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Entwicklung einer neuen Wachs-Substrat-Struktur zur Anwendung in Gewächshäusern und Indoor Farmen auf Basis versiegelter regionaler Naturfasern

Die saisonunabhängige Versorgung mit regionalem, frischem Gemüse ist in unseren Breitengraden nur durch Gewächshäuser oder moderne Indoor-/Vertical Farms möglich. Die Effizienz dieser Anbautechniken ist um ein Vielfaches höher als im konventionellen Feldanbau durch die Kultivierung in hydroponischen Systemen, bei denen die Pflanzen in einem erdfreien Substrat wurzeln und mit einer bedarfsgerechten Nährlösung gezielt versorgt werden. Obwohl durch die Hydroponik kaum noch Pestizide eingesetzt werden sind die verwendeten Substrate wie Steinwolle, Kokossubstrate oder Torf nicht nachhaltig. Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines neuen, nachhaltigen Substrats basierend auf regional produzierten Naturfasern, welches die hohen Anforderungen der Hydroponik in Gewächshäusern und Indoor Farms erfüllt sowie rückstandslos kompostiert werden kann. Da die Naturfasern ähnlichen Reaktionen mit der Nährlösung wie Kokos- oder Torfsubstrate ausgesetzt wären, liegt die zentrale Innovation dieses Vorhabens in der Versiegelung der Naturfasern mit einem Biowachs auf CO2-Basis, welches die Fasern vor der Nährlösung schützt und den biologischen Abbauprozess verzögert, da sich das Biowachs erst unter Kompostierungsbedingungen abbaut. Im Vorhaben werden unterschiedliche Faser- und Wachszusammensetzungen systematisch unter kontrollierten Bedingungen sowie unter realen Kulturbedingungen untersucht, um die optimale Form sowie Strukturstabilität zur Anwendung sowohl im Gewächshaus als auch als Haltesystem für die Indoor Farm herauszufinden. Die neue Wachs-Substrat-Struktur soll vergleichbar gute Kultivierungsbedingungen zu Steinwolle erreichen und gleichzeitig dessen Nachteile eliminieren, womit große Mengen an Steinwolleabfällen und notwendiger Energie in Zukunft vermieden werden können.

Bodenabbau, Trockenabbau im Landkreis Nienburg/Weser

Geodaten der Flächen im Landkreis Nienburg/Weser, die sich im Trockenabbau befinden. Begriff Trockenabbau: Bei dieser Abbaumethode wird bei der Gewinnung der Bodenschätze kein Grundwasser freigelegt. Im Landkreis Nienburg/Weser findet Trockenabbau ausschließlich im Übertagebau statt. Untertagebau zur Gewinnung von tiefer liegenden Rohstoffen, wie z.B. Kohle oder Salz findet im Landkreis derzeit nicht statt. Im Landkreis Nienburg/Weser wird im Trockenabbauverfahren hauptsächlich Sand und Kies sowie Torf in den Hochmooren Lichtenmoor, Borsteler Moor und Siedener Moor sowie im Großen Moor bei Uchte abgebaut. Der einzige Steinbruch des Landkreises befindet sich in der Gemarkung Münchehagen.

Beitraege zur Selbsterhitzung von Torf

Untersuchung der Veraenderung der Mikroflora vor, waehrend und nach der Selbsterhitzung von Torf. Simulierung der Selbsterhitzung im Laborversuch unter kontrollierten Bedingungen. Untersuchung des Stoffwechsels von thermophilen Torforganismen, Isolierung und Charakterisierung von pflanzenwirksamen Stoffen, die bei der Selbsterhitzung von Torf entstehen.

Einflussfaktoren für die Tragfähigkeit von Stahlrammpfählen

Rückverankerung mit Stahlrammpfählen Einflussfaktoren für geringe Tragfähigkeiten Es sollen Einflussfaktoren für die Tragfähigkeit von Stahlrammpfähle herausgefunden und ggf. in den einschlägigen und in der Fachwelt anerkannten Empfehlungen (EAP) neu formuliert werden. Aufgabenstellung und Ziel Im Zuge der Errichtung des neuen Schiffshebewerks Niederfinow sollten die Uferwände des Unteren Vorhafens mit Stahlrammpfählen rückverankert werden. Im Baugrundgutachten (aus dem Jahr 2001) wurde der Baugrund bewertet und es wurden für die verschiedenen Bodenarten u. a. Bruchwerte der Mantelreibung für Stahlrammpfähle empfohlen. Diese Werte befinden sich im Bereich der üblichen Erfahrungswerte und entsprechen auch jenen nach der aktuellen EA-Pfähle (2012). Zur Verifikation der empfohlenen Bruchwerte wurden statische Probebelastungen an insgesamt 6 lotrechten Stahlrammpfählen durchgeführt. Hierbei konnten keine ausreichenden Tragfähigkeiten nachgewiesen werden. Die nachgewiesenen Tragfähigkeiten liegen lediglich zwischen 17 % und 49 % der geplanten Prüflast. Zur Ursachenanalyse wurden zusätzliche Baugrundaufschlüsse ausgeführt. Diese bestätigten den Schichtenaufbau gemäß Baugrundgutachten, d. h., Torf unterlagert von gleichförmigen Feinsanden und zur Tiefe hin gröberen Sanden. Ferner wurden die Rammprotokolle gesichtet, die Stahlrammpfähle ausgebaut und visuell begutachtet. Es konnten keine Auffälligkeiten festgestellt werden, die die geringe Lastaufnahme unmittelbar erklären könnten. Die Ursachen bzw. die Einflussfaktoren für die geringe Tragfähigkeit der Stahlrammpfähle sollen herausgefunden werden. Je nach Ergebnis sind die bisherigen Erfahrungswerte in den einschlägigen und in der Fachwelt anerkannten Empfehlungen (EAP) neu zu formulieren. Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) Stahlrammpfähle sind ein übliches und bewährtes Verankerungselement bei Bauprojekten der WSV sowie generell im Hafenbau. Beim Torinstandsetzungsdock in Brunsbüttel sind Stahlrammpfähle für die Sohlverankerung geplant. (Wegen des Betonangriffs gibt es dort keine anderen Rückverankerungsarten nach DIBt-Zulassung.) Zwischenzeitlich bereits hergestellte Verankerungen der Uferwände der Verladekaje mit Stahlprofilen zeigten im Gegensatz zum Untersuchungsbereich in Niederfinow die in Brunsbüttel zu erwartenden guten Tragfähigkeiten. Die Untersuchungsergebnisse sollen eine sichere und fundierte Bemessungsgrundlage für die Anwendung von Verankerungen mittels Stahlrammpfählen ermöglichen. Untersuchungsmethoden An drei identischen Stahlrammträgern sind dynamische Messungen während der Einbringung sowie statische Probebelastungen im Bereich des Baufeldes erfolgt. Sowohl der Einbringvorgang sowie die Durchführung der Probebelastung wurden eng begleitet, die erzielten geringen Tragfähigkeiten bestätigen die Phänomene der vorhergegangenen Probebelastungen. Zusätzliche Baugrundaufschlüsse im Nahbereich der Probebelastungsstandorte dienen der Bewertungsmöglichkeit der unmittelbaren Baugrundverhältnisse sowie der Herleitung spezifischer numerischer Stoffparameter. Eine messtechnische Instrumentation mittels Faseroptik wurde durchgeführt und hat weitere Daten zur Bewertung der Probebelastungsergebnisse geliefert. Mit numerischen Methoden soll der Einbringvorgang simuliert werden, um die maßgeblichen Einflussfaktoren herauszuarbeiten sowie das Prozessverständnis zu verbessern.

Pollen- und makrofossilanalytische sowie vegetationskundliche Untersuchungen an ausgewaehlten Mooren im Bereich des Allgaeus und des Kleinen Walsertals

Ueber suedliches Allgaeu und Kleines Walsertal liegen noch keine vegetationsgeschichtlichen und noch kaum vegetationskundliche Mooruntersuchungen vor, hier klafft insofern noch eine Luecke zwischen weit besser untersuchten, viel weiter westlich und weiter oestlich gelegenen schweizerischen, bayerischen und oesterreichischen Randalpengebieten. Die Moore reichen im Gebiet von der montanen bis in die subalpine Hoehenstufe, sind teils als Hang-, teils als Sattel- und z. T. auch als Muldenmoore entwickelt; sie tragen teilweise den Charakter von Bergkiefern-Hochmooren, teilweise den von Rasensimsen- oder Kleinseggenmooren. Aehnlich unterschiedlich ist auch ihr Alter, das - bei Torfmaechtigkeiten zwischen 1 und 7 m - nach den bislang vorliegenden Befunden z. T. ans Spaetglazial heranreicht, teilweise aber auch nur ein bis hoechstens zwei Jahrtausende umfasst. Damit besteht Aussicht, neben vegetationskundlichen und moorentwicklungsgeschichtlichen Befunden auf pollenanalytischem Wege (sowie mit ergaenzenden 14 C-Datierungen) auch zu Aussagen ueber die Landschaftsentwicklung des Gebiets seit dem Rueckzug der Wuermgletscher sowie zu vertieften wald-, vegetations- und siedlungsgeschichtlichen Erkenntnissen zu kommen.

Ertragssteigerung, Massenproduktion und Ausbringung von Saatgut als Start für den großflächigen Anbau von Torfmoos-Biomasse in Paludikultur, Teilvorhaben 1: Produktivitätssteigerung von Torfmoosen auf Provenienz- und Artebene durch Feldtests

Torfmoos-Paludikultur bietet die einzigartige Möglichkeit, die CO2-Emissionen aus den Moorböden durch Wiedervernässung auf null zu reduzieren, die Verwendung von fossilem Torf zu beenden und gleichzeitig die Verfügbarkeit von hochwertigen Substratrohstoffen für den Erwerbsgartenbau sicherzustellen. Der erste Teil in der Produktionskette beim Torfmoos-Anbau ist die Herstellung von Saatgut. Im Vorgängerprojekt MOOSzucht wurde eine Methode zur axenischen Vermehrung von vegetativem Ausgangsmaterial in Bioreaktoren entwickelt - ein technologischer Durchbruch. Im geplanten Verbundprojekt MOOSstart soll der Herstellungsprozess etabliert werden, um im Anschluss kommerzialisiert werden zu können. Dafür ist die Entwicklung eines low-cost-Bioreaktors auf Basis der bisherigen Erfahrungen geplant. Zukünftig kann die Saatgutproduktion dezentral in den Regionen erfolgen, die für den Torfmoos-Anbau geeignet sind (v. a. Hochmoorbereichen NW-DE und Alpenvorland). Deshalb ist im Verbundvorhaben MOOSstart geplant, einen ersten low-cost-Bioreaktor in einem potentiellen Produktionsbetrieb in Niedersachsen aufzustellen und hier einen ersten Testlauf durchzuführen. Da sich die Struktur des im Bioreaktor produzierten Saatgutes maßgeblich von den bisher verwendeten, zerkleinerten Torfmoosen unterscheidet, ist eine Anpassung bzw. Neuentwicklung einer Ausbringtechnik notwendig. Für die Rentabilität des Torfmoos-Anbaus sind die Ernteerträge bedeutend. Deshalb ist im geplanten Vorhaben die Torfmoos-Produktivität ein weiterer Fokus, die mit bewährten und neuartigen Ansätzen erhöht bzw. validiert werden soll. Die angestrebten Projektergebnisse sollen zur Transformation hin zu einer klimaneutralen Moornutzung und Substratwirtschaft beitragen und so die Vorreiterrolle Deutschlands hinsichtlich Torfmoos-Anbau und der Produktion von Substraten stärken.

Entwicklung einer neuen Wachs-Substrat-Struktur zur Anwendung in Gewächshäusern und Indoor Farmen auf Basis versiegelter regionaler Naturfasern, Teilvorhaben 3: Erforschung regionaler Naturfasern für innovative Wachs-Substrat-Strukturen

Die saisonunabhängige Versorgung mit regionalem, frischem Gemüse ist in unseren Breitengraden nur durch Gewächshäuser oder moderne Indoor-/Vertical Farms möglich. Die Effizienz dieser Anbautechniken ist um ein Vielfaches höher als im konventionellen Feldanbau durch die Kultivierung in hydroponischen Systemen, bei denen die Pflanzen in einem erdfreien Substrat wurzeln und mit einer bedarfsgerechten Nährlösung gezielt versorgt werden. Obwohl durch die Hydroponik kaum noch Pestizide eingesetzt werden sind die verwendeten Substrate wie Steinwolle, Kokossubstrate oder Torf nicht nachhaltig. Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines neuen, nachhaltigen Substrats basierend auf regional produzierten Naturfasern, welches die hohen Anforderungen der Hydroponik in Gewächshäusern und Indoor Farms erfüllt sowie rückstandslos kompostiert werden kann. Da die Naturfasern ähnlichen Reaktionen mit der Nährlösung wie Kokos- oder Torfsubstrate ausgesetzt wären, liegt die zentrale Innovation dieses Vorhabens in der Versiegelung der Naturfasern mit einem Biowachs auf CO2-Basis, welches die Fasern vor der Nährlösung schützt und den biologischen Abbauprozess verzögert, da sich das Biowachs erst unter Kompostierungsbedingungen abbaut. Im Vorhaben werden unterschiedliche Faser- und Wachszusammensetzungen systematisch unter kontrollierten Bedingungen sowie unter realen Kulturbedingungen untersucht, um die optimale Form sowie Strukturstabilität zur Anwendung sowohl im Gewächshaus als auch als Haltesystem für die Indoor Farm herauszufinden. Die neue Wachs-Substrat-Struktur soll vergleichbar gute Kultivierungsbedingungen zu Steinwolle erreichen und gleichzeitig dessen Nachteile eliminieren, womit große Mengen an Steinwolleabfällen und notwendiger Energie in Zukunft vermieden werden können.

Mittlere Wärmeleitfähigkeit Brandenburg

Diese Karten basieren auf den Legendeneinheiten der Bodenübersichtskarte (BÜK300) mit entsprechender Zuordnung von parametrisierten Flächenbodenformen. Diese stellen je Legendeneinheit eine Bodenformengesellschaft dar. Die einzelnen Flächenbodenformen (FBF) wurden mit bodenphysikalischen Kennwerten belegt, die durch Gelände-und Laboruntersuchungen bestimmt wurden. Dazu wurden für gleiche Horizont-Substrat-Kombinationen (HSK) die Kennwerte Bodenart Trockenrohdichte, Gesamtporenvolumen, Wassergehalt bei Feldkapazität (FK) und Permanentem Welkepunkt (PWP), Humusgehalt statistisch abgeleitet (i.d.R. Medianwerte). Die Wärmeleitfähigkeit (λ) bestimmt die Eigenschaft des Bodens, thermische Energie durch Konduktion zu transportieren. Sie ist die entscheidende Kenngröße für die Nutzung des Bodens als Wärmequelle und -speicher und muss u.a. bei der Anwendung oberflächennaher Geothermie (Erdwärmekollektoren) oder beim Bau erdverlegter Stromkabel berücksichtigt werden. Zur Berechnung der Wärmeleitfähigkeit wurde die Pedotransferfunktion (PTF) nach Markert et al. (2017) unter Berücksichtigung der oben genannten Kennwerte verwendet. Diese PTF basiert auf umfangreichen Messungen der Wärmeleitfähigkeit für ein weites Spektrum der in Brandenburg vorkommenden Böden. Für jede HSK ist die Wärmeleitfähigkeit für die Wassergehalte bei FK und PWP bis in eine Tiefe von 2m berechnet worden. Bei HSK im Einflussbereich des Grundwassers (Gr-Horizonte) wurde die Wärmeleitfähigkeit für volle Wassersättigung veranschlagt. Auf Grund der Parametrisierung der PTF für ausschließlich mineralische Böden wurden folgende Anpassungen vorgenommen: für organische HSK (Torfe) wurde mit einer Wärmeleitfähigkeit von λFK = 0,4 W/m*K und λPWP = 0,2 W/m*K gerechnet (Vgl. Messwerte von Markert et al. 2017; VKR 1.32 AG Boden 2010), für tonige Böden sind auf Grund der geringen Datenlage die Parameter der lehmigen Böden verwendet worden, der Humusgehalt wurde durch λhumos = λmineralisch – Humusgehalt*0,05 berücksichtigt. Für HSK mit anthropogenem Ausgangsgestein war auf Grund unzureichender Messwerte und fehlender Angaben in der Literatur keine Berechnung der Wärmeleitfähigkeit möglich. Die Wärmeleitfähigkeit je Flächenbodenform ist in diesem Fall als gewichtetes harmonisches Mittel unter Berücksichtigung der Mächtigkeit aller Horizonte ermittelt worden. Zur besseren Übersichtlichkeit und Interpretierbarkeit der Ergebnisse wurden die gewichteten harmonischen Mittelwerte der Wärmeleitfähigkeiten in die folgenden 6 Klassen eingeteilt: Wärmeleitfähigkeit [W/m*K] extrem gering ≤ 0,4 sehr gering 0,41 - 0,90 gering 0,91 - 1,40 mittel 1,41 - 1,90 hoch 1,91 - 2,40 sehr hoch 2,41 - 2,90 Für die grafische Darstellung als Karte wurden je Legendeneinheit (LE) die Flächenbodenformen mit gleicher Wärmeleitfähigkeitsklasse zusammengefasst, deren Flächenanteile nach Tab. 66 (AG Boden 2005) je LE addiert und als eine aggregierte dominante, sowie eine aggregiert subdominante λ-FBF ausgewiesen. Bei einigen wenigen Flächen mit sehr heterogener Zusammensetzung der Flächenbodenformen sind drei λ-FBF angegeben.

Moorkartierung Hamburg

Der Datensatz beschreibt die Ergebnisse der Hamburger Moorkartierung aus dem Jahr 2016. Es werden die Verbreitung von Torfvorkommen und Mooren im Hamburger Raum in einer Karte dargestellt und die Mächtigkeit der oberflächennahen anstehenden Torfschichten in den Hamburger Mooren beschrieben. Der Datensatz besteht aus 4 Layern. Layer 1 zeigt die Moorböden Hamburgs. Layer 2 zeigt die im ersten Meter unter einer geringen Bedeckung vorkommenden Böden mit Torfen. Das 3. Layer zeigt Orte mit Torfschichten im tieferen Untergrund. Layer 4 zeigt Gebiete mit Aufschüttungen, die die natürlichen Böden überdecken.

Geringleiterblöcke Hamburg

Geringleiterblöcke auf der Hamburger Geest Die saale- und weichselkaltzeitlichen Eisvorstöße vor 300.000 bis 10.000 Jahren hinterließen neben Sand- und Schmelzwasserablagerungen eine ausgedehnte Moränenlandschaft, die auf der Hamburger Geest durch Geschiebelehme und Geschiebemergel (Tills) - das sind meist wasserstauende Geringleiter mit zum Teil über 30 Meter Mächtigkeit - charakterisiert werden kann. Die dargestellten Geringleiterblöcke sollen hierbei eine weitgehende Verdrängung von grundwasserleitenden Anteilen in den oberflächennahen Deckschichten darstellen. Durch die Sichtung der meisten Bohrungen mit einer Blockbildung bis zu einer Mindesttiefe oder – mächtigkeit von 10 Metern wird eine gute Geometrie dieser Blöcke abgebildet. Definition: Die oberflächennahen Deckschichten werden von wasserhemmenden Geringleitern bis mindestens zu einer Tiefe von circa 10 Metern (Unterkante unter Gelände) aufgebaut. Innerhalb dieser Deckschichten ist das Vorhandensein des ersten Hauptgrundwasserleiters unwahrscheinlich oder weitgehend ausgeschlossen. Lokal sind Überlagerungen von geringmächtigen Sandfolgen bis 5 Meter (gelb mit Schraffur) oder hydraulisch durchlässige geologische Fenster (Grundwasserleiter = gelb punktiert) möglich. Sand- oder Schuttauflagen bis zu einer Mächtigkeit von 2 Metern bleiben hierbei unberücksichtigt. Hinweis: für das oberflächennahe Grundwasser bedeutet dies, dass sich hier die Druckspiegel nicht ungehindert auf das Niveau in den Gleichenplänen im Geoportal ausdehnen können; siehe URL: https://www.hamburg.de/politik-und-verwaltung/behoerden/bukea/themen/wasser/grundwasser/gwgleichen-175968 In der Marsch erreichen Mächtigkeiten der wasserstauenden Deckschichten (Klei, Torf, Mudden) nur selten 10 m und wurden hier nicht berücksichtigt.

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