Bodenschutz beim Energieleitungsbau – vorhandene...
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Bundesministerium für Wirtschaft, Zukunftfähige Energienetze, UAG „Entschädigung für Erdkabel“, 13.11.2013 Dr. Norbert Feldwisch | www.bvboden.deFolie 1
Bodenschutz beim Energieleitungsbau – vorhandene Leitfäden –Bodenschutz beim Energieleitungsbau – vorhandene Leitfäden –
1. Bundesverband Boden e. V.2. Betroffenheit des Bodens beim Energieleitungsbau
– Wirkorte, Empfindlichkeiten von Böden, Wirkfaktoren– Fotos aus Bauphasen
3. Bodenschutz beim Bauen – Maßnahmen 4. Leitfäden zum Bodenschutz beim Bauen
Dr. Norbert FeldwischVizepräsident Bundesverband Boden e.V. http://www.bvboden.dec/o Ingenieurbüro Feldwischwww.ingenieurbuero-feldwisch.de
© Tennet © www.t-h-s.eu
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1. Bundesverbandes Boden e. V. 1. Bundesverbandes Boden e. V.
• Gründung 1995
• Vertretung fachlicher Belange des Bodenschutzes in Politik und Gesellschaft
• Mitarbeit an Regelwerken, Normen und Handlungs-empfehlungen
• http://www.bvboden.de
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2. Betroffenheit der Böden
Wirkfaktoren:- Versiegelung- mechanische Belastungen(Befahrung, Lagerung etc.)
- Auf-/Einbringen von Boden-material in eine durchwurzel-bare Bodenschicht
- Bodenerosion- Dränwirkung- Stoffeinträge- Erwärmung
Empfindlichkeiten:- Eigenart (besonders schutz-würdige Böden)
- Verdichtung- Entwässerung- Erodierbarkeit- Empf. gegen Stoffeinträge- Empf. gegen Erwärmung
Minderungs-/Vermeidungs-maßnahmen
Bauzeiten / Bodenfeuchte*
Wirkungen
– ±
+ Flächengröße+ Bodenvolumen
Beeinträchtigungen natürlicher Bodenfunktionen
* Bauzeitenplanung Konflikt mit Zielsetzungen des Naturschutzes möglich!Bevorzugte Bauzeiten: - Naturschutz: außerhalb Brutzeiten / Vegetationsperiode
- Bodenschutz: (Mai) April –Oktober (November)
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© M. Strecker, TenneT TSO GmbH Oktober 2012
Beispiel Erdkabel – Wirkorte und Wirkintensitäten –
Wirkorte• Leitungsgraben• Fahrtrassen (+ Flächen für Baustelleneinrichtung etc.)• Mietenflächen
WirkintensitätenStarkSehr starkSchwach
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© TenneT
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© M. Strecker, TenneT TSO GmbH Oktober 2012 © amprion GmbH
Demonstrationsgraben Erdkabel Erdkabelbaustelle Randstad, NL
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Bodengefüge• Porenvolumen: 45-55 Vol.-%• Wasserspeichervermögen: bis zu 400 Liter je m2 bis 1 m Bodentiefe
Info! Das Bodengefüge bestimmt entscheidend die Leistungsfähigkeit der Böden in den Wasser- und Nährstoffkreisläufen.
Empfindlichkeiten – Bodengefüge
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Mechanische Überlastung Gefügeschädigungen (Plattengefüge)
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Info! Böden im Naturhaushalt sind kein Baugrund und keine mineralische Dichtung! Stattdessen müssen sie durchwurzelbar sein.
Muster
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stark eingeschränkt, Biomasse-zuwachs um mehr als 50% reduziert
Standort für Pflanzen-gesellschaften:
starker Stauwassereinfluss wegen baubedingter Dichtlagerung ca. 30 cm unter Flur
Vernässung:
aktuell: 111 Liter je m²ohneVerdichtung: 444 Liter je m²
Wasserspeicher im effektiven Wurzelraum(nutzbare Feldkapazität + Luftkapazität)
3 dmohne Verdichtung: 12 dm
effektiver Wurzelraum:
mittel toniger Schluff (Ut3)Feinbodenart:
staunasser Auftragsboden (12 dm)Bodentyp:
landwirtschaftlich genutzte Rekultivierungsschicht einer Deponie
Lage des Bodenprofils:
Folgen der Verdichtung des Bodengefüges für natürliche Bodenfunktionen
Muster
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betriebsbedingt / dauerhaft
• je nach Leitungstyp und Übertragungsleistung oberhalb der Erdkabel + einige Grad Celsius
• keineErwärmung des Bodens
• keine
• streifenförmig über die gesamte Grabenbreite als Bettungsmaterial in Form von Magerbeton, Flüssig-boden etc.; Muffenbauwerke alle ca. 700 – 1.000 m
Erdkabel
• Korrosionsschutzmittel der Masten
• punktuell Fundamente der MastenPlattenfundamente: ca. 100-250 m²(Winkelmasten)Stufenfundamente: ca. 8-20 m²Pfahlfundamente: ca. 3-8 m²
Freileitungsbau
Schadstoff-einträge
Versiegelung /Baukörper im Boden
Wirkfaktoren
Wirkfaktoren
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• ggf. Dränwirkung• ggf. Stauwirkung(abhängig vom Bettungsmaterial und
standörtlichen Bodeneigenschaften sowie Grund-/Stauwasserverhältnissen)
• keinehydrologische Wirkungen
baubedingt / temporär
• Fahrtrassen auf der gesamten Trassenlänge mit Ausweichbuchten oder als Doppelspur
• Zufahrten zur Trasse (ca. 4-5 m breit)
• weitere Bauflächen zur Lagerung, Mischplätze für Bettungsmaterial(ca. 2.000m² alle ~1.000-2.000 m)
• Flächen für Baustelleneinrichtung / Baucontainer
• Bodenaushub im Grabenbereich, Zwischenlagerung und Wiederverfüllung, Abfuhr verdrängtes Aushubvolumen
Erdkabel
• Fahrtrassen zwischen den Masten (ca. 4-5 m breit)
• Zufahrten zu Masten (ca. 4-5 m breit)
• Montageflächen(ca. 2.000-3.500 m² je Mast)
• Winden-/Trommelplätze(ca. 500m² alle ~1.000-2.000 m)
• Flächen für Baustelleneinrichtung / Baucontainer
• Bodenaushub für Fundamente, Zwischenlagerung und Wiederverfüllung, Abfuhr verdrängtes Aushubvolumen
Freileitungsbau
mechanische Belastungen
Wirkfaktoren
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Bodenschutzfachliche Bedeutung der Wirkfaktoren
• Versiegelung (s. a. hydrol. Wirkungen)sehr geringe Bedeutung
Erdkabel
• Versiegelunggeringe Bedeutung
Freileitungsbau
• mechanische Wirkungen auf das Bodengefüge
sehr bedeutsam auf allen Bauflächen
• mechanische Wirkungen auf das Bodengefüge
sehr bedeutsam auf allen Bauflächen
• hydrologische Wirkungenggf. Drän- oder Stauwirkung, abhängig vom Bettungsmaterial und von denStandortbedingungen
• hydrologische Wirkungenkeine (ggf. punktuell)
• stoffliche Wirkungenkeine
• stoffliche Wirkungen (Korrosionsschutz)punktuell: keine bis gering
Wirkfläche Freileitung:Erdkabel = ca. 1:1,35Wirkfläche Freileitung:Erdkabel = ca. 1:1,35
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• thermische Wirkungen / Erwärmungbedeutsam oberhalb der Kabeltrasse,Randeffekte vernachlässigbarAuswirkungen auf den Pflanzenbau abhängig von den Standortbedingungen(nFKWE, kapillare Wasserversorgung)
Erdkabel
• thermische Wirkungen / Erwärmungkeine Bedeutung
Freileitungsbau
• betroffenes Bodenvolumen (Aushub):sehr großverdrängtes Bodenvolumen durch Bettung abhängig vom Material deseingesetzten Materials
• betroffenes Bodenvolumen (Aushub):vergleichsweise geringverdrängtes Bodenvolumen durch Fundamente gering
Betroffenes Bodenvolumen (Aushub) Freileitung:Erdkabel = ca. 1:30 !!!Verdrängtes Bodenvolumen (Fundamente und z. B. Sandbettung) Freileitung:Erdkabel = ca. 1:30 !!!
Betroffenes Bodenvolumen (Aushub) Freileitung:Erdkabel = ca. 1:30 !!!Verdrängtes Bodenvolumen (Fundamente und z. B. Sandbettung) Freileitung:Erdkabel = ca. 1:30 !!!
Kriterium „pflanzenverfügbares Wasser“:- gering: Verschärfung des Wasserstresses und
Beeinträchtigung des Pflanzenwachstumssehr wahrscheinlich
- mittel: indifferent- groß: wahrscheinlich Förderung des
Pflanzenwachstums
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Schädliche Verdichtungen möglich während derBauphaseRekultivierungsphase
Überschreiten der Tragfähigkeit der Böden© Ingenieurbüro Feldwisch
Fotos aus Bauphasen
Schädliche Verdichtungen möglich während derBauphaseRekultivierungsphase
Fotos aus Bauphasen
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Gefügeschäden und Vernässungen auf der Fahrtrasse© Ingenieurbüro Feldwisch
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© www.baggermatten.de
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Gefügeschäden / schädliche Verdichtungen„Beinigkeit“ oder „Hakenschlagen“ der Pfahlwurzel von Zuckerrüben
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3. Bodenschutz beim Bauen – Maßnahmen3. Bodenschutz beim Bauen – Maßnahmen
Info! Bauprojekte berühren generell alle Bodenschutzziele, wobei standort- und projektspezifisch verschiedene Empfindlichkeiten und Wirkungen relevant sind!
• Quantitatives Ziel Reduzierung Flächen-/Bodenverbrauch
• Qualitative Ziele Lenkung von Boden verbrauchendenPlanungen, möglichst nicht auf schutzwürdige und empfindliche Böden Vermeidung Bodenverdichtung + GefügeschädenSchonender Umgang mit Bodenmaterialsachgerechte Verwertung von BodenaushubErhaltung / Wiederherstellung naturnaher BödenMinderung BodenerosionMinderung Schadstoffeinträge + -freisetzungen*
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Bundesverband Boden e. V. 2013
Bodenschutz beim Bauen Aufgaben einer Bodenkundlichen Baubegleitung (BBB) im Bauablauf
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• Bauphase
• Kontrolle der Auflagen (Schutz- und Beschränkungsmaßnahmen) und LV-Inhalte zum Bodenschutz
• Dokumentation von Bodenbeeinträchtigungen/-schäden• Wasserhaltung Abfangen oder Überrücken von Dränagen; geregeltes Ableiten von
Niederschlagswasser• Mutterboden Einsatz von Raupenbaggern, nicht von Planierraupen• Mutterbodenabtrag und Grabenöffnung; zeitlichen Vorlauf abstimmen möglichst kurze
Zeitspannen• Zwischenlagerung von Bodenaushub getrennt nach MuBo, UBo und ggf. Untergrund, ggf.
zusätzlich nach Substraten; Profilierung, Begrünung, Unkrautregulierung; auf keinen Fall befahren
• Einsatz bodenschonender Maschinen (Laufwerke, Achs- und Gesamtlasten, getrennter Baustellen- und Straßenverkehr, Befahrungshäufigkeit)
• Befahrungsrechte (alle ohne Beschränkung oder nur spezielle Baubeteiligte)• Ermitteln geeigneter Verwertungsflächen für überschüssigen Bodenaushub /
Bodenmanagement
Leistungen der BBB
Zentrale Fragenstellungen:1. Welche Grenzen der Befahrbarkeit werden vereinbart?2. Was heißt „schonend“ und „keine übermäßige Verdichtung“?3. Welche Vermeidungs- und Minderungsmaßnahmen stehen zur Verfügung?
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1. Welche Grenzen der Befahrbarkeit werden vereinbart?– In Deutschland existieren keine eindeutigen rechtlichen oder fachlichen
Angaben oder Schwellenwerte.– Empirische Erfahrungen aus der Baupraxis und der landwirtschaftlichen
Bodennutzung werden herangezogen.– Mögliche Kriterien:
spezifischer Bodendruck: Werte
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2. Was heißt „schonend“ und „keine übermäßige Verdichtung“?– In D. existieren keine eindeutigen recht-/fachlichen Angaben / Schwellenwerte.– Anhaltspunkte geben natürliche Bodenzustände.
Beispiel Trockenrohdichte (Faustzahlen): „Normale“ Werte für Ackerböden: Oberboden bis 1,5 g/cm³
Unterböden bis 1,6 g/cm³„Normale“ Werte für Grünland: Oberboden bis 1,3 g/cm³
Unterböden bis 1,6 g/cm³„Normale“ Werte für Waldböden: Oberboden bis 1,1 g/cm³
Unterböden bis 1,6 g/cm³– Dichtewerte aber allein wenig aussagekräftig, wichtiger ist die Funktionalität
des Porensystems kontinuierliches Porensystem für Luft- und Wasser-haushalt entscheidend (Anhaltspunkte: Anteil Grobporen >5 Vol.-%, besser >10 Vol.-% und kf-Wert >10 cm/d; Packungsdichte nach DIN 19682-10 ≤Pd 3)
– Grundsätze:Jedwede vermeidbare Befahrungen sind zu unterlassen!Grundsätzlich sind bodenschutzfachlich eher Sackungen zu akzeptieren als übermäßige Verdichtungen!Die Bodenwassergehalte und Konsistenzgrenzen sind zu beachten.Kein Einsatz rüttelnder Maschinen / Geräte!
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3. Welche Vermeidungs- und Minderungsmaßnahmen stehen zur Verfügung?– Aufstellen eines Baustelleneinrichtungsplans– Bauzeitenplanung: Bauzeiten bevorzugt in die trockeneren Sommermonate
Achtung! Konflikte mit den Vorgaben des Naturschutzes möglich, der die Wintermonate außerhalb der Vegetations- und Brutzeit als Ausführungszeitraum bevorzugt.
– Ausweisen von Tabuflächen, Baulagerflächen– Anlage und Pflege von Baustraßen– Beschränken der Lasteinträge:
Laufwerke etc.maximale Bodendrückewitterungsbedingter Baustillstand
– Optimierung der Bauabläufe zum Bodengefügeschutzrückschreitender Ausbau des Bodens Vorkopf Verlegung von Baggermatten…
– Ausreichende Baufeldfreimachung– Planung und fachgerechte Ausführung der Wasserhaltung
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Baustraßen zum Bodengefügeschutz
© Ingenieurbüro Feldwisch
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© Ingenieurbüro Feldwisch
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Längs ausgelegte Holzbohlen in den Fahrspuren sind häufig nicht ausreichend, weil sie während der Bauphase verrücken und somit keinen Bodenschutz mehr gewährleisten.
Vorher
Nachher
© Ingenieurbüro Feldwisch
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Foto: Dr. Dumbeck
Begrünung der Fahrtrassen zur biologischen Entwässerung
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Geschichtete Böden machen eine getrennte Mietenlagerung der unterschiedlichen Substrate notwendig.
Substrattrennung bei geschichteten Böden
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Keine ausreichende Trennung unterschiedlicher Substrate Vermischungen bei der Rekultivierung
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Vorbildliche Trennung unterschiedlicher Substrate geordnete Rekultivierung möglichMietenabfolge Ganz links: Mutterboden (Ap-Horizont); Links-Mitte: Lösslehm; Rechts: sandiger Unterboden
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Verfüllung des Leitungsgrabens –Verdichtung?
Grabenwalze RAMMAX RW 1504; © btr, wikipedia.de1,5 t GesamtmasseVerdichtungsleistung 82 kN
Walzenzug CAT CP433E mit Stampffußschalen, 7,4 t GesamtmasseVerdichtungsleistung 134 kNStampffußbodendruck: 16,5 bar ~ ca. 16 kg/cm²
Info! Ziel bedenken: Herstellen einer durchwurzelbaren Bodenschicht, nicht eines Baugrunds!Jedwede übermäßige Verdichtungen sind zu vermeiden.Grundsätzlich sind bodenschutzfachlich eher Sackungen zu akzeptierenals übermäßige Verdichtungen!
Keine Einsatz bei der Rekultivierung!
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Zielkonflikt zwischen „notwendiger Verdichtung“ und Bodengefügeschutz“
Info! Anhand der Standort- und Witterungsbedingungen ist eine geeignete Verdichtung der Baugrube / des Leitungsgrabens auszuwählen, um sowohl Schäden am Bodengefüge als auch Sackungen soweit wie möglich zu vermeiden.
Versackte Maschinen und tiefe Fahrspuren im ehemaligen Rohrgrabenbereich.
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Mechanische (Tiefen-)Lockerung – MM100
Info! Mechanische Tieflockerungen sind in Fahrtrassen / Bereichen mit hoher mechanischer Belastung regelmäßig nötig.
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Stechhublockerer TLG 470 © Fachhochschule Südwestfalen
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Begrünung / Bodenruhe / biologische Lockerung mit tiefwurzelnden Pflanzen (z. B. Luzerne, Lupine, Kleearten etc.)
Esparsette Luzerne
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4. Leitfäden zum Bodenschutz beim Bauen (Auswahl)4. Leitfäden zum Bodenschutz beim Bauen (Auswahl)Feldwisch, N. (2012): Vorsorgender Bodenschutz bei Baumaßnahmen zur Verbesserung der Gewässerstruktur und der Durchgängigkeit. Schriftenreihe: Böden und Bodenschutz in Hessen. Heft 10.
Leitfaden “Bodenkundliche Baubegleitung”,Bundesverband Boden e. V.(Erich Schmidt Verlag)
www.ESV.info/978-3-503-15436-4 http://www.hlug.de/fileadmin/dokumente/boden/heft10.pdf
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Merkblatt „Ökologische Baubegleitung …“.DWA – Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e. V.(Veröff. In Vorbereitung)
Schrift “Umweltbaubegleitung”, 2012Ausschuss der Verbände und Kammern der Ingenieure und Architekten für die Honorarordnung e.V. – AHO
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DVGW G 451 (M)Bodenschutz bei Planung und Errichtung von Gastransportleitungen
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1. DIN 19731 – Verwertung von Bodenmaterial
2. DIN 18300 – Erdarbeiten
3. DIN 18915 – Vegetationstechnik im Landschaftsbau – Bodenarbeiten
4. DIN 19682-10 – Felduntersuchungen, Bestimmung des Makrogefüges
5. DVGW G451 – Bodenschutz bei Planung + Errichtung von Gasleitungen
6. DepV / BQS 7-1 Rekultivierungsschichten in Dep.-Abdichtungssystemen
7. UBA-Texte 46/04: Kriterien … einer schädlichen Bodenveränderung …
8. LABO-Arbeitshilfe zu § 12 BBodSchV
9. Rohrleitungsrichtlinie Schweiz
10.…
Normen, Fachveröffentlichungen
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1. Frühzeitige Beteiligung von bodenkundlichem Sachverstand bereits in den Planungsphasen!
2. Vermeiden geht vor Schadensbeseitigung!3. Lasteinträge müssen bodenverträglich begrenzt werden!4. Die Empfindlichkeiten der Böden gegen Verdichtungen, Erosion, Vernässung
und Entwässerung sind zu berücksichtigen!5. Jedwede Bodenarbeiten müssen die aktuelle Bodenfeuchte beachten!6. Boden ist schonend zwischen zulagern und zu verwerten / wieder einzubauen!7. Unvermeidbare Beeinträchtigungen sind soweit wie möglich wieder zu
beseitigen! Dafür müssen geeignete Geräte eingesetzt werden!8. Bei großen bzw. komplexen Vorhaben empfiehlt sich eine Bodenkundliche
Baubegleitung!
Zentrale bodenschutzfachliche Inhalte der Leitfäden / Normen
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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!http://www.bvboden.dehttps://twitter.com/BVBodenhttps://www.facebook.com/BundesverbandBoden/info
© Fred Franzke © Fred Franzke