenden zusätzliche Vorteile für die städtische Hitze bieten. Das Team hofft, dass der Ansatz zur Einbindung der Gemeinschaft in anderen Städten angewendet werden kann, die Maßnahmen gegen die Auswirkungen des Klimawandels entwickeln.

Quellen: Phys.org.