DE4336057C1

DE4336057C1 - Apparatus for dredging contaminated beds of stretches of water

Info

Publication number: DE4336057C1
Application number: DE19934336057
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Ing Birnschein; Wolfgang Dipl Ing Salamon; Klaus De Dipl Ing Vries; Gernot Stein
Original assignee: STN Systemtechnik Nord GmbH
Current assignee: STN Systemtechnik Nord GmbH
Priority date: 1993-10-22
Filing date: 1993-10-22
Publication date: 1995-01-19
Anticipated expiration: 2013-10-23

Abstract

An apparatus for dredging contaminated beds of stretches of water is described, in particular beds of stretches of water having regions contaminated to a varying degree. The apparatus has a dredging device, in particular a floating dredging device with a receiving arrangement for receiving dredged material. The apparatus contains a device for determining the degree of contamination of the constituents of the bed of the stretch of water. This device enables the dredged material to be selected according to the degree of contamination before and during the actual dredging operation.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Baggern von kontaminierten Gewässerböden, insbesondere von Gewässerböden mit unterschiedlich stark kontaminierten Regionen, mit einer Bagger einrichtung, inbesondere einer Schwimmbaggereinrichtung, wobei die Baggereinrichtung eine Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme von Bagger gut aufweist.The invention relates to a device for dredging contaminated water soils, in particular with water soils regions contaminated to different degrees, with an excavator device, in particular a dredging device, the Excavator device a receiving device for receiving excavators has good.

Derartige Vorrichtungen zum Baggern von Gewässerböden sind in vielfältigen Ausführungsformen - beispielsweise aus der DE-OS 37 44 695 - bekannt. Das Baggern von kontaminierten Gewässer böden wird insbesondere nach Chemieunfällen, im Bereich von stark frequentierten Häfen oder Flußabschnitten sogar regelmäßig notwen dig. Das geförderte Baggergut wird meist auf einem Frachtschiff verladen. Je nach Ergebnis einer anschließend durchgeführten chemi schen Untersuchung des geförderten Baggergutes wird das Baggergut anschließend entsorgt. Ist der festgestellte Kontaminationsgrad geringer als ein vorbestimmter Wert, so wird das Baggergut ver klappt, anderenfalls entweder auf Spülfelder aufgebracht oder einer Sondermüllbehandlung unterzogen.Such devices for excavating water bottoms are in diverse embodiments - for example from the DE-OS 37 44 695 - known. Dredging contaminated water Soil becomes particularly strong after chemical accidents frequented ports or river sections even necessary dig. The dredged material is usually transported on a cargo ship load. Depending on the result of a chemi The dredged material is then examined for the extracted dredged material then disposed of. Is the determined degree of contamination less than a predetermined value, the dredged material is ver works, otherwise either applied to sinks or one Subject to hazardous waste treatment.

Der Aufwand und damit die Kosten dieses Verfahrens sind sehr hoch. Außerdem besteht bei diesem bekannten Verfahren die Gefahr, daß sich stark und schwach kontaminiertes Baggergut mischt und auf diese Weise eine unnötig große Menge Baggergut zu entsorgen ist. Die Menge des zu entsorgenden Baggergutes verursacht Kosten und belastet die Umwelt zusätzlich.The effort and thus the costs of this process are very high. In addition, with this known method there is a risk that mixes heavily and weakly contaminated dredged material and onto it Way of disposing of an unnecessarily large amount of dredged material. The amount of the dredged material to be disposed of causes costs and burdens the Environment in addition.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Baggern von kontaminierten Gewässerböden der eingangs genannten Art zu schaffen, die gezielter, effektiver und somit umweltschonender arbeitet.It is therefore an object of the invention to provide a device for excavating to create contaminated water bottoms of the type mentioned at the beginning, who works in a more targeted, effective and therefore environmentally friendly manner.

Diese Aufgabe wird bei der Vorrichtung zum Baggern von kontaminier ten Gewässerböden der eingangs genannten Art erfindungsgemäß gelöst durch eine Einrichtung zur Bestimmung des Kontaminationsgrades des Gewässerbodens und durch eine Beschickungseinrichtung, die, gesteu ert von der Einrichtung zur Bestimmung des Kontaminationsgrades, aufgenommenes Baggergut je nach Kontaminationsgrad an unterschiedli chen Stellen ablagert.This task is contaminated in the device for dredging th water soils of the type mentioned solved according to the invention by a device for determining the degree of contamination of the Water floor and by a loading device that, controlled from the device for determining the degree of contamination, dredged material taken up depending on the degree of contamination deposits.

Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, daß bereits vor oder während des Baggervorganges unterschiedlich stark kon taminiertes Baggergut nach seinem Kontaminationsgrad differenziert werden kann. Das Ergebnis dieser Differenzierung vor oder während des Baggervorganges kann unmittelbar dazu verwendet werden, um entweder nur Baggergut mit gleichem oder ähnlichem Kontaminations grad zu baggern oder gefördertes Baggergut an unterschiedlichen Stellen abzulagern. Eine Vermischung von unterschiedlich stark kontaminierten Bestandteilen des Gewässerbodens wird wirksam verhin dert und somit insgesamt die Menge des zu entsorgenden Baggergutes reduziert. Darüberhinaus wird das Baggern selbst effektiver, kosten günstiger und somit auch umweltschonender, da das unnötige Baggern von nur schwach kontaminiertem Material und seine anschließende Ver klappung von vornherein vermieden wird. Durch die Beschickungsein richtung kann Material von unterschiedlichem Kontaminationsgrad an unterschiedlichen Stellen abgelagert werden, so daß bereits während des Baggerns an jeweils einer Stelle Baggergut mit weitgehend homogenem Kontaminationsgrad abgelagert werden kann.The advantages of the invention are in particular that already before or during the dredging process, different levels of con contaminated dredged material differentiated according to its degree of contamination can be. The result of this differentiation before or during the dredging process can be used directly to either only dredged material with the same or similar contamination degree to dredging or conveyed dredged material at different To deposit jobs. A mixture of different strengths contaminated components of the water floor will be effectively prevented and thus the total amount of dredged material to be disposed of reduced. In addition, the excavation itself will be more effective, cost cheaper and therefore also more environmentally friendly, because the unnecessary excavation of only weakly contaminated material and its subsequent ver folding is avoided from the outset. Because of the loading direction can handle material with different degrees of contamination different places are deposited, so that already during of the dredging at a point with largely dredged material homogeneous degree of contamination can be deposited.

Besonders bevorzugt enthält die Einrichtung zur Bestimmung des Kontaminationsgrades eine Erfassungseinrichtung zur Bestimmung der Fraktionsgrößen von Bestandteilen des Gewässerbodens und Mittel zur Bestimmung des Kontaminationsgrades aus den erfaßten Fraktions größen. Untersuchungen haben gezeigt, daß der Kontaminationsgrad den Fraktionsgrößen der Bestandteile des Gewässerbodens etwa umgekehrt proportional ist. Enthält das Baggergut vornehmlich Korngrößen < 200 µm, so ist mit keiner hohen Kontamination zu rechnen. Feinschluffi ges Material hingegen ist in der Regel mit einem sehr hohen Kon taminationsgrad behaftet. Die Sensoreinrichtung kann beispielsweise an Bord eines Schwimmbaggers installiert werden, wodurch Informatio nen über den Kontaminationsgrad des Gewässerbodens am Bagger un mittelbar zur Verfügung stehen. Da die Fraktionsgrößenbestimmung meist einfacher durchzuführen ist als zum Beispiel eine chemische Analyse des Gewässerbodens, kann mit dieser bevorzugten Ausführungs form besonders einfach und schnell gearbeitet werden.The device for determining the particularly preferably contains Degree of contamination a detection device for determining the Fraction sizes of components of the water floor and means for Determination of the degree of contamination from the detected fractions sizes. Studies have shown that the degree of contamination Fraction sizes of the constituents of the water floor are reversed is proportional. The dredged material mainly contains grain sizes <200 µm, no high contamination is to be expected. Feinschluffi However, material is usually with a very high con degree of tampering. The sensor device can, for example be installed on board a dredger, thereby informatio the level of contamination of the water floor on the excavator are indirectly available. Because the fraction sizing is usually easier to carry out than, for example, a chemical one Analysis of the water floor can be carried out with this preferred execution form can be worked particularly easily and quickly.

Vorteilhafterweise kann die Erfassungseinrichtung eine Sensorein richtung mit mindestens einem Sensor zur Bestimmung der horizontalen und/oder vertikalen Erstreckung einer kontaminierten Schicht des Gewässerbodens enthalten, um auf diese Weise auch festzustellen, in welchen Bereichen und bis zu welcher Tiefe des Gewässerbodens gebaggert werden muß.The detection device can advantageously be a sensor direction with at least one sensor for determining the horizontal and / or vertical extension of a contaminated layer of the Included in the water floor to determine in this way also which areas and to what depth of the water floor must be dredged.

Besonders bevorzugt enthält die Erfassungseinrichtung ein Positions bestimmungsgerät, insbesondere einen GPS-Empfänger, der die Lage eines Sensors zum Zeitpunkt der Messung in einem auf die geogra phische Länge und Breite bezogenen Bezugssystem bestimmt. Durch ein solches Positionsbestimmungsgerät wird ermöglicht, das Baggern von kontaminierten Gewässerböden in zwei Stufen durchzuführen: in einer ersten Stufe wird der Kontaminationsgrad an verschiedenen Orten bestimmt und in einer zweiten Stufe basierend auf diesen Informatio nen das Baggergut gezielt aufgenommen. Der Vorteil dieses Vorgehens liegt darin, daß nur eine Einrichtung zur Bestimmung des Kontamina tionsgrades notwendig ist, die die bestimmten Kontaminationsgrade an verschiedenen Orten Baggereinrichtungen zur Verfügung stellt. Es können somit Beschaffungskosten für eine Einrichtung zur Bestimmung des Kontaminationsgrades für jede einzelne Baggereinrichtung ver mieden werden.The detection device particularly preferably contains a position determination device, especially a GPS receiver, the location of a sensor at the time of measurement in one on the geogra length and width related reference system determined. Through a such positioning device is made possible, the dredging of contaminated water floors in two stages: in one The first stage is the degree of contamination at different locations determined and in a second stage based on this information the dredged material is specifically picked up. The advantage of this approach is that there is only one device for determining the contamina is necessary to determine the degree of contamination provides excavator facilities in various locations. It can thus procurement costs for a facility for determination the degree of contamination for each individual excavator device be avoided.

Besonders bevorzugt weist die Erfassungseinrichtung Mittel zur Darstellung, insbesondere Kartierung einer horizontalen und/oder vertikalen räumlichen Ausdehnung von Regionen mit gleichem oder ähnlichem Kontaminationsgrad auf. Die Darstellung, insbesondere Kartierung, ist zur Planung und/oder Dokumentation von Baggerarbei ten hilfreich.The detection device particularly preferably has means for Representation, in particular mapping of a horizontal and / or vertical spatial extent of regions with the same or similar degree of contamination. The representation, in particular Mapping is for planning and / or documenting dredging work helpful.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Erfassungseinrichtung mindestens einen Unterwasserschallwandler, der Unterwasserschallsignale vorbestimmter Dauer, Frequenz, Intensi tät und Richtcharakteristik aussendet und Reflexionen des Unter wasserschallsignals am Gewässerboden empfängt. Unterwasserschall wandler sind insbesondere aus der Sonartechnik bekannt und eignen sich insbesondere zur Bestimmung von Eigenschaften des Gewässerbo dens. Aus den Reflexionen des Unterwasserschallsignals am Gewässer boden können Rückschlüsse auf die Fraktionsgrößen des Gewässerbodens gewonnen werden, die zur Bestimmung des Kontaminationsgrades ver wendet werden. Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt insbesondere darin, daß bereits vor dem eigentlichen Baggern der Kontaminations grad des Gewässerbodens bestimmt werden kann.In a further preferred embodiment of the invention contains the detection device has at least one underwater sound transducer, the underwater sound signals of predetermined duration, frequency, intensity and directional characteristics and reflections of the sub receives waterborne sound signal on the water floor. Underwater sound transducers are known and are particularly suitable from sonar technology in particular for determining properties of the water body dens. From the reflections of the underwater sound signal on the water Soil can draw conclusions about the fraction sizes of the water floor are obtained, which ver. to determine the degree of contamination be applied. The advantage of this embodiment is in particular in that even before the actual dredging of the contamination degree of the water floor can be determined.

Die Erfassungseinrichtung kann eine Echolot-Sende-/Empfangsein richtung oder einen Fächervermessungslot enthalten. Echolot-Sende- /Empfangseinrichtungen sind in vielfachen Ausführungsformen am Markt erhältlich und sind besonders preisgünstig. Fächervermessungslote bestimmen die Gewässertiefe und zum Teil auch Bodeneigenschaften in einer Ebene, die im allgemeinen quer zu einem Schiff, auf dem das Fächervermessungslot installiert ist, verläuft, wodurch die Boden eigenschaften sehr schnell und effizient bestimmt werden können.The detection device can be an echo sounder transceiver direction or a fan survey lot included. Echo sounder transmit / Receiving devices are on the market in multiple embodiments available and are particularly inexpensive. Fan measurement plumb bobs determine the water depth and in part also soil properties in a plane that is generally transverse to a ship on which the Fan survey plumb is installed, running through the floor properties can be determined very quickly and efficiently.

Vorzugsweise positioniert die Einrichtung zur Bestimmung des Kon taminationsgrades die Aufnahmeeinrichtung auf dem Gewässerboden in Abhängigkeit von dem Kontaminationsgrad. Hierdurch wird sicherge stellt, daß nur Baggergut mit gleichem Kontaminationsgrad gefördert wird. Eine Ablagerung von unterschiedlich kontaminiertem Baggergut an unterschiedlichen Stellen ist hierbei nicht notwendig. Ein Vermischen von Baggergut unterschiedlichen Kontaminationsgrades wird bereits beim Aufnehmen des Baggergutes verhindert.Preferably, the device for determining the Kon positions Degree of tampering the receiving device on the water floor in Dependence on the degree of contamination. This will secure provides that only dredged material with the same degree of contamination is promoted becomes. A deposit of differently contaminated dredged material at different points is not necessary. A Mixing dredged material with different degrees of contamination already prevented when picking up the dredged material.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Erfassungseinrichtung einen Sensor an der Aufnahmee inrichtung und bestimmt die Fraktionsgrößen der Bestandteile des aufgenommenen Baggergutes in Echtzeit. Der Sensor ist ein Luft schall- oder Körperschallaufnehmer, dessen Ausgangssignal einer Fouriertransformation unterzogen wird. Durch die Fouriertransforma tion kann ein Zeitsignal in ein Amplitudensignal einzelner Frequenz zellen zerlegt werden, das Rückschlüsse auf die Fraktionsgrößen des geförderten Baggergutes in Echtzeit zuläßt.In a particularly preferred embodiment of the invention the detection device contains a sensor on the receiving element direction and determines the fraction sizes of the components of the dredged material in real time. The sensor is an air sound or structure-borne sound transducer, the output signal of one Undergoes Fourier transformation. Through the Fourier transform tion can convert a time signal into an amplitude signal of single frequency cells are broken down, which allows conclusions to be drawn about the fraction sizes of the allows funded dredged material in real time.

Die Auswertung des fouriertransformierten Signals wird vorteilhaf terweise von einem Expertensystem durchgeführt, dem das Wissen eines Experten in Form von Regeln und Fakten zur Verfügung gestellt wird. Das Expertensystem kann auch nach dem Prinzip der modellbasierten Diagnose arbeiten, das den Vorteil bietet selbst zu "lernen".The evaluation of the Fourier-transformed signal is advantageous usually carried out by an expert system that has the knowledge of a Experts are provided in the form of rules and facts. The expert system can also work on the principle of model-based Diagnostics work, which offers the advantage of "learning" yourself.

Enthält die Aufnahmeeinrichtung einen Schneidkopf, so kann die Erfassungseinrichtung vorteilhafterweise einen Kraftmesser am Schneidkopf aufweisen, dessen Ausgangssignal der aufgewendeten Kraft des Schneidkopfes proportional ist. Aus der aufgewendeten Kraft des Schneidkopfes können Rückschlüsse auf die Fraktionsgrößen des geförderten Baggergutes und somit auf den Kontaminationsgrad gezogen werden.If the receiving device contains a cutting head, then the Detection device advantageously a dynamometer on Have cutting head, the output signal of the force applied of the cutting head is proportional. From the force of the Cutting head can draw conclusions about the fraction sizes of the promoted excavated material and thus drawn to the degree of contamination become.

Vorteilhafterweise enthält die Beschickungseinrichtung ein Beschic kungsrohr und eine Einrichtung zum Verschwenken des Beschickungs rohres, oder alternativ hierzu mindestens ein Verzweigungsmittel, um das geförderte Baggergut in unterschiedliche Richtungen zu leiten. Das Verzweigungsmittel kann eine Stellklappe und/oder einen Schieber mit einer elektrischen oder hydraulischen Betätigungseinrichtung umfassen. Mit diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das geförderte Baggergut je nach Kontaminationsgrad an unter schiedlichen Stellen entweder auf einem Schiff oder an Land abgela gert, so daß das Baggergut anschließend je nach Kontaminationsgrad unterschiedlich behandelt werden kann. Bei diesen Ausführungen ist es nicht unbedingt erforderlich, bereits beim Aufnehmen des Bagger gutes auf einen einheitlichen Kontaminationsgrad zu achten.The feed device advantageously contains a feed kungsrohr and a device for pivoting the feed tube, or alternatively at least one branching agent to direct the excavated material in different directions. The branching means can be a valve and / or a slide with an electrical or hydraulic actuator include. With this preferred embodiment of the invention Depending on the degree of contamination, the extracted dredged material is under at various locations either on a ship or on land gert, so that the dredged material then depending on the degree of contamination can be treated differently. With these designs is it is not absolutely necessary when picking up the excavator good to pay attention to a uniform degree of contamination.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:In the following, exemplary embodiments of the invention are described with reference to the Drawings explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrich tung zum Baggern von kontaminierten Gewäs serböden mit einer Sensoreinrichtung; Figure 1 is a schematic representation of a Vorrich device for dredging contaminated Gewäs serboden with a sensor device.

Fig. 2a und 2b zwei schematische Darstellungen von zwei Ausführungsformen einer Vorrichtung zum Baggern von kontaminierten Gewässerböden mit einem Sensor am Saugrohr eines Baggers; Figs. 2a and 2b show two schematic representations of two embodiments of an apparatus for dredging contaminated water soils with a sensor on the intake manifold of an excavator;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Vorrich tung zum Baggern von kontaminierten Gewässer böden mit einem Sensor am Schneidkopf eines Baggers. Fig. 3 is a schematic representation of a Vorrich device for dredging contaminated bodies of water with a sensor on the cutting head of an excavator.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zum Baggern von kontaminierten Gewässerböden schematisch dargestellt.In Fig. 1, a device for dredging contaminated water bodies is shown schematically.

Ein Bagger 1 schwimmt auf einer Wasseroberfläche 7 über einem Gewässerboden mit stark und schwach kontaminierten Regionen 4 und 5. Eine Aufnahmeeinrichtung 2 zur Aufnahme von Baggergut reicht vom Bagger unter die Wasseroberfläche bis zu einem auf dem Gewässerboden positionierten unteren Ende, an dem ein Schneidkopf S angeordnet ist.An excavator 1 floats on a water surface 7 above a body of water with heavily and weakly contaminated regions 4 and 5 . A receiving device 2 for receiving dredged material extends from the excavator below the water surface to a lower end positioned on the water floor, on which a cutting head S is arranged.

An der Unterseite des Baggers 1 ist eine Anordnung von Sensoren, Piezowandlern und -empfängern 10 angeordnet, die ein Unterwasser schallsignal vorbestimmter Dauer, Frequenz, Intensität und Richt charakteristik aussenden und Reflexionen des Unterwasserschall signals am Gewässerboden empfangen. Das reflektierte Schallsignal wird von den Piezoempfängern in Spannungssignale umgewandelt und an eine Sensordatenverarbeitungseinrichtung 12 gesandt, die aus den Sensorinformationen Informationen über Fraktionsgrößenverteilungen und Schichtdicken des Gewässerbodens 3 ermittelt. Das Kontrollsystem 14 ermittelt aus den bestimmten Fraktionsgrößen des Gewässerbodens 3 den Kontaminationsgrad der jeweiligen Bestandteile des Gewässerbo dens 3 und steuert sowohl eine Einrichtung 16 zur Positionierung der Aufnahmeeinrichtung 2 als auch eine Beschickungseinrichtung 18, die aufgenommenes Baggergut je nach Kontaminationsgrad in unterschiedli che Aufnahmebehälter 20 ablagert. Das Kontrollsystem 14 wird bei der Bestimmung des Kontaminationsgrades des Gewässerbodens 3 durch ein Expertensystem 26 unterstützt, das über das Erfahrungswissen eines menschlichen Experten in Form von Regeln sowie über eine Datenbasis verfügt.On the underside of the excavator 1 , an arrangement of sensors, piezo transducers and receivers 10 is arranged, which emit an underwater sound signal of predetermined duration, frequency, intensity and directional characteristic and receive reflections of the underwater sound signal on the water bed. The reflected sound signal is converted by the piezo receivers into voltage signals and sent to a sensor data processing device 12 , which determines information about fraction size distributions and layer thicknesses of the water floor 3 from the sensor information. The control system 14 determines from the determined fraction sizes of the water bottom 3 shows the degree of contamination of the respective components of the Gewässerbo dens 3 and controls both a means 16 for positioning the receiving device 2 and a charging device 18, the dredged recorded depending on the degree of contamination in differing che container 20 deposited. The control system 14 is supported in the determination of the degree of contamination of the water floor 3 by an expert system 26 which has the experience of a human expert in the form of rules and a database.

An das Kontrollsystem 14 wird von einem Positionsbestimmungsgerät 22, das z. B. nach dem GPS (Global Positioning System)-Verfahren arbeitet, die genaue Lage des Sensors 10 zum Zeitpunkt der Messung in einem auf die geographische Länge und Breite bezogenen Bezugs system gemeldet. Diese Daten werden von einer Kartierungsvorrichtung 24 verwendet, um die horizontale und vertikale räumliche Ausdehnung von Regionen mit gleichem oder ähnlichem Kontaminationsgrad elek tronisch zu kartieren. To the control system 14 is from a position determining device 22 which, for. B. works according to the GPS (Global Positioning System) method, the exact location of the sensor 10 at the time of measurement reported in a geographic longitude and latitude reference system. These data are used by a mapping device 24 to the horizontal and vertical spatial extent of regions with the same or similar level of contamination to map elec tronically.

In den Fig. 2a und 2b sind zwei weitere Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt. Das zu fördernde Baggergut wird hier jeweils von einem Schneidkopf 8 am unteren Ende einer Aufnahme einrichtung 2, die hier als Saugrohr ausgebildet ist, aufgenommen und in Richtung der Beschickungseinrichtung gefördert. Am Saugrohr ist ein Sensor 10 angeordnet, der Luft- oder Körperschall mißt.Two further embodiments shown in FIGS. 2a and 2b are schematically illustrated. The dredged material to be conveyed is in each case taken from a cutting head 8 at the lower end of a receiving device 2 , which is designed here as a suction pipe, and conveyed in the direction of the loading device. A sensor 10 is arranged on the intake manifold and measures air or structure-borne noise.

Insbesondere bei den in Fig. 2a und 2b dargestellten Ausführungs formen eignet sich ein Expertensystem zur Auswertung der Sensor informationen. Das Expertensystem wertet ein fouriertransformiertes Ausgangssignal des vom Sensor 10 erzeugten und der Sensordatenver arbeitungsvorrichtung 12 vorverarbeiteten Ausgangssignal aus. Bei der Fouriertransformation wird bekanntlich ein Zeitsignal in ein Am plitudensignal über einem Frequenzspektrum überführt, das basierend auf dem Wissen von menschlichen Experten anschließend von dem Expertensystem maschinell ausgewertet wird. Je nach Fraktionsgröße weist das Amplitudensignal in einzelnen Frequenzzellen bestimmte Muster auf, die das Expertensystem regelbasiert auswertet. Ein solches Expertensystem kann erforderlichenfalls nach dem Prinzip der modellbasierten Diagnose erweitert werden, wodurch die Regelbasis in einer Rückkopplungsschleife gepflegt wird. Auch Fuzzy-Logic Techni ken können eingesetzt werden, um unscharfe Regeln auszudrücken.An expert system is particularly suitable for evaluating the sensor information in the embodiments shown in FIGS. 2a and 2b. The expert system evaluates a Fourier-transformed output signal of the output signal generated by the sensor 10 and the sensor data processing device 12 preprocessed. In the Fourier transformation, as is known, a time signal is converted into an amplitude signal over a frequency spectrum, which is then automatically evaluated by the expert system based on the knowledge of human experts. Depending on the size of the fraction, the amplitude signal in certain frequency cells has certain patterns that the expert system evaluates based on rules. If necessary, such an expert system can be expanded according to the principle of model-based diagnosis, as a result of which the rule base is maintained in a feedback loop. Fuzzy logic techniques can also be used to express fuzzy rules.

Bei der in Fig. 2a dargestellten Ausführungsform geht die Aufnah meeinrichtung 2 in eine Einrichtung 32 zum Verschwenken des hieran angrenzenden Beschickungsrohres 30 über. Die Einrichtung 32 zum Verschwenken des Beschickungsrohres 30 wird von dem Kontrollsystem 14, basierend auf den ausgewerteten Sensorinformationen des Sensors 10 gesteuert. Je nach Schwenkstellung der Einrichtung 32 zum Ver schwenken des Beschickungsrohres wird das geförderte Baggergut in einen der Aufnahmebehälter 20 gelagert.In the illustrated in Fig. 2a embodiment, the Recordin goes meeinrichtung 2 in a means 32 for pivoting the adjacent thereto feed pipe 30 via. The device 32 for pivoting the feed pipe 30 is controlled by the control system 14 based on the evaluated sensor information from the sensor 10 . Depending on the pivoting position of the device 32 for pivoting the loading pipe, the conveyed dredged material is stored in one of the receptacles 20 .

Fig. 2b weist anders als bei der in Fig. 2a dargestellten Aus führungsform ein Verzweigungsmittel 34 mit Schiebern 36 auf, die auf ein Steuersignal des Kontrollsystems 14 hin durch ein elektrisches oder hydraulisches Betätigungsmittel öffnen oder schließen und so je nach Kontaminationsgrad unterschiedliche Aufnahmebehälter 20 be schicken. Fig. 2b has, unlike the embodiment shown in Fig. 2a, a branching means 34 with sliders 36 , which open or close to a control signal of the control system 14 by an electrical or hydraulic actuating means and thus send different receptacles 20 depending on the degree of contamination .

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Baggern von kontaminierten Gewässerböden, die wie bei der in Fig. 2a dargestellten Ausführungsform einen Schneidkopf 8, eine Aufnah meeinrichtung 2 zur Aufnahme von Baggergut, eine Einrichtung 32 zum Verschwenken eines Beschickungsrohres 30 sowie zwei Aufnahmebehälter 20 aufweist. Der Schneidkopf 8 wird mit einer Energieversorgungsein richtung 6 betrieben, wobei zwischen der Energieversorgungsein richtung 6 und dem Schneidkopf 8 eine Meßvorrichtung 9 angeordnet ist, die die vom Schneidkopf 8 aufzuwendende Energie zur Förderung des Baggergutes mißt, und das Meßergebnis an das Kontrollsystem 14 schickt. Das Kontrollsystem 14 errechnet aus dem Ausgangssignal der Meßvorrichtung 9 die Fraktionsgrößen der Bestandteile des Gewässer bodens 3 und hieraus den Kontaminationsgrad des geförderten Bagger gutes und steuert die Einrichtung 32 zum Verschwenken des Beschik kungsrohres entsprechend. Fig. 3 shows a schematic representation of a device for dredging contaminated bodies of water, which, as in the embodiment shown in Fig. 2a, a cutting head 8 , a receiving device 2 for receiving dredged material, a device 32 for pivoting a loading pipe 30 and two receiving containers 20 having. The cutting head 8 is operated with a Energieversorgungsein device 6 , a measuring device 9 being arranged between the Energieversorgungsein device 6 and the cutting head 8 , which measures the energy to be used by the cutting head 8 for conveying the dredged material, and sends the measurement result to the control system 14 . The control system 14 calculates from the output signal of the measuring device 9, the fraction sizes of the constituents of the water bottom 3 and from this the degree of contamination of the excavator being excavated, and controls the device 32 for pivoting the feed pipe accordingly.

Claims

1. Device, in particular dredger, for dredging contaminated water soils ( 3 ), in particular water soils ( 3 ) with regions ( 4 , 5 ) contaminated to different degrees, with a receiving device ( 2 ) for receiving dredged material, characterized by a device for Determination of the degree of contamination of the water floor ( 3 ) and by a charging device ( 18 ), which, controlled by the device for determining the degree of contamination, deposits dredged material depending on the degree of contamination at different locations.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the device for determining the degree of contamination comprises a detection device ( 9 ; 10 , 12 ) for determining the fraction sizes of components of the water floor ( 3 ) and means ( 14 ) for determining the degree of contamination from the detected fraction sizes contains.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the detection device ( 9 ; 10 , 12 ) comprises a sensor device ( 10 , 12 ) with at least one sensor ( 10 ) for determining the horizontal and / or vertical extent of a contaminated layer ( 4 ) of the Contains water bottom ( 3 ).

4. The device according to claim 3, characterized in that the detection device ( 9 ; 10 , 12 ) a position determining device ( 22 ), in particular a GPS receiver, for determining the position of a sensor ( 10 ) at the time of measurement in a terrestrial reference system , contains.

5. The device according to claim 4, characterized in that the detection device ( 9 ; 10 , 12 ) has means ( 24 ) for displaying, in particular mapping, a horizon tal and / or vertical spatial extent of regions with the same or similar degree of contamination.

6. Device according to one of claims 2 to 5, characterized in that the detection device ( 9 ; 10 , 12 ) contains at least one underwater sound transducer which emits an underwater sound signal of predetermined duration, frequency, intensity and directional characteristic and reflections of the underwater sound signal on the water bed ( 3 ) receives.

7. The device according to claim 6, characterized in that the detection device ( 9 ; 10 , 12 ) contains an echo sounder transceiver.

8. The device according to claim 6, characterized in that the detection device ( 9 ; 10 , 12 ) contains a fan measurement solder.

9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device for determining the degree of contamination contains a device ( 16 ) for positioning the receiving device ( 2 ) on the water bed ( 3 ) depending on the degree of contamination.

10. Device according to one of claims 2 to 9, characterized in that the detection device ( 9 ; 10 , 12 ) contains at least one sensor ( 10 ) arranged on the receiving device ( 2 ) and determines the fraction sizes of the components of the dredged material in real time .

11. The device according to claim 10, characterized in that at least one sensor ( 10 ) on the receiving device ( 2 ) measures sound.

12. Device according to one of claims 10 or 11, characterized in that the detection device ( 9 ; 10 , 12 ) carries out a Fourier transformation.

13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the detection device ( 9 ; 10 , 12 ) contains an expert system ( 26 ) which determines the fraction sizes from the Fourier-transformed output signal of a sensor ( 10 ).

14. The device according to one of claims 2 to 9, characterized in that the receiving device (2) comprises a cutting head (8) and that said detecting means (9; 10, 12) includes a measuring device (9) on the cutting head (8) whose Output signal of the force exerted by the cutting head ( 8 ) is proportional.

15. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the loading device ( 18 ) contains a loading pipe ( 30 ) and a device ( 32 ) for pivoting the loading pipe ( 30 ).

16. The apparatus according to claim 15, characterized in that the loading device ( 18 ) has at least one branching means ( 34 ) to guide the excavated material to be conveyed in different directions.

17. The apparatus according to claim 16, characterized in that the branching means ( 34 ) includes an actuating flap and / or a slide ( 36 ).

18. The apparatus according to claim 17, characterized by an actuating device for the valve and / or the slide ( 36 ).