Lysimeteranlage im Bau
nach Fertigstellung
Datenerfassung und Kippzähler
Lysimeter mit PR2-Sonden

Wasserhaushaltsschichten zur Oberflächensicherung von Deponien und Altablagerungen

In Kooperation zwischen der Hochschule Zittau/Görlitz, vertreten durch Prof. Dr.-Ing. Jürgen I. Schoenherr, und der Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden, vertreten durch Prof. Dr.-Ing. habil. Jens Engel, wurde am 01.10.2006 ein vom BMBF gefördertes FuE-Forschungsprojekt zur Thematik „Wasserhaushaltsschichten zur Oberflächensicherung von Deponien und Altablagerungen“ begonnen.

Zur Sicherung der komplexen thematischen Ansprüche sind zudem verschiedene Ingenieurgesellschaften (AiZ GmbH Zittau; DBI-EWI GmbH Blankenburg; BIUG mbH Freiberg), eine örtlich ansässige weitere wissenschaftliche Forschungsund Bildungseinrichtung (IHI Zittau), der regionale Abfallzweckverband (RAVON Schöpstal) sowie die Vertreter der zuständigen sächsischen Landesbehörden (RP Dresden – AS Bautzen) integriert worden. Der Projektbearbeitungszeitraum beträgt 3 Jahre.

Aufbauend auf dem derzeitigen Stand der Technik bei Oberflächenabdichtungen, den hierzu aktuell verfügbaren Testfeldergebnissen, ist das wissenschaftliche Ziel des Vorhabens die Erstellung einer praktikablen und wissenschaftlich untersetzten Handlungsempfehlung zur Bemessung und Konzipierung von Wasserhaushaltsschichten. Hierzu wurde auf der Deponie Bautzen/Nadelwitz eine neue Versuchsanlage (Lysimeteranlage) errichtet und ab dem 17.09.2007 betrieben. Es sollen ausgewählte, regional verfügbare Böden hinsichtlich der Veränderung des Wasserhaushalts in Abhängigkeit von bodenmechanischen Einflüssen/ Änderungen gestestet werden.

Die klimatologischen und wasserhaushaltlichen Parameter werden mit hoher zeitlicher Auflösung automatisch erfasst. Die Integration einer Beregnungsanlage an ausgewählten Lysimetern ermöglicht die Beaufschlagung von höheren jährlichen Niederschlagsmengen, wodurch die Einsatzgrenzen von Wasserhaushaltsschichten abgeschätzt werden können. Durch versuchsparallele halbjährliche Bodenprobenahmen in separat angelegten Aufgrabungsfeldern können die gemessenen Wasserhaushaltseffekte durch bodenspezifische Materialänderungen ergänzt und bewertet werden. Die Gesamtanlage besteht aus:

  • 10 Betonlysimeterbehältern, 1,5m Durchmesser, 1,0m, 1,6m, 2,0 und 3,0m tief, mit freiem Ausfluss des Drainage-Wassers
  • 10 Profilsonden Typ PR2/6 zur Messung des volumetrischen Wassergehaltes in 20 Meßrohren in Tiefen von 0-1m, 1-2m bzw 2-3m. Einige Messpunkte werden kontinuierlich betrieben, einige diskontinuierlich unter Einsatz eines HH2 Moisture Meters.
  • 6 Equitensiometer zur Messung des Wasserpotentials im Bereich 0-14.000hPa
  • 4 T8-Monitoring Tensiometer zur Messung des Wasserpotentials im Bereich 0-850hPa, besonders in den bewässerten Lysimetern; zusätzlich kann mit den T8-Tensioimetern die Temperatur gemessen werden. Die T8-Tensiometer sind über die tensioLINK-Schnittstelle mit dem Datenlogger verbunden, sodass Wasserpotential, Temperatur und Befüllzustand aufgezeichnet werden können.
  • 8 Pt1000-Sensoren zur Messung der Bodentemperatur
  • 10 Kippzähler aus Edelstahl, zur Erfassung des freien Lysimeterauslaufs, Auflösung 100ml.
  • Niederschlagsmesser, Edelstahl,
    0.1mm Auflösung
  • Datenerfassung basierend auf 10 MIRo-(Multi-Interface-Recorder) Datenloggern, zur Aufzeichnung von 88 analogen, 11 digitalen und 12 RS-485-Signalen. Die MIRo-Logger steuern auch die Bewässerung (4 Ventile)

Die Lysimeter sind mit zwei regional anstehenden Böden befüllt. Die Schichthöhen und die Verdichtungen variieren in den einzelnen Lysimetern.
Mit Hilfe einer automatischen Bewässerungseinheit können Regionen mit höherem jährlichen Niederschlag (bis max. 1000 mm/a) simuliert und somit die Leistungsfähigkeit der Wasserhaushaltsschichten getestet werden.

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