Erdkabel – Auswirkungen auf das Schutzgut...

14. CIGRE/CIRED-Informationsveranstaltung am 24.10.2016 in Wiesbaden Folie 1

1. Betroffenheit des Bodens bei Erdkabeln – Wirkfaktoren und Einflussfaktoren –

2. Volumenbetroffenheit3. Erwärmung4. Bauzeitenplanung5. Fazit

Dr. Norbert FeldwischVizepräsident Bundesverband Boden e.V. http://www.bvboden.deIngenieurbüro Feldwischwww.ingenieurbuero-feldwisch.de

Erdkabel– Auswirkungen auf das Schutzgut Boden –Erdkabel– Auswirkungen auf das Schutzgut Boden –

© Amprion © Ingenieurbüro Feldwisch © Ingenieurbüro Feldwisch


1. 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,Grundwasser oder Oberflächengewässer

* Bauzeitenplanung � Konflikt mit Zielsetzungen des Naturschutzes möglich!Bevorzugte Bauzeiten: - Naturschutz: außerhalb Brutzeiten / Vegetationsperiode

- Bodenschutz: (Mai) April –Oktober (November)


Fachbeitrag Boden zu Linienbaustellen

Verlauf einer Linienbaustelle (Erdkabel 320 kV HG Ü-Leitung ALEGrO)

14. CIGRE/CIRED-Informationsveranstaltung am 24.10.2016 in Wiesbaden Folie 4© Ingenieurbüro Feldwisch

Leistungen des Fachbeitrags Bodenschutz:Erfassen und Bewerten von …– schutzwürdigen Böden / Bodendenkmälern– verdichtungsempfindlichen Böden– vernässten Böden / Dränflächen– Böden mit Substratwechsel im Unterboden– Schadstoffbelastungen/Altlasten/Kampfmittel– Baugrund und Eignung für Flüssigboden– Vermeidungs- und Minderungsmaßnahmen– Verbleibende Beeinträchtigungen

Untersuchungskorridor ALEGrO mit Bodenkarte

Fazit

Planungsaufwand für Erdkabel deutlich größer als für Freileitungen!


Trassenquerschnitt– 320 kV HGÜ ALEGrO (1 GW Übertragsleistung)


Baugrube Muffenverbindung 380 KV-Leitung (Wechselst rom)

© Ingenieurbüro Feldwisch

Baustellenimpressionen Erdkabel-Baustelle




Mischplatz „Flüssigboden“




Kleinflächiges, überdecktes Niedermoor im Trassenve rlauf� keine (vollzugspraktischen) Schutzmaßnahmen möglich � Verlust


HGÜ ALEGrO Erdkabel Aushubvolumen für ca. 35 km Grabenverlegung1. Oberbodenabtrag– 0,35 m Oberbodenmächtigkeit– 20,0 m Baubedarfsfläche ohne Mietenfläche für Oberboden� 7,0 m³ Aushub je lfd. Meter bzw. ca. 245.000 m³2. Graben (Unterboden / Untergrund)– 2,15 m Grabensohle uGOK � 1,80 m mächtig– 1,50 m Sohlbreite– 5,00 m obere Grabenbreite (Oberkante Unterboden) � 5,9 m³ Aushub je lfd. Meter bzw. ca. 205.000 m³(Hinweis: Kalkulationen ohne Aufweitungen für Muffenbauwerke, Sonderbaustellen und Auflockerungen durch Aushub.)

HGÜ ALEGrO fiktiv Freileitung Aushubvolumen für 35 km Strecke vereinfachte Annahmen: alle 400 m ein Plattenfundament mit den Maßen 12x12 m (Baugrube 16x16x2,2 m = 256 m² bzw. 563 m³) 1. Oberbodenabtrag– 0,35 m Oberbodenmächtigkeit� 90 m³ Aushub je Maststandort bzw. ca. 7.900 m³2. Unterboden / Untergrund– 1,85 m bis Grabensohle� 473 m³ Aushub je Maststandort bzw. ca. 41.400 m³(Hinweis: Kalkulationen vereinfacht und ohne technische Klärung, welche Fundamentmaße und Mastabstände tatsächlich für eine fiktive/alternative Freileitung benötigt würden sowie ohne Berücksichtigung von ggf. kürzerer Trassenführung, weil Querriegel überspannt und nicht umfahren werden müssten.)

Ungefähres Verhältnis der Aushubvolumina � Erdkabel 450.000 m³ : Freileitung 49.300 m³ bzw. 9 : 1

2. Volumenbetroffenheit


Trassenquerschnitt– 380 kV AC „Raesfeld“(3600 MVA Übertragsleistung)

Dimensionen– Trassenlänge ca. 3,5 km– 41,5 m breite Baubedarfsfläche– 2 mal 5,5 m breite Grabensohle = 11 m– 2,15 m Aushubtiefe = Grabensohle� ca. 28 m³ Grabenaushub je lfd. Meter (inkl. Oberboden)

(zum Vergleich ALEGrO: ca. 13 m³/m, allerdings bei „nur“ 1 GW)


Trassenquerschnitt– Vorrangfall HGÜ-Erdverkabelung nach Rekultivierung im Betrieb

Annahmen / Dimensionen– 500 kV, 2 Kabel je Pol mit Neutralleiter– MI-Kabel mit 2 GW oder VPE-Kabel mit 4 GW– 7,00 m breite Grabensohle– 2,15 m Aushubtiefe = Grabensohle� ca. 19 m³ Grabenaushub je lfd. Meter (inkl. Oberboden)

(zum Vergleich ALEGrO: ca. 13 m³/m, allerdings bei „nur“ 1 GW)


Schlussfolgerungen zur Volumenbetroffenheit– Vergleich Erdkabel mit Freileitung –

• Übertragungsleistung und AC/DC-Technik entscheidend

• Erdverkabelung beansprucht deutlich mehr Boden-/Aushubvolumen als die technisch mindestens gleichwertige Freileitung � AC-Technik: ca. 20-30:1 (Erdkabel : Freileitung)� DC-Technik: ca. 10-20:1 (Erdkabel : Freileitung)

• Wahrscheinlichkeit von erheblichen Bodenbeeinträchtigungen steigt u. a. mit dem Aushubvolumen � Erdverkabelungen sind aus Sicht des Bodenschutzes ungünstiger als

Freileitungen


In einem Gutachten der Universität Freiburg (Prof. Trüby) werden Temperaturzunahmen im Vergleich zur Nullvariante bei 40 °C Außentemperatur eines Kabelsystems, das in 152 cm Bodentiefe liegt, angeben von+ maximal ca. 4 Kelvin (K) in 10 cm Tiefe+ maximal ca. 5 K in 20 cm Tiefe+ maximal ca. 6 K in 40 cm Tiefe+ maximal ca. 15 K in 105 cm Tiefe+ maximal ca. 25 K in 145 cm TiefeHöhere Kabeltemperaturen bewirkten auch höhere Temperaturzunahmen im Boden.

Ab 1 m Tiefe ist im Regelbetrieb eines AC-Höchstspannungs-Erdkabels mit Temperaturen über 20 °C zu rechnen.

3. Erwärmung


Mögliche Auswirkungen auf das Bodenleben:

• Gesamtes Edaphon bis zu 25 t/ha, davon 1 bis 3 t Regenwürmer(Vergleich: Bei einer nachhaltigen Rinderhaltung können auf 1 ha Grünland rund 1,5 Großvieheinheiten (= 750 kg Lebendgewicht) gehalten werden.)

• Tiefgrabende Regenwurmarten als Schlüsselarten für das Edaphon� insbesondere Lumbricus terrestris, aber auch Aporrectodea longa,

Lumbricus polyphemus, Dendrobaena platyura� Wohnhöhlen bis > 3 m Tiefe und insofern im Bereich der Bodenerwärmung

durch Erdkabel� optimale Bodentemperaturbereich zwischen 10 bis 15 °C (Römbke et al. 1996)� Lumbricus terrestris: 100 % Mortalität im Juvenilstadium ab 25 °C

Bodentemperatur (Daniel 1990)� mögliche Austrocknung des Bodens ab 15 K bei Dauerlast und 25 K bei

zyklischen Belastungen in grundwasserfernen Bodenschichten (BfN 2009)� Fazit: Bedeutsame Beeinträchtigungen des Bodenlebens sind bei Erdkabeln

sehr wahrscheinlich,derzeit aber noch nichtabschließend bewertbar.


Bodenfeuchte / Verdichtungsempfindlichkeit ist vorhersehbar.� Beispiel: Auswertung langjähriger Klimadatenreihen aus Sachsen (1993-2013)

Info!

Im Winterhalbjahr ist i. d. R. mit zu nassen Böden zu rechnen!� Bauzeitenplanung außerhalb vernässter Monate!

Januar

Dezember

4. Bauzeitenplanung


Gut geplant (Terminarbeit Bahnquerung im Sommerhalbjahr) …

… und trotzdem „abgesoffen“! (300 mm Niederschlag im Juni).

Befahrungsspuren Wasserhaltung / Dränung(unvermeidbar)

Sauglanzen zur Trockenlegung der Pressgrube


1. Erdkabel sind mit erheblich größeren potenziellen Boden-beeinträchtigungen verbunden als Freileitungen. Insofern sind Freileitungen aus Sicht des Boden-/Gewässerschutzes zu bevorzugen.

2. Potenzielle Beeinträchtigungen (vermehrt bei der Erdverkabelung) …… Bodenverdichtungen (Fahrtrasse, Mischplätze, Graben)… Bodenerwärmungen � Bodenbiologie (z. B. Verdrängung von

Schlüsselarten wie tiefgrabenden Regenwurmarten)… Pflanzenwachstum (landwirtschaftlicher Ertrag)… Eigenart der Böden (natürliche Schichtung, Archivfunktionen)

3. Beeinträchtigungen können begrenzt, aber nicht vollständig vermieden werden.

4. Besondere Betroffenheit des Bodens macht eine Bodenkundliche Baubegleitung nötig (Fachveröffentlichungen siehe folgende Seite).

5. Fazit

14. CIGRE/CIRED-Informationsveranstaltung am 24.10.2016 in Wiesbaden Folie 22http://www.hlug.de/fileadmin/dokumente/boden/heft10.pdf

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)

Veröffentlichungen zur Baubegleitung (Auswahl)


Merkblatt „Ökologische Baubegleitung …“.DWA – Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e. V.

Schrift “Umweltbaubegleitung”, 2012Ausschuss der Verbände und Kammern der Ingenieure und Architekten für die Honorarordnung e.V. – AHO


DVGW G 451 (M)Bodenschutz bei Planung und Errichtung von Gastransportleitungen


Arbeitshilfen aus Hessen, Veröffentlichungen in Vorbereitung


http://www.ingenieurbuero-feldwisch.de Nachhaltige Landentwicklung | Bodenschutz | Gewässerschutz | Landwirtschaft

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