Automatische Bewässerung und Pflege städtischer Grünflächen.

Zunehmende Hitzeperioden, abnehmender Niederschlag, steigende Kosten für die Bewässerung der Grünflächen und Pflanzen in der Stadt.

Arbeitspakete/Module:

Im Rahmen der Maßnahme Hitze.Wasser.Management soll ein modular aufgebautes sensorunterstütztes Managementsystem zur Klimawandelanpassung unter Einbezug innerstädtischer Umweltdaten aufgebaut werden. Die Maßnahme besteht aus vier Modulen (M) und einer wissenschaftlichen Begleitforschung durch die Leibniz Universität Hannover.

M1 –  Klimamessnetz:

Im Modul 1 soll die Konzipierung, der Aufbau und der Betrieb eines Klimamessnetzes im Innenstadtbereich erfolgen. Das Messnetz soll aus 38 Stationen mit jeweils 2 Sensoren bestehen. Gemessen werden Lufttemperatur, Relative Luftfeuchtigkeit, Helligkeit und Globe-Temperatur („gefühlte“ Temperatur).

M2 – Smarte Zisterne:

Das Modul 2 umfasst die Planung und den Bau einer Zisterne in Form eines Stauraumkanals unter einer Bestandsstraße im Innenstadtbereich (Prinzenstraße), in dem Niederschlagswasser sowohl von den straßenseitigen Dächern der angrenzenden Gebäude als auch das auf der Prinzenstraße anfallende Oberflächenwasser, das nicht in den geplanten Baumbeeten versickern kann, gespeichert wird. Darüber hinaus soll ein nördlich der Prinzenstraße verlaufender großer Regenwassersammelkanal an die Zisterne angeschlossen werden. Das zufließende Wasser aus diesem Regenwassersammler wird über eine Reinigungsanlage (Sedi-Pipe) gereinigt, bevor es in die Zisterne gelangt.

Für den Zu- und Ablauf der Zisterne soll eine intelligente Steuerung entwickelt werden: Durch eine Verknüpfung mit den Regenradar-Daten des Deutschen Wetterdienstes (DWD) soll eine automatische Entleerung der Zisterne vor großen Regenereignissen erfolgen, aber intelligent gesteuert immer nur soweit, wie es das prognostizierte kommende Regenereignis erfordert, um ein Optimum zwischen gespeichertem Wasser für Trockenphasen und bereitgestelltem Speichervolumen als Entlastung im Starkregenfall zu erreichen.

An die Zisterne soll eine Wassertankstelle angeschlossen werden, an der die Bewässerungsfahrzeuge der Grünflächenpflege das gespeicherte Niederschlagswasser für Bewässerungszwecke im Innenstadtbereich aufnehmen können. Darüber hinaus wird ein smartes Bewässerungssystem an die Zisterne angeschlossen (s. M3).

M3 – Smartes Bewässerungssystem: 

Im Modul 3 erfolgt die Konzipierung und der Aufbau einer über Bodenfeuchtesensoren gesteuerten automatischen Bewässerung von 11 neu zu pflanzenden Bäume in der Prinzenstraße im Abschnitt Thielenplatz bis Sophienstraße aus der smarte gesteuerten Zisterne. Dazu sollen je 4 Bodenfeuchtesensoren (SMT100) im Wurzelraum von 5 Bäumen in jeweils 30, 60 und 90 cm Tiefe installiert werden.  Die Übertragung der Sensordaten soll automatisch durch eine batteriebetriebe und drahtlose Funktechnik (NB-IoT) erfolgen.

Die Sensordaten der 5 Wächterbäume gehen als Eingangsparameter in ein Steuerungsmodell ein, das den Zeitpunkt und die Wassermenge für die bedarfsgerechte Bewässerung der 11 Bäume berechnet und die automatische Bewässerung initiiert. Über die Einstellung von Betriebszeiten erfolgt zudem eine Ressourceneinsparung aufgrund der Vermeidung von Wasserverlusten durch Verdunstung (Bewässerung außerhalb der Mittagshitze).

Die 6 neuen Bäume südlich der Sophienstraße werden konventionell über Tankfahrzeuge bewässert und dienen damit als Referenzstandorte für das Monitoring des smarten Bewässerungssystems.

M4 – Erprobung Klima.Agentenmodell:

Es soll das in der Strategiephase des Projektes #HANnovativ mit dem Kooperationspartner GEO-NET-Umweltconsulting GmbH entwickelte Klima.Agentenmodell angewendet und erprobt werden.

Das Modell ermöglicht die dynamische Erfassung der humanbioklimatischen Belastung in der Innenstadt. Über mobile, digitale Agenten, die das humanbioklimatische Feld der Innenstadt durchstreifen, können Bioklimabelastungsräume verortet werden. Als Grundlage dienen hochauflösende 3D-Modelle. Über unterschiedliche mikroskalige meteorologische Modelle (FITNAH/ASMUS, PALM) wird das thermische Empfinden einer Standardperson simuliert – hierfür sind vor allem Lufttemperatur, Luftfeuchte, Windgeschwindigkeit und thermophysiologisch wirksame Strahlung relevant. Je nach physischer Konstitution (dem persönlichen „Rucksack“ aufgrund des Alters, einer eingeschränkten Mobilität u.a.) können den Agenten dann „Lastgrenzen“ zugeordnet werden.

Über die Kopplung und Dynamisierung des thermischen Empfindens mit individuellen Bewegungsmustern repräsentativer Bevölkerungs-/Nutzergruppen (s. wissenschaftliche Begleitforschung des PhyGeo TP3) können Rückschlüsse gezogen werden, wo „Coolspots“ durch Blau-Grüne Infrastrukturmaßnahmen (sprühende Wasserelemente,  Beregnung/Spülung versiegelter Bereiche mit Wasser zur abendlichen Kühlung, oberflächige Wasserführung, Brunnen, Grünelemente) erforderlich sind. 

Über die im M1 erhobenen Sensordaten können die Modellergebnisse mit Messergebnissen verifiziert werden.