1. Einleitung
2. Ziele und Verfahrensablauf der Lärmminderungsplanung
3. In ARC/INFO beispielhaft realisierte Unterstützungen
4. Kritische Betrachtung des GIS-Einsatzes
5. Ausblick
6. Literaturhinweise
Verfasserin

Wie alle Planungsaufgaben ist auch die Lärmminderungsplanung auf fundierte Entscheidungsgrundlagen angewiesen. Deren Ermittlung ist sehr aufwendig und ohne DV-Unterstützung nicht möglich. Während für die Berechnung von Schallimmissionen diverse Programme zur Verfügung stehen, ist ein Defizit beim Auffinden betroffener Gebiete und bei der Auswertung von Berechungsergebnissen zu beobachten. Im Rahmen einer Diplomarbeit wurde untersucht, wie das Geoinformationssystem (GIS) ARC/INFO für solche räumlichen Analysen bei der Untersuchung von Lärmbelastungen eingesetzt werden kann. Dazu wurden am Beispiel der Stadt Münster in Zusammenarbeit mit dem Umweltamt Werkzeuge entwickelt und ausprobiert.

 

Die in § 47a Bundes-Immissionsschutzgesetz verankerte Lärmminderungsplanung ist ein rechtliches Instrumentarium der Kommunen zur Verringerung und Vermeidung von Belastungen durch Geräusche. Im Gegensatz zu herkömmlichen verursacher- und emissionsbezogenen Ansätzen betrachtet sie das Lärmproblem aus dem Blickwinkel der betroffenen Gebiete und geht von den dort eingetragenen Immissionen aus. Dabei werden zwei Hauptziele verfolgt: Zum einen sollen Gebiete mit Mehrfachbelastungen durch verschiedene Geräuschquellen identifiziert und zum anderen die Planung und Umsetzung erforderlicher Maßnahmen koordiniert werden.

Lärmminderungspläne müssen aufgestellt werden, wenn die Umwelteinwirkung durch Geräusche folgende Merkmale aufweist:

• Schädlichkeit (i. d. R. keine Belastungen unterhalb definierter Schwellenwerte)
• Dauerhaftigkeit (keine zeitlich begrenzten Belastungen, z. B. durch Baulärm)
• Flächenhaftigkeit (keine punktuellen Belastungen, z. B. an einem Gebäude)
• Betroffenheit schutzwürdiger Gebiete (keine Belastungen außerhalb schutzwürdiger Gebiete, z. B. in Industriegebieten)
• Verursachung durch verschiedene Quellenarten, die in unterschiedlichen Zuständigkeiten liegen (keine Belastungen, die eindeutig nur einem Verursacher zuzuordnen sind, z. B. Geräusche eines Gewerbebetriebes)

Demnach kommen als potentielle Lärmquellen in Betracht: Straßen-, Schienen-, Wasser- und Luftverkehr, Gewerbe und Industrie, militärische Anlagen, Sport- und Freizeitanlagen.

Die Lärmminderungsplanung verläuft in drei großen Abschnitten (s. Abb. 1). Zunächst muß geprüft werden, ob die Ergreifung von Maßnahmen überhaupt notwendig ist (Vorprüfung). Das geschieht durch eine Abschätzung ohne genaue Berechnungen. Erst für die so herausgefilterten Gebiete wird eine rechnerische Erfassung der Schallimmissionen und der sich im Zusammenhang mit schutzwürdigen Gebieten ergebenden Konflikte durchgeführt (Feststellung). Der letzte Schritt dient der Erarbeitung von Maßnahmen zum Belastungsabbau (Maßnahmenplanung).

Abb. 1: Lärmminderungsplanung

Bei der beispielhaften Implementation einer ARC/INFO-Applikation zur Unterstützung der Lärmminderungsplanung wurden die Vorgaben des Länderausschusses für Immissionsschutz (LAI 1992) umgesetzt sowie die verschiedenen Vorschriften und Handlungsanleitungen einzelner Bundesländer beachtet. Hinsichtlich der Verfahrensschritte wurde die Maßnahmenplanung nicht explizit einbezogen. Sie ist einerseits nicht spezifisch fhr die Lärmminderungsplanung und kann sich andererseits vieler Werkzeuge bedienen, die schon fhr die Feststellung notwendig sind. Aus der Menge möglicher Schallquellen fanden nur der Straßen- und der Schienenverkehr Berücksichtigung, da diese beiden Quellen am bedeutendsten sind und zudem für sie bezüglich der Vorprüfung hinreichend konkrete Angaben vorliegen (vgl. 4.). Für die Schallimmissionsermittlung stand im Umweltamt das Programm NOISE in der Version 5.2.1 zur Verfügung. Nachfolgend sind die einzelnen Arbeitsschritte aufgeführt, fhr die Werkzeuge entwickelt wurden.

Vorprüfung

• Ermittlung schutzwürdiger Gebiete
• Durchführung der Vorprüfung für den Straßen- und Schienenverkehr (für den Straßenverkehr s. Abb. 2)
• Zusammenfassung der beiden Schallquellen.

Feststellung (bis zu den Gesamtkonfliktplänen werden die Arbeitsschritte jeweils nach Schallquellen und Beurteilungszeiten ­ Tag und Nacht ­ getrennt durchgeführt, die Gesamtkonfliktpläne unterscheiden nur noch die Beurteilungszeiten)

• Definition von Untersuchungs- und Quellengebiet
• Abfrage der Parameter fhr die Immissionsberechnung und Datenhbergabe an das externe Programm
• Aktivierung der Berechnung und Einlesen der Ergebnisse
• Erstellung von Schallimmissionsplänen (Darstellung der Berechnungsergebnisse, s. Abb. 3)
• Erstellung von Einzelkonfliktplänen (Vergleich der berechneten Immissionen mit den festgelegten Grenzwerten der schutzwhrdigen Gebiete)
• Erstellung von Gesamtkonfliktplänen (Zusammenfassung der Einzelkonflikte, s. Abb. 4)
• Erstellung von Differenzplänen (Vergleich unterschiedlicher Situationen fhr ein Gebiet, z. B. Straßenverkehr Tag/Nacht oder Straßenverkehr Nacht vor/nach einer geplanten Maßnahme).

 
 

Allgemein

Nutzen

• Ein GIS enthält viele benötigte Grundfunktionen (zur Datenerfassung, ­manipulation und ­analyse sowie zur Kartenerstellung) im Standardleistungsumfang und bietet darüber hinaus Möglichkeiten zur Anpassung an spezielle Fragestellungen und zur Einbindung externer Modelle.
• Benötigte Ausgangsdaten liegen zum Teil bereits digital in GIS vor und können ohne Schwierigkeiten übernommen werden werden (z. B. Daten der amtlichen Vermessung).
• GIS setzen einen Schwerpunkt im Bereich räumlicher Analysen, der in anderen eingesetzten Programmen (Software zur Schallimmissionsermittlung) nur ansatzweise vertreten ist.
• Alle DV-gestützten inhaltlichen Arbeitsschritte der Lärmminderungsplanung können zu einem anwenderfreundlichen Softwareprodukt mit einheitlicher und komfortabler Benutzerschnittstelle integriert werden.
• In einem größeren Zusammenhang besteht die Perspektive der Eingliederung eines "Lärmmoduls" in ein GIS-basiertes Umweltinformationssystem.

Grenzen

• Die Möglichkeiten eines GIS können von einem durchschnittlichen Computeranwender nur genutzt werden, wenn sie durch eine fachspezifische Applikation erschlossen sind.
• Die tatsächliche Einsetzbarkeit der Werkzeuge wird durch das Vorhandensein geeigneter Daten bestimmt. Hier bestehen in der Praxis oft große Defizite.
• Die DV-technische Umsetzung einer Methode kann zwar die Effizienz der Nutzung steigern, letztlich aber nur so gut sein wie die Methode selbst. Methodische Unsicherheiten können nicht durch "exakte Berechnungen" beseitigt werden (vgl. Anmerkungen zur Vorprhfung). Die Aufdeckung derartiger Probleme, der man sich sonst möglicherweise nicht bewußt wird, ist als positiver Randeffekt der Automatisierung zu bewerten.

Vorprüfung

Nutzen

• Der Zwang zu einem streng systematischen Vorgehen fördert eine intersubjektiv nachvollziehbare Gebietsauswahl nach objektiven fachlichen Kriterien. Diese erweist sich als gute Diskussionsgrundlage für die vielen verschiedenen Beteiligten.
• Mit Hilfe eines GIS können komplexe (räumliche) Zusammenhänge verarbeitet werden, die ohne EDV-Unterstützung nur schwer oder gar nicht zu erfassen wären.

Grenzen

• Bei einigen Kriterien zur Selektion lärmbelasteter Gebiete entzieht sich die quantitative Beschreibung einer Automatisierung, weil subjektive Begriffe wie z. B. "großflächig" oder "geräuschintensiv" verwendet werden. Der Bearbeiter wird hier (ohne oder mit Automatisierung) zum Interpreten, der von den Fachleuten bewußt vage gehaltene Formulierungen in ­ fachlich begründete ­ konkrete Werte umsetzen muß.
• Es ist grundsätzlich fraglich, ob die Festlegung von exakten Grenzen ohne gbergangszonen problemgerecht ist. Bei der DV-basierten Auswertung könnten solche Übergänge jedoch nicht ohne weiteres berücksichtigt werden (Diskrepanz zwischen Unschärfe der Aussage und Genauigkeit der Verarbeitung/Darstellung).
• Die Ergebnisse der computergesthtzten Auswertungen müssen mit Blick auf die zwei vorhergehenden Aspekte hinterfragt werden: Die geometrische Exaktheit einer in der Karte verzeichneten Grenze spiegelt nicht unbedingt die inhaltliche Genauigkeit wider (z. B. ist der mit der Kreuzschraffur dargestellte Einwirkbereich des Straßenverkehrs in Abb. 2 nur überschlägig unter der Annahme einer freien Schallausbreitung festgelegt).
• Eine Vorprüfung wird nur selten durchgefhhrt. Der relativ hohe Aufwand zur Realisierung von Unterstützungen und zur Aufbereitung der Ausgangsdaten ist nur rentabel, wenn auch in anderen Bereichen (z. B. in der Verkehrswegeplanung) davon profitiert werden kann.

Feststellung
 
Nutzen

• Mit einem GIS ist die Datenaufbereitung für die Ermittlung von Schallimmissionen meist einfacher als mit anderen Softwarepaketen.
• Außer den geforderten Standardauswertungen können beliebige weitere Analysen (Selektionen, Verknüpfungen mit zusätzlichen Daten usw.) durchgeführt werden, die eine leichtere Beurteilung von Situationen erlauben (z. B. Erstellung von Differenzplänen, Ermittlung von Prioritäten anhand von Bevölkerungsdaten).
• Da dieser Arbeitsabschnitt wesentlich häufiger durchlaufen wird als die Vorprüfung (einerseits zur Analyse des Ist-Zustands an mehreren Stellen des Gemeindegebiets und andererseits zur Überprüfung der Wirkung geplanter Maßnahmen), ist hier auch ein hoher Realisierungsaufwand gerechtfertigt.
• Bei Bedarf kann das externe Modul zur Ermittlung der Schallimmissionen mit einem geringen Änderungsaufwand ersetzt werden, der nur die Schnittstelle zwischen den beiden Programmen betrifft.

Grenzen

• Auch an dieser Stelle ergeben sich Diskrepanzen zwischen der Berechnungs- und Darstellungsgenauigkeit des Computers auf der einen und der inhaltlichen Aussagekraft auf der anderen Seite. Als Beispiel sei das kleinteilige Flächenmosaik in Abb. 4 angeführt, das durch mehrere aufeinanderfolgende Verschneidungen entsteht.

 
 

Einige der unter 4. dargestellten Probleme betreffen nicht nur den GIS-Einsatz, sondern sind grundsätzlicher Natur. Sie bedürfen einer Klärung auf fachlich-methodischer Ebene (vor allem Grenzwertdiskussion).

Auf der DV-technischen Ebene ergeben sich etliche Ansatzpunkte fhr einen Ausbau der Applikation, von denen nachfolgend einige wichtige genannt seien:

• Hinzufügen der restlichen Schallquellen
• Unterstützung der Datenaufnahme (z. B. durch Prhfungen auf inhaltliche und formale Plausibilität)
• Prioritätenbildung fhr die Bearbeitungsreihenfolge sowohl bei der Erstellung von Schallimmissionsplänen als auch bei der Planung von Maßnahmen
• verstärkte Beachtung der Maßnahmenplanung.

Außerdem muß die Verwendung von NOISE in der vorliegenden Version überdacht werden, da sich dieses Programm aufgrund eines ungünstigen Laufzeitverhaltens als bedeutende Schwachstelle des Gesamtsystems erwiesen hat.
 
 

Die folgenden Literaturangaben sind für einen Einstieg in die Problematik gedacht. Sie enthalten Hinweise auf die zu beachtenden Vorschriften und weiterführende Literatur.

[LAI]. LÄNDERAUSSCHUß FÜR IMMISSIONSSCHUTZ. 1992. Muster-Verwaltungsvorschrift zur Durchfhhrung des §47a BImSchG. Aufstellung von Lärmminderungsplänen. Hg. v. Ministerium für Umwelt, Raumordnung und Landwirtschaft des Landes Nordrhein-Westfalen. Düsseldorf [ohne Verlag].

AFSHAR, Sorab; Josef Noeke. 1993. Vorprüfung zur Aufstellung von Lärmminderungsplänen in Hagen. Abschätzung von Lärmbrennpunkten. Hg. v. Presse- und Informationsamt in Zusammenarbeit mit dem Umweltamt und dem Amt fhr Statistik und Stadtforschung der Stadt Hagen. Hagen [ohne Verlag].

HILLEN, Richard. 1993. Schallimmissionspläne ­ Basis von Lärmminderungsplänen. Hg. v. d. Landesanstalt für Immissionsschutz Nordrhein-Westfalen. Essen [ohne Verlag] (LIS-Berichte, 108).

LOSERT, Ralf et al. 1994. Handbuch Lärmminderungspläne. Modellhafte Lärmvorsorge und ­sanierung in ausgewählten Städten und Gemeinden. Hg. v. Umweltbundesamt. Berlin: Erich Schmidt.

RIEGGER, Peter; Michael Roth. 1994. "Integration von Ausbreitungsberechnungen in ein Geographisches Informationssystem." In: Denzer, Ralf; Reiner Güttler; Horst Deutsch (Hgg.). Visualisierung von Umweltdaten. 4. Workshop, Schloß Dagstuhl 1994. Marburg: Metropolis-Verlag (Umwelt-Informatik aktuell, 3), 99-110.

Verfasserin:

Catharina Riedemann
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