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 ö.b.v. Sachverständiger Bodenschutz/Altlasten Ingenieurbüro Feldwisch Bergisch Gladbach VDE Parlamentarischer Abend 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) VDE Parlamentarischer Abend am in Wiesbaden Folie 2

3 Fachbeitrag Boden zu Linienbaustellen Verlauf einer Linienbaustelle (Erdkabel 320 kv HGÜ-Leitung ALEGrO) VDE Parlamentarischer Abend 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! VDE Parlamentarischer Abend am in Wiesbaden Folie 4 Ingenieurbüro Feldwisch

5 Trassenquerschnitt 320 kv HGÜ ALEGrO (1 GW Übertragsleistung) Hinweis Den potenziellen Wirkungen wird mit Vermeidungsmaßnahmen und einer Bodenkundlichen Baubegleitung entgegengewirkt. VDE Parlamentarischer Abend am in Wiesbaden Folie 5

6 Baustellenimpressionen Erdkabel-Baustelle Baugrube Muffenverbindung 380 KV-Leitung (Wechselstrom; Übertragungsleistung von 2 x 1800 MVA) Hinweis Ingenieurbüro Feldwisch Die dargestellte Dimension des Muffenbereichs ist größer als der Regelgraben. VDE Parlamentarischer Abend am in Wiesbaden Folie 6

7 Baustellenimpressionen Erdkabel-Baustelle Ingenieurbüro Feldwisch Erläuterung Leerrohre auf der Pipe-Side einer grabenlosen Unterquerung eines Gewässers. Zum Anschluss VDE Parlamentarischer an die Abend Regelverlegetiefe am in Wiesbaden von 1,80 m müssen Gruben ausgehoben werden. Folie 7

8 Baustellenimpressionen Erdkabel-Baustelle Erläuterung Leerrohre eines Systems einer 380 KV-Wechselstromleitung mit einer Ingenieurbüro Übertragungs- Feldwisch leistung von 2 x 1800 MVA. Im Hintergrund ist Flüssigboden bereits verfüllt. VDE Parlamentarischer Abend am in Wiesbaden Folie 8

9 Baustellenimpressionen Erdkabel-Baustelle Ingenieurbüro Feldwisch Erläuterung Verfüllen des Flüssigbodens von der befestigten Baustraße aus. Stahlträger dienen als Auftriebsschutz VDE Parlamentarischer Abend für am die Leerrohre in Wiesbaden und werden wieder entfernt. Folie 9

10 Baustellenimpressionen Erdkabel-Baustelle Ingenieurbüro Feldwisch Erläuterung Leerrohre im Flüssigboden mit Kabelschutzsystem (Betonplatten und Kabelwarnband) und VDE wiederverfülltem Parlamentarischer Abend am Unterboden. in Wiesbaden Folie 10

11 Baustellenimpressionen Erdkabel-Baustelle Ingenieurbüro Feldwisch Erläuterung Auch für die Herstellung des Flüssigbodens werden Bodenflächen bauzeitlich in Anspruch genommen. Schutz der anstehenden Böden mit Vlies und Schotterschüttung. Alternative: Mobile Mischanlagen parallel der Gräben auf befestigter Baustraße. VDE Parlamentarischer Abend am in Wiesbaden Folie 11

12 Baustellenimpressionen Erdkabel-Baustelle Ingenieurbüro Feldwisch Erläuterung Trotz Vorerkundung können unerwartete Situationen auftreten. Hier: Kleinflächiges, überdecktes Niedermoor im Trassenverlauf. Situative Schutzmaßnahmen nötig. In diesem Fall keine (vollzugspraktischen) Schutzmaßnahmen möglich Verlust VDE Parlamentarischer Abend 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 : 1 VDE Parlamentarischer Abend 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) VDE Parlamentarischer Abend am in Wiesbaden Folie 14

15 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 VDE Parlamentarischer Abend am in Wiesbaden Folie 15

16 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. Erläuterung Ergebnisse eines Versuchs mit Warmwasserrohren. Wärmeverluste nicht direkt übertragbar auf Erdkabel. Aktuell laufen Monitoringprogramme, um Messergebnisse für VDE Parlamentarischer Abend am in Wiesbaden Folie 16 Erdkabel zu ermitteln.

17 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 wahrscheinlich, derzeit aber noch nicht abschließend bewertbar. VDE Parlamentarischer Abend am in Wiesbaden Folie 17

18 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 VDE Parlamentarischer Abend am in Wiesbaden Folie 18

19 Gut geplant (Terminarbeit Bahnquerung im Sommerhalbjahr) Befahrungsspuren Wasserhaltung / Dränung (unvermeidbar) und trotzdem abgesoffen! (300 mm Niederschlag im Juni). Erläuterung Der Witterungsablauf lässt sich nicht planen. Zwar sind Bauzeiten im Sommerhalbjahr aus Bodenschutzsicht grundsätzlich günstiger, aber kein Garant für trockene, tragfähige VDE Parlamentarischer Abend am in Wiesbaden Folie 19 und verdichtungsunempfindliche Böden.

20 Vermeidungsmaßnamen / BBB bei Höchstspannungs-Erdkabel-Trassen Horizontweise Substrattrennung Ingenieurbüro Feldwisch VDE Parlamentarischer Abend am in Wiesbaden Folie 20

21 Vermeidungsmaßnamen / BBB bei Höchstspannungs-Erdkabel-Trassen Kommunikation der BBB-Ziele kann zu vorausschauenden, Boden schützenden Maßnahmen durch die Baufirmen führen (Eigeninteresse der Baufirmen: Keine Beanstandungen, Baufreiheit): Flächige Baustraße aus überlappenden Lastverteilungsplatten Folienabdeckung des bindigen Leitungsgrabenaushubs vor den vorhergesagten Niederschlagsereignissen zur Vermeidung der Vernässung der Bodenmiete. Dadurch Sicherung der Baufreiheit auch bei ungünstiger Witterung. VDE Parlamentarischer Abend am in Wiesbaden Folie 21 Ingenieurbüro Feldwisch

22 Vermeidungsmaßnamen / BBB bei Höchstspannungs-Erdkabel-Trassen VDE Parlamentarischer Abend am in Wiesbaden Folie 22

23 Vermeidungsmaßnamen / BBB bei Höchstspannungs-Erdkabel-Trassen Begrünung der Fahrtrassen bei der Verlegung einer Gasleitung zur biologischen Entwässerung und Stabilisierung des Bodens ohne Baustraße. Foto: Dr. Dumbeck VDE Parlamentarischer Abend am in Wiesbaden Folie 23

24 Vermeidungsmaßnamen / BBB bei Höchstspannungs-Erdkabel-Trassen Trasse nach Bauabschluss - Zwischenbewirtschaftung mit Rotklee-Ansaat zur Gefügeregeneration. Foto: Amprion VDE Parlamentarischer Abend am in Wiesbaden Folie 24

25 Vermeidungsmaßnamen / BBB bei Höchstspannungs-Erdkabel-Trassen Trasse nach Bauabschluss - Zwischenbewirtschaftung mit Rotklee-Ansaat zur Gefügeregeneration. Foto: Amprion VDE Parlamentarischer Abend am in Wiesbaden Folie 25

26 5. Fazit 1. Erdkabel sind mit 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 durch Vermeidungs-/Minderungsmaßnahmen begrenzt, aber nicht vollständig vermieden werden. 4. Besondere Betroffenheit des Bodens macht eine Bodenkundliche Baubegleitung nötig (Fachveröffentlichungen siehe folgende Seite). VDE Parlamentarischer Abend am in Wiesbaden Folie 26

27 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 VDE Parlamentarischer Abend am in Wiesbaden Folie 27

28 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. VDE Parlamentarischer Abend am in Wiesbaden Folie 28

29 DVGW G 451 (M) Bodenschutz bei Planung und Errichtung von Gastransportleitungen VDE Parlamentarischer Abend am in Wiesbaden Folie 29

30 VDE Parlamentarischer Abend am in Wiesbaden Folie 30

31 Arbeitshilfen aus Hessen, Veröffentlichungen in Vorbereitung VDE Parlamentarischer Abend am in Wiesbaden Folie 31

32 Nachhaltige Landentwicklung Bodenschutz Gewässerschutz Landwirtschaft VDE Parlamentarischer Abend am in Wiesbaden Folie 32