Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Im Rahmen des Forschungsprojektes \u0084BioSchWelle\u0093 wird die Wellend\u00e4mpfung durch Schilfgabione erprobt und zus\u00e4tzlich der Beitrag der Inseln zur Erh\u00f6hung der Artenvielfalt in Gew\u00e4ssern bestimmt. Schwimmende Vegetationsstrukturen bieten in dem Zusammenhang gro\u00dfes Potential f\u00fcr technisch-biologische L\u00f6sungen auf Grund z.B. der Schutzwirkung an Uferb\u00f6schungen, an denen sich mehr Vegetation ausbilden kann. Ferner bieten sie \u0084Trittsteine\u0093 f\u00fcr Pflanzen und Tiere zur Erh\u00f6hung der \u00f6kologischen Durchg\u00e4ngigkeit an Wasserstra\u00dfen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenMethodisch wird die Wirkung der lebenden Insel anhand von Feldversuchen im Mittellandkanal und mittels Modellversuchen im Gro\u00dfen Wellenkanal des Forschungszentrums K\u00fcste untersucht und bewertet. Hierf\u00fcr wird die Technik zur Initiierung von selbstschwimmenden Vegetationsbest\u00e4nden u.a. produktionstechnisch (Materialien und m\u00f6gliche Serienfertigung) und insbesondere f\u00fcr die Gebrauchstauglichkeit optimiert. Bei der Herstellung und Initiierung der Vegetationsstrukturen kommen haupts\u00e4chlich organische und verrottbare Materialien in Kombination mit lebenden heimischen Pflanzarten zum Einsatz. Auf diese Weise k\u00f6nnen sie als lange Linienelemente auf gro\u00dfen Streckenabschnitten in Kan\u00e4len und erheblich ver\u00e4nderten Gew\u00e4ssern eingesetzt werden. Im ersten Projektjahr wurden die Gabione produziert, bepflanzt und in einem Gew\u00e4chshaus im Wasserbecken mit Umw\u00e4lzung durch Pumpen gehalten, um eine m\u00f6glichst lange Vegetationsperiode zu erzielen. Weiterhin wurden im ersten Projektjahr am Mittellandkanal Schiffspassagen erfasst und die Wellensysteme gemessen und analysiert, um die Generierung von Modellrandbedingungen im Gro\u00dfen Wellenkanal realit\u00e4tsnah durchzuf\u00fchren. Im zweiten Projektjahr wurden die Modelltests im Gro\u00dfen Wellenkanal durchgef\u00fchrt. Dabei wurden akustische sowie kapazitative Wellenpegel, Motion-Tracking-Equipment, Inertiale Messeinheiten (engl. Inertial Measurement Unit) sowie Kameras eingesetzt. Durch die Tests konnte das Potential zur Wellend\u00e4mpfung durch die lebenden Inseln quantifiziert werden.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Zu Beginn des ersten Projektjahr wurden die einzelnen Gabionen erfolgreich mit Bewuchs versehen. Der Aufwuchs der Schilfgabione im selben Jahr war ein projektkritisches Element, da trotz schneller Produktion der Gabionsk\u00f6rbe mit dem Start der Projektlaufzeit die verbleibende Vegetationsperiode 2017 in der freien Natur nur noch sehr kurz war. Nach abw\u00e4gen diverser Optionen konnte die Variante mit einem k\u00fcnstlichen Wasserbecken im Gew\u00e4chshaus als wertvolle Ma\u00dfnahme zur Verl\u00e4ngerung der Vegetationsperiode durchgef\u00fchrt werden. Durch den Einsatz des Gew\u00e4chshauses konnte die Vegetationsperiode entscheidend verl\u00e4ngert werden, wodurch die Gabionen ab Juni 2018 bereit f\u00fcr die Versuche im MLK und im GWK waren. Ein erstes Ergebnis des Projektes ist, dass das Anwachsen der Gabionen ein bis zwei Vegetationsperioden erfordert. Im zweiten Projektjahr konnten die Versuche erfolgreich durchgef\u00fchrt werden und die wellend\u00e4mpfende Wirkung der schwimmenden Inseln nachgewiesen werden. Genauer konnte nachgewiesen werden, dass schwimmende Inseln mit einer Breite von drei bis vier Metern eine wellend\u00e4mpfende Wirkung bei Wellen mit Perioden kleiner 2.25 Sekunden aufweisen. Die daf\u00fcr verantwortlichen Prozesse wie Reflektion und Transmission sind genauer untersucht worden. Au\u00dferdem konnte durch eine Bewegungsanalyse der einzelnen Gabione ein Zusammenhang zwischen Bewegung und wellend\u00e4mpfendem Verhalten erkannt werden. Es ist festzuhalten, dass eine dauerhafte Schwimmstabilit\u00e4t unter Schiffswellen mit der momentanen Ausf\u00fchrung nicht zu garantieren ist. Dennoch haben die involvierten Institute, bestehend aus dem \u0084Ludwig-Franzius-Institut f\u00fcr Wasserbau, \u00c4stuar- und K\u00fcsteningenieurwesen\u0093, dem \u0084Institut f\u00fcr Umweltplanung\u0093 der Leibniz Universit\u00e4t Hannover und der \u0084Fakult\u00e4t Landbau\/Umwelt\/Chemie\u0093 der Hochschule f\u00fcr Technik und Wirtschaft Dresden, gro\u00dfes Interesse daran, die \u0084schwimmenden Inseln\u0093 weiterzuentwickeln. Der n\u00e4chste Entwicklungsschritt soll darauf abzielen eine dauerhafte Auftriebsleistung zu gew\u00e4hrleisten. Dazu soll bestimmt werden wieviel Gas unter welcher Welle aus den Gabionen verdr\u00e4ngt wird. Die Gabione sollten dazu mit gezielt bel\u00fcftbaren Kammern ausgestattet werden, wo unter Welleneinfluss das Gasvolumen bestimmt wird. Diese indirekte Messung des Luft- und Gasgehaltes kann auch verwendet werden, um z.B. eine direkte Messung bzw. ein zu entwickelndes Messger\u00e4t zu pr\u00fcfen. Der Versuchsaufbau sieht vor, dass die Gabione nach unten abgespannt werden und mit Kraftmessern ausgestattet sind. So kann nach jeder Welle die Differenz des Auftriebs gegen\u00fcber dem Ausgangszustand gemessen werden und damit das ausgetriebene Gas bestimmt werden. Auf diesen Erkenntnissen aufbauend soll eine technische L\u00f6sung entwickelt werden, damit das f\u00fcr den Auftrieb relevante Gas auch unter Welleneinfluss gebunden bleibt.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Teilerkenntnisse aus dem Projekt wurden im Laufe der Projektlaufzeit auf internationalen Fachkonferenzen vorgestellt:
\n\u0095\tG\u00fcnther, H.; Potentials and application of floating blue-green infrastructures for rainwater management in urban areas. X Conference AEIP-APENA-EFIB-ECOMED Soil and Water Bioengineering, 21.-23. Madrid 2018
\n\u0095\tG\u00fcnther, H.; Living islands \u0096 initiation of natural floating wetlands for lake shore development. SWS annual meeting. 29.05-01-06.2018 Denver Colorado.
\nDar\u00fcber hinaus sind nach Abschluss der Forschungsprojektes Ver\u00f6ffentlichungen bez\u00fcglich der Versuchs- und Analysemethoden im \u0084Ecological Engineering – The Journal of Ecosystem Restoration\u0093 (Elsevier) geplant. Au\u00dferdem sollen die Ergebnisse der Modellversuche, bei Zusage, auf der Woche der Umwelt 2020 im Park vom Schloss Bellevue vorgestellt werden.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Nach zwei Vegetationsperioden wurden Naturmessungen im Mittellandkanal und Modelltests im Gro\u00dfen Wellenkanal, einem hydraulischen Labor, durchgef\u00fchrt. Die Haupterkenntnisse aus diesen Tests sowie den Vegetationsperioden sind, dass das Anwachsen der Gabionen ein bis zwei Vegetationsperioden erfordert und eine dauerhafte Schwimmstabilit\u00e4t unter Schiffswellen mit der momentanen Ausf\u00fchrung nicht zu garantieren ist. Dies liegt an dem erh\u00f6hten Gasaustrag unter hoher Wellenlast. Dennoch l\u00e4sst sich feststellen, dass die schwimmenden Inseln mit einer Breite von 3 \u0096 4 m eine deutliche wellend\u00e4mpfende Wirkung bei Wellen mit Perioden T ? 2,25 s aufweisen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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