Sanierung der DZBK Sedimententnahme - Sedimentunterbringung · AVS h. W. h. AVS ≈ 1,0 m Schlick...

Symposium “Sanierung der Darß-Zingster-Boddenkette” - 30. Nov. 2007 - LUNG Güstrow

Sanierung der DZBK

Toralf Quandt

WASTRA-PLAN Ing.-GmbH

Sedimententnahme - Sedimentunterbringung


Inhalt

Randbedingungen

Baggertechnologien

Unterbringungsstrategien

Fazit


betonntes Fahrwasser

Baggerrevier Ribnitzer Seemittlere Wassertiefe: 1,3 m

hSchlick ≈

1,0 m

Baggerrevier

Südlicher Saaler Boddenmittlere Wassertiefe: 1,8 m

hSchlick ≈

1,0 m

Randbedingungen


Winde ca. 1,3 - 5 m/s aus West/Süd

Eistage ca. 50-60/a

Schlick schluff-tonig, w = 90 - 50 Gew.-%, flüssig bis breiig

Randbedingungen

Geotechnische Verhältnisse

2 - 2

1 1

2 2

Mudde MergelSand

1 - 1

Torf


Baggertechnologien

Greifertechnologie


Baggertechnologien

Scheibenschneidkopftechnologie (disc cutter)

„Vecht“ NLmax. Tiefgang: 1,63 mmin. Baggertiefe: 2,45 mSchichtdicke: einlagig - 0,20-0,40 m

zweilagig - 0,60-0,90 mLeistung: einlagig - 250 - 350 m³/h

zweilagig - 350 - 400 m³/h


„HAM 291“ NLmax. Tiefgang: 1,85 mmin. Baggertiefe: 2,10 mSchichtdicke: einlagig - 0,20-0,80 m

zweilagig - 0,80-1,60 mLeistung: einlagig - 400 - 700 m³/h

zweilagig - 500 - 700 m³/h

Baggertechnologien

Schneckentechnik (auger dredger)


jährliche Einsatzdauer: 200 Tage

kleine Saugspültechnik: ca. 200.000 bis 400.000 m³/a

mittl. Saugspültechnik: 700.000 bis 1,7 Mio. m³/a

Kostenansätze

• Transportentfernung bis 5 km bis 10 km

• Zwischenpumpstationen 1 1-3

• BE/Sediment baggern u. verspülen ca. 3,50 €/m³ ca. 6,50 €/m³

Baggertechnologien

Leistungsansätze


Sedimentunterbringung

Überschlickung Direktauf- bringung

Aufbringung nach Behandlung Habitatinsel

Landwirtschaft Landschaft



Sedimentunterbringung in der Landwirtschaft


Aufbringung nach Vorbehandlung


Einspülung/Spülpolder Trocknung/Spülpolder Trocknung/Reifemieten

Trocknung/ReifemietenMaterialtransportMaterialverteilung

Landwirtschaftliche Unterbringung : Aufbringung nach Vorbehandlung

Technologische Abfolge


Spülpolder 20 ha

Trockenbeet

Reifefläche 60 ha

Zaun

Bodden

Anlege- stelle

Entphosphatungsanlage


Vorbehandlungsanlage (Durchsatzmenge: 300.000 bis 500.000 m³/a)


Verfahrensschema

Fällungsreaktor PELIKON-Anlage (500 m³/h, Fällmittel: Aluminiumpolychlorid)

Grafik und Fotos: Enviplan GmbH

Maschinencontainer Flotationsbehälter (∅ 10 m )

Maschinencontainer


Rücklaufwasserbehandlung - Entphosphatung


15.000 ha

6.000 ha

12.000 ha

Drigge


Eignungsflächen


Ackerland: ca. 100 t TM/ ha·a

Grünland: ca. 50 t TM/ha ·a

Ackerland: 520.000 t TM ⇒ 2,6 Mio.m³ Sed.

Grünland: 110.000 t TM ⇒ 500.000 m³ Sed.


Unterbringungsmengen auf Flächen guter/sehr guter Eignung(s. Schmachter See)

Flächenbezogene Mengenfestlegungen und längerfristiges Düngemanagement erforderlich!


6 - 10 a 10 - 17 a 20 - 33 a


Kosten (€/m³ in situ Sediment)Nebenkosten, Herstellung, Bewirtschaftung, Baggerung/Verspülung, Entphosphatung, Transporte)

Entnahme- und Bewirtschaftungszeiträume

16,9 16,2 15,711,9 11,2 10,7

0

5

10

15

20

3 Mio m³ 5 Mio m³ 10 Mio m³

€/m

³ in

situ

Sed

imen

t

mit Transport ohneTransport


Sedimentunterbringung in der Landwirtschaft


Direktaufbringung


Baggerung Transport (wassers.) Transport (landseitig - fest)

Transport (landseitig - mobil)SedimentaufbringungVerteilereinheit

Landwirtschaftliche Unterbringung : Direktaufbringung

Technologische Abfolge


9.000 ha

5.000 ha

15.000 ha

4.000 ha


Eignungsflächen


Direktaufbringungsflächen (Aufspülung) - Südl. Ribnitzer See

Ackerland: ca. 100 t TM/ ha ·a

Grünland: ca. 50 t TM/ha ·a

Sediment: ≈

20 % TM ⇒ ca. 0,22 t TM/m³

Ackerland: 390.000 t TM ⇒ 1,8 Mio.m³ Sed.

Grünland: 22.500 t TM ⇒ 100.000 m³ Sed.


Unterbringungsmengen auf Flächen guter/sehr guter Eignung(s. Schmachter See)

Flächenbezogene Mengenfest- legungen und längerfristiges Düngemanagement erforderlich!



EinschränkungenEntnahmemenge Ribnitzer See:

ca. 3,0 Mio.m³ Sediment

Baggerleistung:

kl. Technik: 300.000 m³/a

gr. Technik: 1,2 Mio. m³/a

nutzbare Baggerleistung abhängig von Ausbringtechnik

bis 5 km:

70 % Fläche> 5 km:

ca. 30 % der Flächeca. 3000 ha Ggf. erhebliche Mehrkosten !



Kosten (Nebenkosten, Baggerung/Verspülung) 10,10 €/ m³ in situ Sediment

Geschätzter Ausführungszeitraum: 5-10 Jahre

Kostenvergleich

16,9

10,1

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Landw irtschaft mit Vorbehandlung Landw irtschaft - Direktaufbringung

€/m

³ in

situ

Sed

imen

t


Sedimentunterbringung in der Landschaft



Überschlickung „Ribnitzer Stadtwiesen“

Habitatinsel „Noch ohne Namen“





Überschlickung Ribnitzer Stadtwiesen


Ostsee Saaler Bodden

Unterbringung in der Landschaft: Überschlickung Ribnitzer Stadtwiesen

40 % der Gesamtfläche unter Bodden-MW → Schöpfwerksbetrieb

geringmächtiges, nicht flächendeckendes Küstenüberflutungsmoor

gegenwärtig extensive Beweidung - bis 2021 verpachtet

nach Melioration u. lw. Nutzung →

Vermullung und Moorsackung



Polderung (schematisch)


Einspülschema (mod. nach USACE 1983)



R h hli k i kl

1,0

3,0

1,0

0,5 0,3

0

1

2

3

4

Volu

men

(m³)

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

Troc

kend

icht

e 0

d (g

/cm

³)

VolumenTrockendichte

in situ nach Einspülung

nach Oberflächen-wasserabzug und Absetzen

nach Trocknungstichfest

nach Trocknung

reif

Entwässerung

Volumenentwicklung


Überschlickungsvolumen ca. 550.000 m³

Volumenreduzierung auf ca. 1/3 Ausgangsvolumen

pot. Unterbringungsmenge: 1,5 Mio. m³ Sediment


7,70 Euro/ m³ in situ Sediment

Kosten (Nebenkosten, Herstellung, Baggerung/Verspülung, Bewirtschaftung, Ausgleich, Entphosphatung)



Kostenvergleich

16,9

10,17,7

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Landw irtschaft mit Vorbehandlung Landw irtschaft - Direktaufbringung Überschlickung Ribn. Stadtw iesen

€/m

³ in

situ

Sed

imen

t




Habitatinsel


Geotechnische BedingungenGewährleistung von Standsicherheit und Wirtschaftlichkeit

Naturschutz/FischereiAusschluß mineralischer Bereiche

Fischlaichgebiete

sonstige Aspekte

RecourcenverfügbarkeitSand zur Herstellung des Umgrenzungsbauwerks

Transportentfernungenkurze technologischen Ketten

keine zusätzl. Pumpstationen

Einsparung von Baggervolumen durch Einschluß von AVS-Bereichen

NavigierbarkeitMindestwassertiefen für Bau(-wasser)fahrzeuge auch unter MNW-Bedingungen hw mind. 2,0 m

FahrwasserFreihaltung WSA- Fahrwasser und Hafenzufahrten

Landschafts- ästhetische Integrierbarkeit

Strömungen

??

??

?

Unterbringung in der Landschaft: Habitatinsel

Kriterien



hInsel ≈ 1,0 m

AVS

hW

hAVS ≈ 1,0 m

Schlick

Sand/Mergel

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

1 2 3 4 5

Wassertiefe (m)

Dur

chm

esse

r d (m

)

1 Mio. m³

3 Mio. m³

5 Mio. m³7 Mio. m³

9 Mio. m³

Unterbringungsmengen



Technische Lösungsmöglichkeiten

Spundwand

Temporäre Schlickablagerung Schlammdepot IJsseloog, Ketelmeer, Niederlande

Sanddamm

"Schlammdepot IJsseloog, Ketelmeer, Niederlande"

Geoschlauch

Wiederherstellung Grass Island - Fox Chain of Lakes, Illinois, USA


hw ≈ 2,2 m, V ≈ 7 Mio. m³ A ≈ 130 ha, d ≈ 1,3 km

Lager-/ Arbeitsfläche

Umschließung

Behandlungsboot Auslaufwehr

Schlick

Einspülstrecke/ Zudosierung Fällmittel

Schwimmleitung

Lage / Inventar



5,20 bis 6,30 Euro/ m³ in situ Sediment

16,9

10,17,7

6,3

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Landw irtschaft mit Vorbehandlung* Landw irtschaft - Direktaufbringung* Überschlickung Ribn. Stadtw iesen** Habitatinsel*

€/m

³ in

situ

Sed

imen

t

Kosten (Nebenkosten, Herstellung, Baggerung/Verspülung, Bewirtschaftung, Ausgleich, Entphosphatung)


Kostenvergleich


100 % 60 % 46 % 37 %


Fazit


Fazit

Baggerung - Baggertechnologie

DirektaufbringungUmweltverträglichkeit und Abtragsgenauigkeit durch Schnecken- und Scheibenschneidkopfbagger

Einsatz mittelgroßer Technik verkürzt Dauer und Eingriffsintenensität

Wirtschaftlicher Technikeinsatz erfordert

langfristige Bindung der Gerätschaften

kurze Verspülentfernungen

sofortige u. kontinuierliche „Abnahme“ großer Mengen


Landwirtschaftsbezogene Unterbringungsszenarien

Direktaufbringung: ca. 3.900 ha AL, ca. 450 ha GL

Aufbringung n. Vorbehandlung: ca. 5.200 ha AL, ca. 2.200 ha GL

genauere Bilanzierung nach flächenscharfer Betrachtung von: Substratverhältnissen, Versorgungszustand, Anbaustruktur, Schadsstoffkennwerte, landbaulich möglichen Zeitfenstern

langfristige Abnahmegarantien, -verträge

sehr hoher logistischer und Abstimmungsaufwand

Rechtssicherheit für Kalamitätsfälle

im Vergleich zu landschaftsbezogenen Szenarien 1,3 bis 2,7 fach teurer

Fazit


Landschaftsbezogene Unterbringungsszenarien

Ribnitzer Stadtwiesen: ca. 1,5 Mio. m³ Sediment

Habitatinsel: „unbegrenzte“ Sedimentmengen

kurze technologische Ketten bei garantierter Unterbringung

vergleichsweise geringer logistischer und Abstimmungsaufwand

große Mengen in kurzen Zeiträumen

im Vergleich zu landwirtschaftsbezogenen Varianten wesentlich kostengünstiger

Fazit

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