Erdkabel Auswirkungen auf auf das Schutzgut Boden

Transkript

1 Erdkabel Auswirkungen auf auf das Schutzgut Boden Amprion Ingenieurbüro Feldwisch Ingenieurbüro Feldwisch 1. Betroffenheit des Bodens bei Erdkabeln Wirkfaktoren und Einflussfaktoren 2. Volumenbetroffenheit 3. Erwärmung 4. Bauzeitenplanung 5. Fazit Dr. Norbert Feldwisch Vizepräsident Bundesverband Boden e.v. Ingenieurbüro Feldwisch CIGRE/CIRED-Informationsveranstaltung am in Wiesbaden Folie 1

2 1. Betroffenheit der Böden Wirkfaktoren: - Versiegelung - mechanische Belastungen (Befahrung, Lagerung etc.) - Auf-/Einbringen von Bodenmaterial in eine durchwurzelbare Bodenschicht - Bodenerosion - Dränwirkung - Stoffeinträge - Erwärmung Minderungs-/ Vermeidungsmaßnahmen Bauzeiten / Bodenfeuchte* ± Wirkungen Beeinträchtigungen natürlicher Bodenfunktionen, Grundwasser oder Oberflächengewässer Empfindlichkeiten: - Eigenart (besonders schutzwürdige Böden) - Verdichtung - Entwässerung - Erodierbarkeit - Empf. gegen Stoffeinträge - Empf. gegen Erwärmung + Flächengröße + Bodenvolumen * Bauzeitenplanung Konflikt mit Zielsetzungen des Naturschutzes möglich! Bevorzugte Bauzeiten: - Naturschutz: außerhalb Brutzeiten / Vegetationsperiode - Bodenschutz: (Mai) April Oktober (November) 14. CIGRE/CIRED-Informationsveranstaltung am in Wiesbaden Folie 2

3 Fachbeitrag Boden zu Linienbaustellen Verlauf einer Linienbaustelle (Erdkabel 320 kv HGÜ-Leitung ALEGrO) 14. CIGRE/CIRED-Informationsveranstaltung am in Wiesbaden Folie 3

4 Untersuchungskorridor ALEGrO mit Bodenkarte 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 Fazit Planungsaufwand für Erdkabel deutlich größer als für Freileitungen! 14. CIGRE/CIRED-Informationsveranstaltung am in Wiesbaden Folie 4 Ingenieurbüro Feldwisch

5 Trassenquerschnitt 320 kv HGÜ ALEGrO (1 GW Übertragsleistung) 14. CIGRE/CIRED-Informationsveranstaltung am in Wiesbaden Folie 5

6 Baustellenimpressionen Erdkabel-Baustelle Baugrube Muffenverbindung 380 KV-Leitung (Wechselstrom) Ingenieurbüro Feldwisch 14. CIGRE/CIRED-Informationsveranstaltung am in Wiesbaden Folie 6

7 Baustellenimpressionen Erdkabel-Baustelle Ingenieurbüro Feldwisch 14. CIGRE/CIRED-Informationsveranstaltung am in Wiesbaden Folie 7

11 Baustellenimpressionen Erdkabel-Baustelle Mischplatz Flüssigboden Ingenieurbüro Feldwisch 14. CIGRE/CIRED-Informationsveranstaltung am in Wiesbaden Folie 11

12 Baustellenimpressionen Erdkabel-Baustelle Kleinflächiges, überdecktes Niedermoor im Trassenverlauf keine (vollzugspraktischen) Schutzmaßnahmen möglich Verlust Ingenieurbüro Feldwisch 14. CIGRE/CIRED-Informationsveranstaltung am in Wiesbaden Folie 12

13 2. Volumenbetroffenheit HGÜ ALEGrO Erdkabel Aushubvolumen für ca. 35 km Grabenverlegung 1. Oberbodenabtrag 0,35 m Oberbodenmächtigkeit 20,0 m Baubedarfsfläche ohne Mietenfläche für Oberboden 7,0 m³ Aushub je lfd. Meter bzw. ca m³ 2. 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 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 m³ 2. Unterboden / Untergrund 1,85 m bis Grabensohle 473 m³ Aushub je Maststandort bzw. ca 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 m³ : Freileitung m³ bzw. 9 : CIGRE/CIRED-Informationsveranstaltung am in Wiesbaden Folie 13

14 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) 14. CIGRE/CIRED-Informationsveranstaltung am in Wiesbaden Folie 14

15 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) 14. CIGRE/CIRED-Informationsveranstaltung am in Wiesbaden Folie 15

16 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 :1 (Erdkabel : Freileitung) DC-Technik: ca :1 (Erdkabel : Freileitung) Wahrscheinlichkeit von erheblichen Bodenbeeinträchtigungen steigt u. a. mit dem Aushubvolumen Erdverkabelungen sind aus Sicht des Bodenschutzes ungünstiger als Freileitungen 14. CIGRE/CIRED-Informationsveranstaltung am in Wiesbaden Folie 16

17 3. Erwärmung 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 Tiefe Höhere 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. 14. CIGRE/CIRED-Informationsveranstaltung am in Wiesbaden Folie 17

18 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 nicht abschließend bewertbar. 14. CIGRE/CIRED-Informationsveranstaltung am in Wiesbaden Folie 18

19 4. Bauzeitenplanung Bodenfeuchte / Verdichtungsempfindlichkeit ist vorhersehbar. Beispiel: Auswertung langjähriger Klimadatenreihen aus Sachsen ( ) Januar Info! Im Winterhalbjahr ist i. d. R. mit zu nassen Böden zu rechnen! Bauzeitenplanung außerhalb vernässter Monate! Dezember 14. CIGRE/CIRED-Informationsveranstaltung am in Wiesbaden Folie 19

20 Gut geplant (Terminarbeit Bahnquerung im Sommerhalbjahr) Sauglanzen zur Trockenlegung der Pressgrube Befahrungsspuren Wasserhaltung / Dränung (unvermeidbar) und trotzdem abgesoffen! (300 mm Niederschlag im Juni). 14. CIGRE/CIRED-Informationsveranstaltung am in Wiesbaden Folie 20

21 5. Fazit 1. Erdkabel sind mit erheblich größeren potenziellen Bodenbeeinträchtigungen 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). 14. CIGRE/CIRED-Informationsveranstaltung am in Wiesbaden Folie 21

22 Veröffentlichungen zur Baubegleitung (Auswahl) Leitfaden Bodenkundliche Baubegleitung, Bundesverband Boden e. V. (Erich Schmidt Verlag) Feldwisch, N. (2012): Vorsorgender Bodenschutz bei Baumaßnahmen zur Verbesserung der Gewässerstruktur und der Durchgängigkeit. Schriftenreihe: Böden und Bodenschutz in Hessen. Heft CIGRE/CIRED-Informationsveranstaltung am in Wiesbaden Folie 22

23 Schrift Umweltbaubegleitung, 2012 Ausschuss der Verbände und Kammern der Ingenieure und Architekten für die Honorarordnung e.v. AHO Merkblatt Ökologische Baubegleitung. DWA Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e. V. 14. CIGRE/CIRED-Informationsveranstaltung am in Wiesbaden Folie 23

24 DVGW G 451 (M) Bodenschutz bei Planung und Errichtung von Gastransportleitungen 14. CIGRE/CIRED-Informationsveranstaltung am in Wiesbaden Folie 24

25 14. CIGRE/CIRED-Informationsveranstaltung am in Wiesbaden Folie 25

26 Arbeitshilfen aus Hessen, Veröffentlichungen in Vorbereitung 14. CIGRE/CIRED-Informationsveranstaltung am in Wiesbaden Folie 26