Zusammenfassung
Durch den Klimawandel kommt es zunehmend zu Wetterextremen, wie Dürreperioden, extreme Hitze mit tropischen Nächten und Hochwasser. Dies führt zu steigenden gesundheitlichen Belastungen für den Menschen und bedroht die Vitalität von Straßenbäumen. Grüner Infrastruktur kommt jedoch eine bedeutende Funktion in der Minderung der Klimawandelfolgen zu, vorausgesetzt sie ist vital. Selbst trockentolerante Vegetation ist dabei auf ein Mindestmaß an Wasserzufuhr angewiesen.
Der Versuch der LWG hatte somit zum Ziel, die Grundfeuchtigkeit im Boden aufrechtzuerhalten, um städtisches Grün zu erhalten. Hierfür sollte Regenwasser am Entstehungsort gespeichert und bei abnehmender Grundfeuchtigkeit des Bodens wieder nutzbar gemacht werden. Das Wasser sollte über ein kapillarwirksames Material transportiert werden, ohne externe Energiequelle. Durch diesen physikalischen Prozess wird angenommen, dass die Bodenfeuchtigkeit kontinuierlich stabil bleibt, da das Wasser erst bei abnehmender Wassersättigung transportiert wird.
Versuchsaufbau und Funktionsweise
Der Versuch fand unter Laborbedingungen statt.
Für die Untersuchung standen drei zweifach Lysimeterstationen mit je einem Wartungs- und Technikschacht zur Verfügung. Als kapillarwirksames Material wurde Mineralwolle aus Basalt (Docht) verwendet, die sich in einem Vorversuch als am besten geeignet herausstellte. Diese wurde in einer Stahlblechummantelung senkrecht in einem Wasserspeicher mit 300 Liter Fassungsvermögen aufgestellt. Der Wasserspeicher wurde zudem mit einem Wartungsrohr zur Befüllung und einem automatischem Nachfüllsystem ausgestattet. Die Lysimeterstationen wurden mit dem Substrat der FLL Bauweise 2 „Vulkantree L 0-32“ befüllt und mit je einem Perlschnurbaum (Sophora japonica) bepflanzt. Die Gefäße wurden mit Siebdruckplatten abgedeckt, um den Fremdwassereintrag zu minimieren. In der Mitte der Platten befand sich eine Öffnung für den Stamm. Zur Datenerfassung wurden verschiedene Sensoren eingesetzt (Soil Moisture Tension, Fullrange Tensiometer, Drucksensoren sowie eine Wetterstation).
Um Schlussfolgerungen auf die Wirksamkeit des Systems während Trockenperioden zu treffen, wurden die Bäume während einer Vegetationsperiode ausschließlich über das Kapillarsystem mit Wasser versorgt. Das Niederschlagswasser wurde dabei durch die Mineralwolle senkrecht nach oben in die Pflanzgrube transportiert. Ein gewisser Regenwassereintrag konnte durch die Öffnung in der Siebdruckplatte jedoch nicht verhindert werden.
Ergebnisse
Die tieferen Substratschichten wiesen eine stabile Grundfeuchtigkeit auf, was auf das Kapillarsystem zurückzuführen ist. Der volumetrische Wassergehalt lag im Mittel bei 8%, was hinsichtlich der Wasserkapazität des Substrats von 20 – 35 Vol.% als positiv bewertet wurde. Die höchsten Transportleistungen wurden in Zeiträumen ohne Niederschlag und bei hohen Temperaturen verzeichnet. Die mittlere Transportleistung über den gesamten Untersuchungszeitraum lag bei 3,72 Liter Wassernachspeisung pro Quadratmeter Dochtfläche und Tag. Die Daten der Full Range Tension Sensoren lieferten aufgrund von Störungen keine belastbaren Ergebnisse.
Ausblick
Kapillarwirksame Materialien können eine ausreichende Grundfeuchtigkeit während Trockenperioden aufrechterhalten – auch über größere Steighöhen hinweg. Weitere Untersuchungen zur steighöhenabhängigen Transportleistung werden empfohlen. Dies ist insbesondere in urbanen Gebieten ein wichtiger Faktor, da oberflächennahe Wasserspeicher dort meist nicht möglich sind. Außerdem sollten weitere Versuche zur Eignung verschiedener kapillarwirksamer Materialien und deren Beständigkeit – insbesondere hinsichtlich des Wurzeleinwuchses – durchgeführt werden.
Da in der Praxis eine Befüllung des Wasserspeichers durch Regenwasser vorgesehen ist, ist eine Sedimentation zu erwarten. Hierfür müssen technische Lösungen gefunden werden. Darüber hinaus müssen Bau- und Erhaltungskosten eruiert werden.
Abschließend wird betont, dass die „blau-grünen Zapfstellen“ ein wirksames System zur Minderung der Klimawandelfolgen für Städte und Kommunen darstellen können.
Den vollständigen Endbericht können Sie kostenlos auf der Website der LWG herunterladen:
Projektlaufzeit: 15.10.2022 bis 30.09.2023
gefördert durch: Bayerisches Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft, Forsten und Tourismus, Stadt Würzburg
Projektleiter: Jürgen Eppel
Projektbearbeiter: Dr. Claus Prinz
Herausgeber: Bayerische Landesanstalt für Weinbau und Gartenbau (LWG)
Jahr: Januar 2024
Titel: Endbericht zum Forschungsvorhaben A/22/09: Blau-grüne Zapfstellen für Stadtgrün
Untertitel: Kapillarbewässerung als Speicher- und Transportmedium zur Versorgung innerstädtischen Grüns
Seiten: 83
Ort: Veitshöchheim
Quellenart: Forschungsbericht
