Sustainable urban drainage systems (SUDS) can significantly reduce runoff from urban areas. However, their potential to mitigate acute river impacts of combined sewer overflows (CSO) is largely unknown. To close this gap, a novel coupled model approach was deployed that simulates the effect of realistic SUDS strategies, developed for an established city quarter, on acute oxygen depressions in the receiving river. Results show that for an average rainfall year the SUDS strategies reduce total runoff by 28% - 39% and peak runoff by 31% - 48%. Resulting relative reduction in total CSO volume ranges from 45% - 58%, exceeding annual runoff reduction from SUDS by a factor of 1.5. Negative impacts in the form of fish-critical dissolved oxygen (DO) conditions in the receiving river (<2 mg DO/L) can be completely prevented with the SUDS strategies for an average rainfall year. The realistic SUDS strategies were compared with a simpler simulation approach which consists in globally downscaling runoff from all impervious areas. It indicates that such a simple approach does not completely account for the positive effect of SUDS, underestimating CSO volumes for specific rain events by up to 13%. Accordingly, global downscaling is only recommended for preliminary planning purposes.

Technical municipal water infrastructure, urban green areas and urban water bodies can be brought together in an optimized manner to deliver sustainable management of rainwater and domestic wastewater. Moreover, this approach allows urban areas to be designed in a way that leverages ecosystem services that reduce thermal load and thus contributes to a better quality of life despite climate change. To this end, suitable moduls from green and blue infrastructure have been rated in terms of their potential and explained using examples. By defly coupling these elements, their respective strengths can be pooled to unlock synergies. Integrated planning processes that may adopt different approaches help to weaken the impacts of climate change and allow the development of the different infrastructures to be more closely interlinked.

Urban water infrastructure is increasingly expected to be resilient to change. To support such resilience goals of cities we propose an approach, which quantifies resilience based on observed or simulated system performance and a tolerable threshold of performance. The approach is demonstrated for the performance of urban drainage systems during storm events regarding their impact on receiving surface waters. The exemplary application underlines that resilience can be quantified and that it may support the understanding of system performance. Moreover, different disturbances (such as storm events or technical system failures) can be assessed separately or in combination. The presented approach is suggested as a starting point to be tested and developed further. In order to allow this development, all the functions used were joined in an R package and made freely available online.

Die Anwendung eines zielorientierten, partizipativen Vorgehens ermöglicht die Entwicklung von lokal angepassten Vorschlägen für die Kopplung von blauen, grünen und grauen Infrastrukturen für einen klimaangepassten Umgang mit Wasser in der Stadt. Niedrigschwellige Arbeitsmaterialien befähigen Akteure ohne fachlichen Hintergrund im Bereich der Wasserinfrastruktur, schnell in eine Auseinandersetzung zu möglichen Infrastrukturlösungen einzusteigen und aus Sicht des Wasserhaushalts und der Abflussdynamik wirksame Maßnahmenkombinationen zu entwickeln. Die Auseinandersetzung mit gekoppelten Infrastrukturen in ausgewählten Fokusgebieten in Berlin hat gezeigt, dass gekoppelte Infrastrukturen neue Impulse für Planungsprozesse und Stadtentwicklung geben können.

Im Rahmen einer etwa zweijährigen Studie wurde für Berlin erstmals das Ausmaß der Belastung von Regenabfluss mit Spurenstoffen durch ein einjähriges Monitoringprogramm in Einzugsgebieten unterschiedlicher Stadt-strukturtypen (Altbau, Neubau, Gewerbe, Einfamilienhäuser, Straßen) untersucht. Insgesamt wurden über 90 volumenproportionale Mischproben auf etwa 100 Spurenstoffe analysiert (z.B. Phthalate, Pestizide/Biozide, Flammschutzmittel, PAK, Schwermetalle), von denen ein Großteil (>70) detektiert wurde. Die höchsten Konzentrationen an organischen Spurenstoffen wurden für Phthalate gefunden (DIDP+DINP: Ø 12 µg/L), während Schwermetalle von Zink dominiert wurden (Ø 950 µg/L). Für die Mehrzahl der Stoffe gab es dabei signifikante Unterschiede zwischen den Stadtstrukturen. In einem Fließgewässer während Regenereignissen genommene Proben zeigen, dass für einige Substanzen (z.B. DEHP, Carbendazim, einige PAK) Umweltqualitätsnormen im Gewässer bei Regen überschritten werden können. Eine Hochrechnung der über das Regen-wasser in die Gewässer gelangenden Spurenstofffrachten für Gesamt-Berlin hat ergeben, dass Frachten regenwasserbürtiger Spurenstoffe in der gleichen Größen-ordnung wie schmutzwasserbürtige Spurenstoffe liegen können.