DE19652276C2

DE19652276C2 - Substratschichtaufbau und Verfahren zum Begrünen von geneigten Flächen, insbesondere Haldenoberflächen

Info

Publication number: DE19652276C2
Application number: DE19652276A
Authority: DE
Inventors: Wilm-Uwe Schroer; Rainer Schoppmann
Original assignee: PRO BODEN WILM SCHROER GmbH
Current assignee: PRO BODEN WILM SCHROER GmbH
Priority date: 1996-12-16
Filing date: 1996-12-16
Publication date: 1999-03-18
Anticipated expiration: 2016-12-17
Also published as: DE19652276A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Substrat schichtaufbau und ein Verfahren zum Begrünen von geneigten Flächen, insbesondere Haldenoberflächen, wobei eine Keimschicht mit mineralischen und organischen Zuschlagstoffen sowie Saatgut vorgesehen ist bzw. auf die Flächen aufgebracht wird.

Bei der Aufarbeitung von Industriebrachen ist es nur in den seltensten Fällen möglich, überirdische Halden zu beseitigen. Daher wird versucht, die Haldenoberflächen zu begrünen. Hiermit wird nicht nur ein besserer optischer Eindruck der Halden oberflächen angestrebt, sondern auch versucht, eine Erosion der Haldenoberflächen, bei der Schadstoffe freigesetzt werden kön nen, zu stoppen beziehungsweise von vornherein zu unterbinden.

Die zu den Halden aufgeschütteten Materialien sind häufig nicht zu einer direkten Begrünung, das heißt zu einer direkten Bepflanzung oder Aussaat geeignet, da ihre Zusammensetzung keine geeigneten Nährstoffe, sondern vielmehr Schadstoffe für die anzusiedelnden Pflanzen und insbesondere deren Wurzelwerk umfaßt. So können verschiedene Halden nur begrünt werden, wenn ein Substrat auf die Haldenoberflächen aufgebracht wird, das den Pflanzen Nährstoffe zur Verfügung stellt und die Ausbildung eines Wurzelwerks ermöglicht. Ein typisches Beispiel hierfür ist das Begrünen einer Müllhalde, wobei die Haldenoberflächen zunächst mit einer Erdschicht bedeckt werden, bevor dann in dieses Substrat Saatgut eingebracht wird. Für verschiedene Halden stellt das Abdecken mit Erde aber keine realistische Möglichkeit dar, da die Haldenoberflächen Neigungswinkel von 30° und mehr aufweisen, so daß aufgebrachte Erde von den Haldenober flächen sofort wieder abrutschen oder von Regenwasser herunter gewaschen würde.

Ein Verfahren und ein Substratschichtaufbau der eingangs be schriebenen Art zum Begrünen von geneigten Flächen, insbesondere Haldenoberflächen sind aus der DE 36 20 814 A1 bekannt.

Aus der DE 41 00 581 A1 ist ein Substratschichtaufbau bekannt, bei dem unter einer Keimschicht eine Drainageschicht aus groben, flächigen und zu einem Formkörper vulkanisierten Gummiteilchen angeordnet ist.

Weitere Substratschichtaufbauten mit einer Keimschicht sind aus der AT 380 379 B, der DE 44 18 499 C2, der EP 0 183 639 A1 und der DE 93 10 557 U1 bekannt.

Keiner der bekannten Substratschichtaufbauten behindert jedoch in ausreichendem Maße ein Eindringen sowohl des Wurzelwerks als auch von Sickerwasser aus der jeweiligen Keimschicht in die zu begrünende Fläch bzw. Halde. Die bekannten Substratschichtauf bauten sind weiterhin nicht zum Aufbringen auf stärker geneigte Flächen geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Substratschichtaufbau und ein Verfahren zum Begrünen von geneigten Flächen, insbesondere Haldenoberflächen, der eingangs beschriebenen Art aufzuzeigen, die auch zum Begrünen von Halden aus pflanzen schädigenden Materialien und von Flächen mit großen Neigungen geeignet sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale gemäß Anspruch 1 und durch die kennzeichnenden Merkmale gemäß Anspruch 12 gelöst.

Die Sperrschicht mit den groben flächigen Teilchen bildet eine Sperre zwischen den Substanzen unterhalb der geneigten Fläche, das heißt insbesondere den zu einer Halde aufgehäuften Materia lien, und der Keimschicht. Kleinere Teilchen der Sperrschicht nivellieren die geneigte Fläche, das heißt, Unebenheiten und Vertiefungen in der Oberfläche werden ausgeglichen. Die groben flächigen Teilchen ordnen sich beim Aufbringen der Sperrschicht automatisch im oberen Bereich der Sperrschicht an und bilden eine Art Schindeldach aus. Hierdurch wird erreicht, daß Regenwasser im wesentlichen über die groben flächigen Teilchen abläuft, statt in die Halde einzudringen und dort beispielsweise umweltbelastende Substanzen auszuwaschen. Gleichzeitig behindert die Sperrschicht das frühe Eindringen von Wurzelwerk aus der Keimschicht bis in die Halde; zumindest ist die Wahrschein lichkeit, daß Wurzeln bis in die Halde eindringen und die zu den Wurzeln gehörenden Pflanzen dadurch in Mitleidenschaft gezogen werden, äußerst gering. Neben den schindelförmig an der Außenseite der Sperrschicht angeordneten groben flächigen Teilchen greifen einige grobe flächige Teilchen auch quer durch die Sperrschicht hindurch und verankern derart die Sperrschicht an Unebenheiten der darunter befindlichen geneigten Fläche.

Die im wesentlichen von den groben flächigen Teilchen der Sperr schicht gebildete Außenseite der Sperrschicht ist zwar relativ gleichmäßig, sie weist aber eine ausreichende Strukturierung auf, um der Keimschicht Halt zu bieten. Die Keimschicht umfaßt mineralische und organische Zuschlagstoffe zur Nährstoffver sorgung der anzusiedelnden Pflanzen und in der Regel das Saatgut, sofern nicht mit einem starken Anflug von geeignetem Saatgut aus der Umgebung gerechnet werden kann. Den minera lischen Zuschlagstoffen kommt neben der Nährstoffversorgung auch die Aufgabe zu, den Wasserhaushalt der Keimschicht für das Saatgut beziehungsweise die sich daraus entwickelnden Pflanzen zu regulieren. Bei dem Saatgut kann es sich beispielsweise um Grassamen, Hülsen- oder Körnerfrüchte handeln. Typischerweise wird das Saatgut in einem Anteil von weniger als 3 Vol.-% der Keimschicht beigemischt. Bei feinteiligem Saatgut, wie Gras samen, beträgt der Anteil typischerweise sogar deutlich weniger als 1 Vol.-%. Wenn hier oder an anderer Stelle der Beschreibung der Erfindung eine Angabe in Vol.-% gemacht wird, so bezieht sich diese Angabe auf die Ausgangsvolumina vor dem Mischen der jeweiligen Schicht. Beim Mischen der Schicht ergibt sich typischerweise ein Endvolumen, das geringer ist als die Summe der Ausgangsvolumina.

Die Sperrschicht kann eine minimale mittlere Schichtdicke senkrecht zu der zu begrünenden Fläche von 8 cm oder von 10 cm aufweisen. Bevorzugt ist jedoch eine minimale mittlere Schichtdicke von 10 cm, wobei die Schichtdicke auch lokal nicht unter 7 cm abfällt. Zum Begrünen von Halden aus Materialien, die sich gegenüber Wurzelwerk von Pflanzen besonders aggressiv verhalten kann die mittlere Schichtdicke der Sperrschicht auch auf 15 bis 20 cm erhöht werden, um die Sperrwirkung der Sperrschicht zwischen der Halde und der Keimschicht zu steigern.

Die Sperrschicht kann aus faserigen Teilchen der Fraktion 0 bis 100 mm oder 0 bis 80 mm bestehen. Bevorzugt sind faserige Teilchen der Fraktion 0 bis 80 mm. Wie bereits angedeutet, ergibt sich beim Aufbringen der Sperrschicht keine homogene Verteilung der Teilchen der einzelnen Größenklassen. Vielmehr ordnen sich die groben flächigen Teilchen an der Außenseite der Sperrschicht an, während die kleineren Teilchen darunter zur Anordnung kommen. Faserige Teilchen sind für die Sperrschicht bevorzugt, weil sie sich aneinander verhaken und so ein stabiles Netzwerk ausbilden, das nicht Gefahr läuft, von der zu begrünenden Fläche abzurutschen. Darüberhinaus bieten die faserigen Teilchen eine besonders gute Verankerungsmöglichkeit für die auf die Sperrschicht aufzubringende Keimschicht.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Sperrschicht aus Rindenmulch bestehen. Durch die Randbedingungen bei der Herstellung des Rindenmulchs kann die Obergrenze der Fraktion der Teilchen festgelegt werden. Die einzelnen Teilchen sind faserig. Die größten Teilchen fallen unter die Definition der groben flächigen Teilchen.

Der mineralische Zuschlagstoff der Keimschicht kann Blähschie fer, Blähton, Schmelzkammergranulat, Kesselsand, Schlacken und/oder Aschen aufweisen. Hierbei handelt es sich zum größten Teil um industrielle Abfall- beziehungsweise Nebenprodukte, die preisgünstig zur Verfügung stehen und teilweise sogar entsorgt werden müssen, falls keine sinnvolle Verwendungsmöglichkeit wie durch die Erfindung besteht.

Der mineralische Zuschlagstoff der Keimschicht sollte mindestens 50 Vol.-% oder mindestens 60 Vol.-% der Keimschicht ausmachen. Bevorzugt ist aber ein Anteil von mindestens 60 Vol.-%. Der optimale Anteil des mineralischen Zuschlagstoffs in Vol.-% hängt stark von der Fähigkeit des verwendeten mineralischen Zuschlagstoffs ab, Wasser zu binden. Der Mindestwert von 60 Vol.-% für den Anteil des mineralischen Zuschlagstoffs geht bereits von einer mittleren Fähigkeit zur Wasserbindung aus. Das heißt, in Einzelfällen kann bei geringer Fähigkeit zur Wasserbindung und "trockenen" Randbedingungen der optimale Anteil des mineralischen Zuschlagstoffs auch über 70 Vol.-% liegen. Der organische Zuschlagstoff der Keimschicht weist vorzugsweise faserige Teilchen auf, die sich mit den faserigen Teilchen der Sperrschicht in abrutschsicherer Weise verbinden.

Beispielsweise kann der organische Zuschlagstoff der Keimschicht Rindenhumus umfassen, der die langfaserigen Teilchen bereit stellt. Unter Rindenhumus sind fein zerkleinerte Rindenteilchen im Rottezustand 5 zu verstehen. Die typische Teilchengröße von Rindenhumus fällt in eine Fraktion von 0 bis 0,5 mm.

In einer bevorzugten Ausführungsform des neuen Verfahrens umfaßt der organische Zuschlagstoff gequetschtes Saatgut oder gequetschte Weizenkörner, wobei das gequetschte Saatgut mit seiner Restkeim fähigkeit zugleich das Saatgut der Keimschicht bildet. Gequetschtes Saatgut weist typischerweise eine unrunde äußere Oberfläche auf und neigt daher nicht zum Abrollen über die die Keimschicht abstützende Sperrschicht. So besteht im Vergleich zu dem Ausgangssaatgut eine geringe Gefahr, daß das gequetschte Saatgut über die Sperrschicht abrollt und sich am Fuß der Halde konzentriert. Die Funktion des gequetschten Saatguts ist eine Versorgung der Keimschicht mit Stickstoff, der aus dem in dem gequetschten Saatgut konzentrierten Eiweiß gebildet wird. Dabei ist das gequetschte Saatgut im Vergleich zu anderen Stickstoff donatoren relativ sicher vor rascher Auswaschung aus der Keimschicht. Da auch gequetschtes Saatgut eine gewisse Restkeimfähigkeit aufweist, kann bei seiner Verwendung in höheren Konzentrationen auf den Einsatz zusätzlichen Saatguts in der Keimschicht verzichtet werden. Die Restkeimfähigkeit ist bei Körnerfrüchten als Ersatz für zusätzliches Saatgut etwa dann ausreichend, wenn ein maximaler Anteil von gequetschtem Saatgut in der Keimschicht erreicht ist, welcher noch mit der drohenden Gefahr von Schimmelbildung aufgrund des Eiweißgehalts des gequetschten Saatguts vereinbar ist. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von gequetschtem Weizen als gequetschtes Saatgut bei der vorliegenden Erfindung, weil so in sinnvoller und ökologisch wertvoller Weise der Weizen "vernichtet" werden kann, welcher von Stillegungsflächen innerhalb der EU geerntet wurde und welcher nicht mehr als Saatgut im klassischen Sinne verwertet werden darf.

Vorzugsweise kann mit Verfahren eine Fläche begrünt werden, die eine Neigung von mehr als 30° oder von mehr als 40° aufweist. Der Neigungswinkel von Kohle- und Sandhalden liegt bei gut 30%. Mit der Erfindung können aber auch steilere Halden begrünt werden. So stellen Kalihalden mit einem Neigungswinkel von gut 42° kein Problem dar. An Prüfflächen wurde gezeigt, daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sogar Flächen mit Neigungen bis zu 70° begrünt werden können.

Das Aufbringen der Sperrschicht und der Keimschicht auf die Haldenoberflächen ist nicht sonderlich aufwendig. Die Sperr schicht kann beispielsweise aufgeblasen werden. Es ist besonders vorteilhaft, diese Keimschicht durch Aufschütten auf einen oberen Teil der Flächen auf die gesamte Sperrschicht aufzubringen. Sie rollt und rutscht dann automatisch so weit ab, daß sie in einer gleich mäßigen Schichtdicke über die gesamte Sperrschicht verteilt ist. Diese Schichtdicke ist dadurch definiert, daß sie von der Struktur der Oberfläche der Sperrschicht gerade noch sicher gehalten wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbei spiels näher erläutert und beschrieben, dabei zeigt

Fig. 1 schematisch verschiedene Neigungen von zu begrünenden Flächen und

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Substratschichtaufbau zum Begrünen einer Halden oberfläche.

In Fig. 2 sind zwei verschiedene Neigungen von zu begrünenden Flächen 1 und 2 gegenüber der Horizontalen 3 angedeutet. Der Neigungswinkel 4 der Fläche 1 entspricht mit 42° einer typischen Kalihalde. Der Neigungswinkel 5 der gestrichelt angedeuteten Fläche 2 von 70° entspricht dem Neigungswinkel einer Prüffläche, an der das erfindungsgemäße Verfahren erfolgreich erprobt wurde. Die Anwendung der Erfindung ist natürlich nicht nur bei Flächen mit diesen speziellen Neigungswinkeln möglich.

Fig. 2 zeigt den erfindungsgemäßen Substratschichtaufbau 6 auf einer Haldenoberfläche 7 einer Kalihalde 8. Die Haldenoberfläche 7 weist Unebenheiten auf. Daneben können unterhalb der Ober fläche 7 durch Auswaschungen hervorgerufene Hohlräume (nicht dargestellt) vorliegen. Der erfindungsgemäße Substratschicht aufbau 6 dient nicht nur zum Begrünen der Oberfläche 7 der Kalihalde 8, sondern verringert auch die Gefahr eines Ein brechens in derartige Hohlräume beim Begehen der Haldenober fläche 7. Der Substratschichtaufbau 6 umfaßt eine Sperrschicht 9 und eine Keimschicht 10. Die Sperrschicht 9 besteht aus Rindenmulch 11 in einer Fraktion 0 bis 80 mm, wobei kleinere Teilchen 12 der Haldenoberfläche 7 zugekehrt konzentriert und grobe flächige Teilchen im wesentlichen schindelförmig an der Außenseite der Sperrschicht 9 angeordnet sind. Die schindel förmig angeordneten groben flächigen Teilchen 13 verhindern weitgehend ein Eindringen von Regenwasser über den Substrat schichtaufbau 6 in die Kalihalde 8, so daß allenfalls in geringem Umfang Sickerwasser mit ausgewaschenen Substanzen belastet am Fuß der Kalihalde 8 austritt. Die kleineren Teilchen 12 der Sperrschicht 9 füllen die Unebenheiten in der Halden oberfläche 7 auf. Im Mittel weist die gesamte Sperrschicht 9 eine Schichtdicke 14 von knapp 20 cm auf. Hierdurch wird ein Eindringen von Wurzelwerk aus der auf die Sperrschicht 9 aufgebrachten Keimschicht 10 bis in die Kalihalde 8 nahezu vollständig verhindert. Hier käme es durch das Material der Kalihalde 8 sofort zu schweren Beschädigungen des Wurzelwerks. Die Keimschicht 10 besteht aus 70 Vol.-% Kesselaschen und Schlacken, 20 Vol.-% Rindenhumus und 10 Vol.-% gequetschten Weizenkörnern. Die Kesselaschen und Schlacken dienen als minera lischer Zuschlagstoff der Keimschicht. Sie sind gleichzeitig mineralischer Nährstoffträger und Regulator für den Wasser haushalt der Keimschicht 10. Der Rindenhumus und die gequetsch ten Weizenkörner bilden einen organischen Zuschlagstoff der Keimschicht. Der Rindenhumus, der sich im Rottezustand 5 befindet, hat eine faserige Teilchenstruktur, die als Adapter zu den faserigen groben flächigen Teilchen 13 an der äußeren Seite der Sperrschicht 9 dient. So wird eine statische Stabilität des Substratschichtaufbaus 6 gegenüber Abrutschen der einzelnen Schichten voneinander und von der Haldenoberfläche 7 erreicht. Die gequetschten Weizenkörner sind sowohl Bestandteil des organischen Zuschlagstoffs als auch Saatgut für die Keimschicht 10. Aufgrund ihres Eiweißgehalts stellen sie der Keimschicht 10 Stickstoff zur Verfügung, ohne daß die Gefahr eines leichten Auswaschens der Stickstoffdonatoren aus der Keimschicht bestünde. Durch ihre aufgrund des Quetschvorgangs unrunde Form sind die gequetschten Weizenkörner als ganzes fest in der Keimschicht verankert. Ihre Funktion als Saatgut erfüllen die gequetschten Weizenkörner durch ihre Restkeimfähigkeit. Diese ist zwar absolut gesehen gering, bei der hohen Konzentration der gequetschten Weizenkörner in der Keimschicht 10 ist sie aber ausreichend um bereits in der ersten Vegetationsperiode eine geschlossene Begrünung der Haldenoberfläche 7 zu bewirken. Danach ist das Keimverhalten von nicht abgeerntetem Weizen für die weitere Haldenbegrünung von Vorteil. Weizen schlägt bereits am Halm wieder aus, so daß erst die schon gekeimten Weizenkörner der zweiten Generation auf die Keimschicht 10 gelangen und dort Wurzeln schlagen. Hierdurch ist die Gefahr eines Abrollens von der Keimschicht fast nicht mehr gegeben. Durch die Dicke der Sperrschicht 9 besteht keine nennenswerte Chance, daß relevante Anteile des Wurzelwerks des Weizens bis in die Kalihalde 8 gelangen und dort mit der Folge der Zerstörung der Pflanzen angegriffen werden.

Bezugszeichenliste

1

- Fläche

2

- Fläche

3

- Horizontale

4

- Neigungswinkel

5

- Neigungswinkel

6

- Substratschichtaufbau

7

- Haldenoberfläche

8

- Kalihalde

9

- Sperrschicht

10

- Keimschicht

11

- Rindenmulch

12

- Kleine Teilchen

13

- Grobe flächige Teilchen

14

- Schichtdicke

Claims

1. Substratschichtaufbau zum Begrünen von geneigten Flächen, insbesondere Haldenoberflächen, wobei eine Keimschicht mit mineralischen und organischen Zuschlagstoffen sowie Saatgut vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sperrschicht (9) aus faserigen Teilchen mit einem Anteil aus groben flächigen Teilchen (13) direkt auf den Flächen (1, 2) aufliegt, wobei die groben flächigen Teilchen auf der den Flächen (1, 2) abgewandten Seite der Sperrschicht (9) konzentriert sind, und daß sich die Keimschicht (10) mit dem Saatgut an die Sperrschicht (9) anschließt.

2. Substratschichtaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschicht (9) eine minimale mittlere Schichtdicke (14) senkrecht zu der zu begrünenden Fläche (1, 2) von 8 cm oder von 10 cm, aufweist.

3. Substratschichtaufbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschicht (9) aus faserigen Teilchen der Fraktion 0 bis 100 mm oder 0 bis 80 mm, besteht.

4. Substratschichtaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Sperrschicht (9) aus Rindenmulch (11) besteht.

5. Substratschichtaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß der mineralische Zuschlagstoff der Keimschicht (10) Blähschiefer, Blähton, Schmelzkammergranulat, Kesselsand, Schlacken und/oder Aschen aufweist.

6. Substratschichtaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß der mineralische Zuschlagstoff mindestens 50 Vol.- % oder mindestens 60 Vol.-%, der Keimschicht (10) ausmacht.

7. Substratschichtaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß der organische Zuschlagstoff der Keimschicht (10) faserige Teilchen aufweist.

8. Substratschichtaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß der organische Zuschlagstoff der Keimschicht (10) Rindenhumus umfaßt, der die faserigen Teilchen bereitstellt.

9. Substratschichtaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, daß der organische Zuschlagstoff gequetschtes Saatgut oder gequetschte Weizenkörner umfaßt, wobei das gequetschte Saatgut mit seiner Restkeimfähigkeit zugleich das Saatgut der Keimschicht (10) bildet.

10. Verfahren zur Herstellung eines Substratschichtaufbaus nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zum Begrünen von geneigten Flächen, insbesondere Haldenoberflächen, wobei eine Keimschicht mit mineralischen und organischen Zuschlagstoffen sowie Saatgut auf die Flächen aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eine Sperrschicht (9) aus faserigen Teilchen mit einem Anteil aus groben flächigen Teilchen (13) direkt auf die Flächen (1, 2) aufgebracht wird und daß die Keimschicht mit dem Saatgut dann auf die Sperrschicht (9) aufgebracht wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekenn zeichnet, daß die Fläche (1, 2) eine Neigung von mehr als 30° oder von mehr als 40° aufweist.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Keimschicht (10) durch Aufschütten auf einen oberen Teil der Flächen (1, 2) auf die gesamte Sperrschicht (9) aufgebracht wird.