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Gründungen von Windenergieanlagen auf jungen Tagebaukippen, Teilvorhaben: Innovative Tragwerksplanung

Rekultivierte Flächen ehemaliger Braunkohletagebaue sind für die Errichtung von Windparks aus verschiedenen Gründen attraktiv, setzt jedoch bisher eine Wartezeit von 10 bis 15 Jahren voraus. Ziel des Projekts ist es, die Gründung von WEA auf rekultivierten Flächen von Tagebaukippen deutlich früher als bisher zu ermöglichen. Auf der Basis eines Feldversuchs und numerischer Simulationen wird ein Konzept entwickelt, mit Hilfe dessen die Eignung eines Standortes für eine frühzeitige WEA-Gründung zuverlässig eingeschätzt werden kann. Kern dieses Konzepts ist eine zielführende optimierte Erkundung des Kippenuntergrundes sowie dessen Abbildung in einem adäquaten numerischen Modell, welches Prognosen der zeitlichen Entwicklung der Setzungen und Schiefstellungen unter Berücksichtigung aller relevanten Prozesse im Kippenkörper erlaubt. Neben den Konsolidierungs- und Kriechverformungen ist insbesondere die aus der dynamischen Windeinwirkung resultierende akkumulierte Verdichtung des Bodens im Nahbereich der Gründung zu nennen, die nur durch spezielle Akkumulationsmodelle abgebildet werden kann. Des Weiteren wird im Rahmen des Projekts numerisch untersucht, inwiefern Monopile-Gründungskonzepte aus dem Offshore-Bereich herangezogen werden können. JBO beteiligt sich an dem Vorhaben mit seinen Kompetenzen im Bereich der Offshore-Tragwerksplanung (z.B. Monopiles). JBO untersucht die Möglichkeit einer Gründung (z.B. Monopfahl) auf jungen Tagebaukippen unter den Gesichtspunkten der Standsicherheit, der Schiefstellungsbegrenzung und Aspekten der Umsetzbarkeit. Zuden bereitet JBO generische Markov-Matrizen von einer Windenergieanlage für die speziellen Standortbedingungen auf.

Optimierung urbaner Baumstandorte

Stadtbäume tragen wesentlich zur Lebensqualität in urbanen Räumen bei, sind jedoch häufig ungünstigen Bedingungen wie Bodenverdichtung und Wassermangel ausgesetzt. Ihre Lebenserwartung und Vitalität sind daher in der Stadt deutlich reduziert. Ein entscheidender Faktor für ihre Vitalität ist die Bodenbeschaffenheit. Das Forschungsprojekt „OptUrBaum“ verfolgt das Ziel, die Bodenbedingungen für Stadtbäume nachhaltig zu verbessern, um deren Vitalität und Lebensdauer zu erhöhen. Im Mittelpunkt stehen dabei die Weiterentwicklung der Bodensanierung mit Druckluftlanzen sowie die Optimierung von Baumsubstraten mit Pflanzenkohle, insbesondere im Hinblick auf Wasserspeicherung und Kapillarwirkung. Aufbauend auf den Ergebnissen des Projektes SanUrBaum werden Untersuchungen zur Druckluftlanzensanierung mit neuen Varianten durchgeführt. Darüber hinaus ist die Entwicklung einer digitalen Plattform geplant, die den Erfahrungsaustausch zwischen den Anwendern zum Einsatz der Druckluftlanze ermöglicht und langfristige Auswirkungen dokumentiert. Zur Optimierung von Baumsubstraten werden Labor- und Feldstudien hinsichtlich der Wasserspeicherfähigkeit und dem kapillaren Aufstieg durchgeführt. Ziel ist es, durch die Entwicklung standardisierter Verfahren bei der Druckluftlanzensanierung und die gezielte Anpassung der Substratmischungen die Widerstandsfähigkeit von Stadtbäumen gegenüber den Herausforderungen des urbaner Lebensräume zu erhöhen. Das Projekt leistet damit einen wichtigen Beitrag zur Erhaltung und Förderung grüner, lebenswerter Städte.

Gründungen von Windenergieanlagen auf jungen Tagebaukippen

Rekultivierte Flächen ehemaliger Braunkohletagebaue sind für die Errichtung von Windparks besonders attraktiv, da diese üblicherweise in größerer Entfernung zu Wohnbebauung liegen und die Windenergieanlagen (WEA) daher eine größere Akzeptanz in der Bevölkerung erfahren. Allerdings müssen diese Flächen nach Herstellung durch den Tagebau in der Regel 10 bis 15 Jahre liegen, um bergschadensrelevante Setzungsprozesse auszuschließen. Das hier vorgeschlagene Forschungsvorhaben setzt sich zum Ziel, die Gründung von WEA auf rekultivierten Flächen von Tagebaukippen deutlich früher als bisher zu ermöglichen. Herausforderungen stellen dabei die großen Mächtigkeiten und der hinsichtlich des Materialbestands inhomogene Aufbau der Abraumschüttungen dar. Auf der Basis eines Feldversuchs und numerischer Simulationen wird ein Konzept entwickelt, mit Hilfe dessen die Eignung eines Standortes für eine frühzeitige WEA-Gründung zuverlässig eingeschätzt werden kann. Kern dieses Konzepts ist eine zielführende optimierte Erkundung des Kippenuntergrundes sowie dessen Abbildung in einem adäquaten numerischen Modell, welches Prognosen der zeitlichen Entwicklung der Setzungen und Schiefstellungen unter Berücksichtigung aller relevanten Prozesse im Kippenkörper erlaubt. Neben den Konsolidierungs- und Kriechverformungen sind insbesondere die aus der dynamischen Windeinwirkung resultierende akkumulierte Verdichtung des Bodens im Nahbereich der Gründung zu nennen, die nur durch spezielle Akkumulationsmodelle abgebildet werden kann. Des Weiteren wird im Rahmen des Projekts numerisch untersucht, inwiefern Gründungskonzepte aus dem Offshore-Bereich, insbesondere das Einvibrieren von Einzelpfählen großen Durchmessers (sog. Monopiles) in den Kippenboden, zur frühzeitigen Gründung von WEA herangezogen werden können. Bei diesen Untersuchungen ist es insbesondere erforderlich, die Änderungen des Zustands des locker gelagerten bzw. weichen Bodens infolge der Pfahlinstallation zu berücksichtigen.

Gründungen von Windenergieanlagen auf jungen Tagebaukippen, Teilvorhaben: Laboruntersuchungen, numerische Modellierung und Konzept für Windenergieanlagen auf jungen Tagebaukippen

Rekultivierte Flächen ehemaliger Braunkohletagebaue sind für die Errichtung von Windparks besonders attraktiv, da diese üblicherweise in größerer Entfernung zu Wohnbebauung liegen und die Windenergieanlagen (WEA) daher eine größere Akzeptanz in der Bevölkerung erfahren. Allerdings müssen diese Flächen nach Herstellung durch den Tagebau in der Regel 10 bis 15 Jahre liegen, um bergschadensrelevante Setzungsprozesse auszuschließen. Das hier vorgeschlagene Forschungsvorhaben setzt sich zum Ziel, die Gründung von WEA auf rekultivierten Flächen von Tagebaukippen deutlich früher als bisher zu ermöglichen. Herausforderungen stellen dabei die großen Mächtigkeiten und der hinsichtlich des Materialbestands inhomogene Aufbau der Abraumschüttungen dar. Auf der Basis eines Feldversuchs und numerischer Simulationen wird ein Konzept entwickelt, mit Hilfe dessen die Eignung eines Standortes für eine frühzeitige WEA-Gründung zuverlässig eingeschätzt werden kann. Kern dieses Konzepts ist eine zielführende optimierte Erkundung des Kippenuntergrundes sowie dessen Abbildung in einem adäquaten numerischen Modell, welches Prognosen der zeitlichen Entwicklung der Setzungen und Schiefstellungen unter Berücksichtigung aller relevanten Prozesse im Kippenkörper erlaubt. Neben den Konsolidierungs- und Kriechverformungen sind insbesondere die aus der dynamischen Windeinwirkung resultierende akkumulierte Verdichtung des Bodens im Nahbereich der Gründung zu nennen, die nur durch spezielle Akkumulationsmodelle abgebildet werden kann. Des Weiteren wird im Rahmen des Projekts numerisch untersucht, inwiefern Gründungskonzepte aus dem Offshore-Bereich, insbesondere das Einvibrieren von Einzelpfählen großen Durchmessers (sog. Monopiles) in den Kippenboden, zur frühzeitigen Gründung von WEA herangezogen werden können. Bei diesen Untersuchungen ist es insbesondere erforderlich, die Änderungen des Zustands des locker gelagerten bzw. weichen Bodens infolge der Pfahlinstallation zu berücksichtigen.

Fortentwicklung des Konzeptes 'Konservierende Bodenbearbeitung' als eine Voraussetzung fuer den Bodenschutz bei der Landbewirtschaftung

1. Ziel des Projektes: Standort- und fruchtfolgespezifische Reduzierung der Bodenbearbeitungsintensitaet im Hinblick auf Kosteneinsparung, Minderung von Bodenerosionen und Vorbeugung von Bodenverdichtungen. 2. Forschungsinhalte: Unter Einbeziehung einer kritischen Analyse der Ansprueche der Pflanzen an den physikalischen Bodenzustand und unter Beruecksichtigung der Ackerbegleitflora wird die Weiterentwicklung von Verfahren der konservierenden Bodenbearbeitung fuer ganze Fruchtfolgen und deren Einfuehrung und Ueberpruefung in der Praxis durch Feldversuche vorgenommen.

Bewirtschaftung von Stieleichen-Mischwäldern auf Nassstandorten, Teilvorhaben 2: Wasserhaushalt

Bewirtschaftung von Stieleichen-Mischwäldern auf Nassstandorten

Bewirtschaftung von Stieleichen-Mischwäldern auf Nassstandorten, Teilvorhaben 1: Waldbau und Ökonomie

Bewirtschaftung von Stieleichen-Mischwäldern auf Nassstandorten, Teilvorhaben 3: Dendrochronologie

Mechanische Unkrautbekämpfung in herbizidfreien, regenerativen no-till Ackerbau- und Lebendmulchsystemen

Im Forschungsprojekt 'Mechanische Unkrautbekämpfung in herbizidfreien, regenerativen no-till Ackerbau- und Lebendmulchsystemen (DiNoHerb)' sollen regenerative Ackerbausysteme mit Direktsaatverfahren in der Ackerbaupraxis realisierbar werden und sich lohnen. Folgende Ziele werden angestrebt: - Gleich hoher Ertrag und mindestens gleich hohe Ertragsqualität im Vergleich zu betriebsüblichen, auf Bodenbearbeitung basierenden Anbausystemen - Senkung der Verfahrenskosten (weniger Anschaffungsinvestitionen, Betriebsstoffe, Arbeitszeit u.a.) um rd. 25% bei Verzicht auf Bodenbearbeitung - Direktsaat unter Verzicht auf Herbizide aller Art - Ersatz durch effiziente mechanische Verfahren ohne Bodeneingriff - Erzielung ökologischer Vorteile durch eine ressourcenschonende Bodenbewirtschaftung als Beitrag zu einer nachhaltigen Landwirtschaft: Reduktion von Wind-/Wassererosion sowie Verschlämmung, Verbesserung von Bodenstruktur und Artenvielfalt auf und im Boden, Verminderung von Bodenverdichtungen, höhere Bodeninfiltrationsleistung, erhöhte CO2-Speicherkapazität, verbesserte Resilienz der Anbausysteme - Erhöhung der Biodiversität infolge eines verbesserten Nahrungsspektrums im Oberboden für die Tierwelt. Dazu sollen in Zusammenarbeit zwischen TH Köln, Lemken GmbH & Co. KG, DSV Deutsche Saatveredelung AG sowie RWZ Raiffeisen Waren-Zentrale Rhein/Main eG folgende Arbeitspakete umgesetzt werden: AZ1 Entwicklung einer effizienten Technologie zur Regulierung von Unkräutern, Ungräsern, Zwischenfrüchten und Untersaaten in Direktsaat-Lebendmulchsystemen. AZ2 Erprobung und Validierung geeigneter Zwischenfruchtmischungen mit Abstimmung auf die Gerätetechnik. AZ3 Erprobung und Validieren geeigneter Untersaaten- und Beisaatenmischungen sowie eines Managementkonzeptes für Unter- und Beisaaten.

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