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Wasserhaushalt und Bodenentwicklung qualifizierter Rekultivierungsschichten

Wasserhaushalt und Bodenentwicklung qualifizierter Rekultivierungsschichten

Volltext

Beschreibung

Die Rekultivierungsschicht ist eine wichtige Komponente im Oberflächenabdichtungssystem von Deponien, denn sie dient nicht nur als Tragschicht von Bewuchs, sondern soll als ?Wasserhaushaltsschicht" Sickerwasserzuflüsse reduzieren und vergleichmäßigen (z.B. DGGT 2000). Erst in den letzten Jahren ist - angeregt auch durch Untersuchungen in Baden-Württemberg (BRAUNS et al. 1997) - die Bedeutung dieser Funktion für die Langzeitverwahrung von Deponien erkannt und gewürdigt worden. Diese Wasserhaushaltsfunktion der Rekultivierungsschicht ist in hohem Maß von den Eigenschaften des Bodens und der Vegetationsdecke abhängig (BRAUNS et al. 1997). Entsprechend ausgelegte Rekultivierungsschichten bezeichnet man auch als optimierte oder qualifizierte Rekultivierungsschichten, die folgende Anforderungen erfüllen sollten:

  • Es kann nur Bodenmaterial mit möglichst hoher nutzbarer Wasserspeicherkapazität verwendet werden. Angaben hierzu finden sich zum Beispiel bei BöNECKE (1997) und BRAUNS et al. (1997).
  • Der Boden sollte möglichst locker gelagert und in seiner Struktur möglichst wenig gestört sein (z.B. BöNECKE 1994). Deshalb ist ein schonender, möglichst unverdichteter Bodeneinbau notwenig.
  • Auch der Bepflanzung bzw. Vegetationssteuerung kommt eine große Bedeutung zu (z.B. WATTENDORF & SOKOLLEK 2000, BöNECKE 2001). Um möglichst viel Regenwasser zu verdunsten und damit die Sickerwassermenge zu verringern, ist ein gesunder, standortgerecht aufgebauter Bewuchs (Hinweise dazu in BRAUNS et al. 1997, BöNECKE 2001) erforderlich, der das gesamte Volumen der Rekultivierungsschicht durchwurzelt und Bodenwasser auch aus größerer Tiefe aufnehmen und transpirieren kann.

In dem vorangegangenen Forschungsvorhaben BWSD 99003 (siehe WATTENDORF et al. 2003) wurden grundlegende Erkenntnisse zur Gestaltung qualifizierter Rekultivierungsschichten beispielhaft auf der Kreismülldeponie Leonberg gewonnen. So konnte die Standsicherheit unverdichtet eingebauter Substrate mit bestimmten Materialeigenschaften (z.B. Tongehalt < 20 %) nachgewiesen werden (siehe BIEBERSTEIN et al. 2003). Es wurden Erfahrungen hinsichtlich eines praxistauglichen verdichtungsarmen Einbauverfahrens und der damit erreichbaren bodenphysikalischen Eigenschaften gewonnen. Untersuchungen der Vegetationsentwicklung (Wüchsigkeit, Durchwurzelungstiefe und ?intensität) belegen die günstigeren Standorteigenschaften unverdichteter Rekultivierungssubstrate bereits in der Anfangszeit der Vegetationsentwicklung.

Böden sind keine statischen Gebilde, sondern Entwicklungen unterworfen. Da bis dato keine praktischen Erfahrungen mit unverdichtet eingebauten Rekultivierungsschichten vorlagen, war nicht bekannt, wie sich die bodenmechanischen und -physikalischen Eigenschaften der Substrate durch Setzungen oder Rutschungen im Lauf der Zeit verändern würden. Deshalb sollte das Scherverhalten sowie die Setzungseigenschaften des unverdichteten Bodenmaterials in situ untersucht werden. Diesen Fragen wird nachgegangen, um beispielsweise die Gefährdung von Installationen in der Rekultivierungsschicht durch Erdbewegungen abschätzen zu können. Von besonderer Bedeutung für die Standsicherheit der unverdichteten Rekultivierungsschichten, die in der Praxis meist an Böschungen aufgebracht werden, ist die Frage, wie sich die vor dem Einbau ermittelten Scherparameter in situ mit der Zeit verändern.

Das Gleiche gilt auch für boden­physikalische Parameter wie die Trockenraumdichte und den Eindringwiderstand. Es konnte angenommen werden, dass sie sich bei unverdichtetem Einbau durch Setzungen erhöhen, sie können langfristig ? zumindest in den oberen Bodenschichten - aber auch durch Einwirkungen von Wurzeln und Bodenorganismen verringert werden. Zwischen Boden- und Vegetationsentwicklung besteht ein gewisser Zusammenhang, denn diese beiden Faktoren beeinflussen sich gegenseitig.

Mischungen aus natürlichem Unterbodenmaterial und Kompost werden in der Rekultivierung oft zum Aufbau von Oberböden verwendet. Sie besitzen zwar ähnlich hohe Gehalte an organischer Substanz wie natürliche Böden, aber auf keinen Fall deren Organismengemeinschaft. Obwohl Bodenorganismen, vor allem Regenwürmer, großen Einfluss auf die Bodenentwicklung nehmen, wurden Rekultivierungsschichten von Deponien bisher kaum boden­biologisch bearbeitet. Die Untersuchungen zur Populationsentwicklung der Regenwürmer in den Rekultivierungsschichten der Deponie Leonberg leisten einen ersten Beitrag, um diese Lücke zu schließen.

Schließlich war zu untersuchen, wie sich alle diese Einflüsse sowie die Variabilität des Klimas, hier vor allem der Niederschlagsmengen und der Niederschlagsverteilung, auf den Wasserhaushalt der Rekultivierungsschichten auswirken würden. Da in der Großlysimeteranlage Leonberg die Abflüsse sehr genau bilanziert werden, bietet sich eine hervorragende Möglichkeit, die Ergebnisse von Wasserhaushaltsmodellierungen mit den Leonberger Boden- und Klimadaten und die Messwerte der Lysimeterfelder miteinander zu vergleichen.

Metadaten

TitelWasserhaushalt und Bodenentwicklung qualifizierter Rekultivierungsschichten 
Stand 2004 
Seitenzahl123 
Förderkennzeichen BWD21010

 

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