Fachexkursion G

15.09.2008 b

Fachber

Ingenie

Studien

Umwelt

5. Seme

Thema:

Geotechnik

und erneue

Raum Nord

kursion Geoengineering vom

.09.2008 bis 19.09.2008

bereich:

nieurwissenschaften

iengang:

elt-und Recyclingtechnik

mester

hema:

eotechnik, Flächenrecycling

nd erneuerbare Energien im

aum Norddeutschland

ring vom

Exkursionsablauf

Tag 1: Hamburg Tag 2: Hamburg Tag 3: Marne

Tag 4: Stralsund/Insel Rügen Tag 5: Neubrandenburg

Quelle: maps.google.com

Ablauf: 1. Besuch des Informationszentrums der IBA

2. Besichtigung des Energieberges Georgswerder

3. Besichtigung des Harburger Binnenhafens

Die IBA_Hamburg ist weit mehr als eine Bauausstellung im herkömmlichen Sinne.

Innerhalb von 7 Jahren soll sich Hamburgs Mitte, vor allem die Hamburger Elbinseln, zu

einer einzigartigen Stadtlandschaft entwickeln. Die Vielzahl der geplanten Projekte spiegeln

die 3 Leitthemen der IBA_Hamburg wieder.

Thema 1, die KOSMOPOLIS, widmet sich dem Miteinander in der Metropole. Ziel ist die

Schaffung von rund 28 km² neuen Raumes, der den vielen Ansprüchen einer internationalen

Stadtgesellschaft gerecht wird.

Thema 2, die METROZONEN, widmet sich den inneren Stadträndern. Ziel soll es sein die

Brachflächen zwischen Stadt und Hafen einer neuen Nutzung zu zuführen. Dort wo heute

Reste alter Stadtviertel, Bürotürme, Hallen, wildes Grün, Gärten, Lärm und Verkehr

aufeinandertreffen, sollen bis 2013 neue aufregende Stadträume entstehen.

Thema 3, die STADT IM KLIMAWANDEL, widmet sich dem Wachstum der Metropole im

Einklang mit der Umwelt. Zielstellung ist hier die Anwendung ressourceschonender

Bauweisen und Nutzung erneuerbarer Energien.

Station 1_Internationale Bauausstellung Hamburg 16.09.2008

Thema: Flächenrecycling und Flächennutzung/Erneuerbare Energien in urbanen Räumen

Abb.1: Speicherstadt/HafenCity Abb.2: Baustelle/Speicherstadt Abb.3: HafenCity

Der „Energieberg Georgswerder“ ist eines der vielen Projekte, die sich mit der Nutzung

von erneuerbaren Energien auseinandersetzt. Der rund 40 Meter hohe Energieberg wurde

bis 1979 als Deponie für Hausmüll und giftige Industrieabfälle genutzt. Mit einem

Ablagerungsvolumen von 7 Millionen Tonnen ist es eine der größten Deponien

Deutschlands. Nach der Schließung und Sanierung des Deponiekörpers gab es vielfältige

Ideen zur Nachnutzung. Die Nutzung als Energieberg gibt das 3. Leitthema der IBA in all

seinen Facetten wieder. Die Pläne sehen vor: Windenergie, Sonnenergie, Biomasse,

Geothermie und Deponiegas zur Strom-und Wärmegewinnung zu nutzen. Zudem soll der

Energieberg Informationszentrum und Aussichtspunkt für die Allgemeinheit werden.

Das IBA-Projekt „Harburger Binnenhafen“ vereint zwei unterschiedliche Bereiche: den

als „channel hamburg“ bekannten südlichen Bereich des Binnenhafens und die Harburger

Schlossinsel. Mit seinen vielen Wasserlagen, seiner Mischung aus modernen Neubauten und

zum Teil denkmalgeschützten und sanierten Speicherbauten hat der „channel“ auch heute

noch ein einmaliges Hafenflair. Im Rahmen des 2. Leitthemas der IBA soll hier neuer

Wohnraum geschaffen werden, zudem wurden erste Schritte zum Ausbau der sozialen

Infrastruktur im Binnenhafen gemacht. Der zweite Bereich des Projekts, die Harburger

Schlossinsel befindet sich rein planungsrechtlich im Gebiet des Hamburger Hafens und

konnte daher nur eingeschränkt genutzt werden. Ziel ist es, die Schlossinsel aus dem Hafengebiet

zu entlassen und ein einmaliges Wohnumfeld zwischen Wasser, Historie, Hafen und urbanem Grün

zu entwickeln.

Abb.4: Energieberg Georgswerder Abb.5: Deponiekörper

(Quelle: www.iba-hamburg.de)

Abb.6: Energieberg Georgswerder

Abb.7: Harburger Binnenhafen (Quelle: www.iba-hamburg.de)

Ablauf: 1. Besuch des Informationszentrums auf dem Kaiser-Wilhelm-Koog

2. Begehung des Windenergieparks

Die Geschichte der Windkraft reicht viele Jahrhunderte zurück. Bereits vor über 3000 Jahren

soll die Windkraft zur Bewässerung genutzt worden sein. Seit dem 7. Jahrhundert wurde die

Energie des Windes zum Getreidemahlen eingesetzt. Im Gegensatz zu den vorangegangenen

Jahrhunderten wird sie heute fast ausschließlich zur Gewinnung von Elektrizität genutzt. In

Deutschland hat sich heute eine florierende Windkraftindustrie etabliert. Inzwischen stehen

hier 19.460 Windenergieanlagen mit einer installierten Leistung von 22.247 Megawatt.

Damit hat die Windenergie einen Anteil von 7,2 Prozent an der Stromerzeugung in

Deutschland.

Eine der ältesten Testanlagen Deutschlands ist der E.ON Hanse WINDENERGIEPARK

"Westküste" bei Marne. 1983 wurde deutschlandweit die erste Großwindanlage namens

GROWIAN vom Typ "Eromann" (ein zweiflügliges Modell) errichtet. Nach weiteren vier

Jahren wurden alle 31 Anlagen in Betrieb genommen. Die Windräder hatten damals nur eine

Höhe von 20 Metern und erzeugten eine Leistung von 25 bis 165 Kilowatt. 1995 kamen die

ersten getriebelosen Windkraftanlagen der Firma Enercon (Enercon E-66) zum Einsatz. Der

Vorteil einer solchen Anlage waren die enorm gesteigerten Betriebsstunden aufgrund von

geringerem Verschleiß und somit eine erhöhte Nennleistung von bis zu 500 Kilowatt.

Ausschlag gebend für die Entwickelung einer solchen getriebelosen Anlage war bis dato die

extrem hohen Geräuschemissionen, die nun stark reduziert wurden.

Station 2_E.ON-Hanse-Windenergiepark „Westküste“ bei Marne 17.09.2008

Thema: Geotechnik-Ingenieurgeologie/Erneuerbare Energien

Abb.8: Blick auf den Wind-

energiepark Westküste

Abb.9: Windenergiepark Westküste -

Windrad neuster Generation Abb.10: Windenergiepark -

Rotorhaus

Der heutige Wirkungsgrad von Windkraftanlagen liegt bei nahe zu 50% bei optimaler

Windstärke zwischen 6 und 7.

Des Weiteren trugen diverse Neuerungen ihren Teil zum jetzigen Stand der Technik bei.

Da runter zählen der Einbau eines Wechselstromrichters, um mit flexiblen Drehzahlen zu

arbeiten, die Nutzung des "Stall-Effekt", um eine Überlastung der Rotorblättern zu

vermeiden, die Entwicklung von "Pitch-Anlagen" mit an der Spitze verdrehbaren

Rotorblättern sowie einer in Narbennähe verbreiterten Rotorfläche, was zu einer

Optimierung der erreichbaren Leistung führt. Im Vergleich dazu liegt der theoretische

Wirkungsgrad von Windkraftanlagen bei 59,3 Prozent (Bet’sche Wirkungsgrad).

Die Entwicklung der Windkraft in Deutschland ist aufgrund der Verabschiedung von diversen

einschlägigen Gesetzen weiter fortgeschritten:

Das Einspeisevergütungsgesetz von 1991, die Änderung des Baugesetzbuches 1997, welches

nun Windkraftenergieanlagen als privilegierte Bauvorhaben ausweist. Das im Jahre 2000

verabschiedete das Erneuerbare Energie Gesetz (EEG), welches die Vergütung für den

eingespeisten Strom regelt und 2004 durch eine Novellierung angeglichen wurde. Im Jahr

2006 traten Gesetze zur Beschleunigung von Planungsverfahren für Infrastrukturvorhaben in

Kraft. Ab dem 01.01.2009 wurde die zweite Novellierung des EEG verabschiedet, bei der die

Vergütung für Windkraftanlagen erhöht wird und Offshore-Anlagen erst wirtschaftlich

reizvoll werden. Zudem wird die Erneuerung alter Anlagen gefördert.

Um die politischen Ziele der BRD zu realisieren, müsste es einen Zuwachs von 3000 bis 4000

Megawatt durch Windkraftanlagen pro Jahr geben.

Abb.11: Windenergiepark Westküste – Windkraftanlage vom Typ „Enercon“

Ablauf: 1. Besuch des Informationszentrums „Pyloneum“ der DEGES (Stralsund)

2. Begehung des Steilufers im Nationalpark Jasmund (Rügen)

Die „Neue Rügenbrücke“ - Das Tor nach Rügen

Bereits 1970 gab es in der DDR eine planreife Ausarbeitung, Rügen mit dem Festland zu

verbinden. Zu dieser Zeit hatte der Wohnungsbau absoluten Vorrang, so dass die Planungen

nicht zu Ende geführt werden konnten. In den 1990iger- Jahren versuchte man erneut eine

neue Rügenverbindung zu planen, doch auch hier stieß man in der Anfangsphase auf

Ablehnung. Die Bevölkerung fürchtete, dass so eine „Monsterbrücke“, wie sie sie nannten,

das mittelalterliche Stadtbild Stralsunds stören und dessen Status als Weltkulturerbe

verloren gehen könnte. Trotz vieler Widerstände wurde das Projekt „Neue Rügenbrücke“ im

Jahr 2000 wieder aufgenommen und im Oktober 2007 erfolgreich beendet. Seit dem Tag

überspannt nun eine 4,1 km lange Seilbrücke den Strelasund. Diese ingenieurtechnische

Meisterleistung erfüllt alle Ansprüche an ökologischer Verträglichkeit, Funktionalität,

Gestaltung und innovative, dauerhafte Technik.

Station 3_ „Neue Rügenbrücke“ in Stralsund/Kreidefelsen auf Rügen 18.09.2008

Thema: Ingenieurgeologie/Geologie

Abb.12: „Neue Rügenbrücke“

Modernste Brückenbautechnik – Qualität durch Innovation

Die „Neue Rügenbrücke“ besteht aus 6 Teilbauwerken, bei denen jeweils unterschiedlichste

Bautechniken zum Einsatz kamen. Dazu gehören Spannbeton-Plattenbalken,

Stahlverbundkästen und Spannbeton-Hohlkästen. Das ingenieurtechnisch anspruchsvollste

und herausragenste Bauwerk innerhalb des Brückenzuges stellt die rund 600 Meter lange

Schrägseilbrücke über den Ziegelgraben dar. Mit 198 bzw. 126 Metern überspannt sie

asymmetrisch stützenfrei die Zufahrt für die Schifffahrt zum Stadthafen Stralsund. Bei einer

Durchfahrthöhe von 42 Metern entstand ein elegantes und wohlproportioniertes Tragwerk.

Das Bauwerk wurde mit seinem markanten 128 Metern hohen Pylon und dessen 8

harfenförmig angeordneten Seilpaaren ein weithin sichtbares Wahrzeichen für die

Hansestadt Stralsund. Ein besonderes Gestaltungsmerkmal ist die Tropfenform des Pylons.

Sie soll an die Form eines Wassertropfens erinnern und so den maritimen Charakter

hervorheben.

Weitere Innovationen sind zum einen windabweisende Verkleidungen, so dass die Brücke

auch bei hohen Windgeschwindigkeiten nicht geschlossen werden muss und zum anderen

die in Deutschland einmalig bei Brückenbauwerken verwendeten Litzenbündel.

Die Ersatz-bzw. Ausgleichsmaßnahmen, die aufgrund des Eingriff in die Natur und Landschaft

zu leisten sind, verfolgen das Konzept zur großräumigen Biotopvernetzung, um die

ökologische Vielfalt und Eigenart des Landschaftsbildes der Insel Rügen zu erhalten. Eine

besondere Ausgleichmaßnahme stellen 2 Wildbrücken dar, die 2004 und 2005 mit den

„Renault Traffic Design Award“ und mit dem „Ingenieurpreis“ der Ingenieurkammer

Mecklenburg-Vorpommern ausgezeichnet wurden.

Trotz vieler Schwierigkeiten bei der Planung und beim Bau ist das „Neue Tor nach Rügen“

wohl eines der schönsten Brückenbauwerke Norddeutschlands.

Abb.13: „Neue Rügenbrücke“ und alte Ziegelgrabenbrücke ( am rechten Bildrand)

Die Insel Rügen ist mit einer Gesamtfläche von 926 km² die größte deutsche Insel. Sie

liegt vor der pommerschen Ostseeküste und gehört zu Mecklenburg-Vorpommern. Das „Tor“ zur Insel Rügen ist die Hansestadt Stralsund. Die Insel, durch Rügendamm und Strelasundbrücke über den 2 km breiten Strelasund mit dem Festland verbunden, hat eine maximale Länge von 52 km (von Süd nach Nord) und eine maximale Breite von 41 km im Süden. Die Küste ist durch zahlreiche Meeresbuchten (Bodden oder Wieken) sowie vorspringende Halbinseln und Landzungen äußerst stark zergliedert.

Der nordöstliche Teil der Insel Rügen, insbesondere die Halbinsel Jasmund, besteht zum

großen Teil aus Kreide. Die Schreibkreide der Insel Rügen ist der Oberkreide

zuzuordnen und weist damit ein Alter von ca. 70 Mio. Jahren auf. Der Raum der Insel Rügen war früher Teil eines Schelfmeeres (flaches Meer in Küstennähe), das über verschiedene Meeresstraßen mit anderen Ozeanen verbunden war, wodurch sich die große Artenvielfalt in der Schreibkreide erklärt. Die Kreide entstand aus Ablagerungen der Überreste winzig kleiner Lebewesen, den Cocolithophoriden (Kalkalgen) gegen Ende des Mesozoikums (Erdmittelalter). Sie besteht zu etwa 70% aus meist nur zwei bis drei Mikrometer großen Kalkscheibchen. Die winzig kleinen Kalkplättchen (verkalkte Zellwände) lagerten sich am Meeresboden ab und bildeten eine Kalkschicht, in der sich die größeren Fossilien einlagerten. Pro Jahr entstanden so etwa nur 0,5 mm Kreide. Damit besteht die Kreide aus ca. 98 % Calciumcarbonat (CaCO3), den Rest bilden nichtcarbonatische Substanzen wie z.B. der Feuerstein (SiO2). Der Feuerstein (Flint) verdankt seine Entstehung der Ausscheidung von Kieselsäure im Sediment. Diese wiederum stammt überwiegend von Organismen wie Diatomeen und Radiolarien.

Abb.14: Steilküste nördlich

von Sassnitz

Abb.15: Geschiebe am Geröllstrand

bei Sassnitz

Abb.16: Aufschluss Kreide und Geschiebe-

mergel am „Hengst“ bei Sassnitz

Die Küste der Halbinsel Jasmund weist noch eine weitere Besonderheit auf: Geschiebe und

darunter insbesondere Findlinge. Als Geschiebe bezeichnet man Gesteinsmaterial,

welches von einem Gletscher transportiert wurde. Das vom Gletscher abgelagerte Gesteinsmaterial bildet glazigene Sedimente wie Geschiebemergel, -lehm bzw. Tillite. Infolge des Eistransportes weisen Geschiebe vielfach charakteristische Schrammen auf. Die transportierten Geschiebe sind in ihrer ursprünglichen Lagerung oberhalb der Kreideablagerungen zu finden. Durch Erosion aus der Steilküste oder dem Kliff wurden die Geschiebe Bestandteile des heutigen geröllreichen Strandes.

Geschiebe Herkunft typische Farbe

Vånevik Granit Kalmarsund,Südschweden rötlich Rhomben-Porphyr Oslo und Umgebung grauviolett Gneis Mittelschweden Basalt Malmö und Umgebung blauschwarz Porphyr finnische Åland-Insel rotbraun Sandsteine Jotnischer Sandstein Dala-Sandstein Grüner Kreide-Sandstein Bräunlicher Jura-Sandstein Scolithus/Scolithen-Sandstein/-quarzit

Finnland Mittelschweden

Kalksteine Orthocerenkalk (Ordovizium) Stinkkalk (Kambrium) Korallenkalk (Silur) Graptholithenkalk (Silur)

Insel Öland Insel Gotland

schwarzgrau graugrün

Tabelle 1: Übersicht häufiger Geschiebe an der Küste der Insel Rügen

Abb.17: Strandgerölle Abb.18: Geschiebe-Magmatit

Ablauf: 1. Besuch des Informationszentrums des Geoparks

2. Begehung des Kiessandtagebaus „Hinterste Mühle“

3. Begehung des Quarzsandtagebaus „Fritscheshof“

4. Begehung des „Rühlower Os“

Der GEOPARK MECKLENBURGISCHE EISZEITLANDSACHAFT erstreckt sich über ein

Gebiet von ca. 5000 km², dass entspricht etwa ein Fünftel dieses Bundeslandes. Der Geopark

weist mit seinen Höhenzügen, Groß- und Kleinseen, langgestreckten Flusstälern, Söllen und

Mooren ein reizvolles und abwechslungsreiches Landschaftsbild auf. Dieses bemerkenswerte

Landschaftsbild ist das Ergebnis der geologischen Vorgänge während der jüngsten Vereisung,

der Weichsel-Kaltzeit, deren älteste Bildungen vor ca. 25000 Jahren im Geopark entstanden.

Mit den vollständig erhaltenen, durch eiszeitliche Vorgänge entstandenen Landschaften und

Gesteinsablagerungen stellt der Geopark eine geologische Modellregion in Mitteleuropa da.

Erdzeitalter Periode Epoche Beginn vor Millionen

Jahren Erdneuzeit (Känozoikum)

Quartär Holozän Pleistozän(Eiszeitalter)

0,01 2

Tertiär Jungtertiär Alttertiär

Pilozän Miozän Oligozän Eozän Paläozän

5,1 23 36 57 65

Epoche Kaltzeit vor Jahren

Pleistozän Weichsel-Kaltzeit 20.000-13.000

Saale-Kaltzeit 250.000-200.000 Elster-Kaltzeit 500.000

Station 4_ Geopark „Mecklenburgische Eiszeitlandschaft“ Neubrandenburg 19.09.2008

Thema: Geolandschaft und Geonutzung im Geopark

Tabelle 2: Übersicht zur Stratigraphie des Känozoikums (Auszug)

Tabelle 3: Gliederung des Pleistozäns (Auszug)

Abb.21: Kiessandtagebau -

Gewinnungsanlage

Aufschluss 1:

Im KIESSANDTAGEBAU „Hinterste Mühle“ ist eine eiszeitlich angelegte

Schmelzwasserrinne aufgeschlossen, in der über 50 m mächtige Kiessande abgelagert

wurden. Die Schichtfolge ist sehr wechselhaft. Eingelagerte Torfbänder zeugen von einer

wärmeren Klimaperiode vor ca. 120 000 Jahren. Der Tagebau ist mittlerweile seit 127 Jahren

in Betrieb und damit der älteste noch aktive Kiessandtagebau in Mecklenburg-Vorpommern.

Aufschluss 2:

Im QUARZSANDTAGEBAU „Fritscheshof“ sind besonders hochwertige, quarzreiche,

im Miozän abgelagerte Sande aufgeschlossen. Diese wurden als Großscholle durch das

nordische Eis transportiert und im Raum Neubrandenburg abgesetzt.

Abb.19: Blick in den Kiessandtagebau Abb.20: Kiessandtagebau - Ablagerungen

im östlichen Bereich

Abb.22: Blick in den

Quarzsandtagebau

Abb.23: Quarzsandtagebau - Detail Abb.24: Quarzsandtagebau -

Detail der Schichtungs-

verhältnisse

Aufschluss 3:

Das RÜHLOWER OS bildete sich durch abfließendes Schmelzwasser in einem Eistunnel.

In der Mitte des Wallberges befindet sich eine seltene Form, einer rund 15 Meter tief im Os

eingesenkte, ovale Osgrube. Diese Hohlform mit dem kleinen Restsee wird als „Rühlower

Osauge“ bezeichnet. Die Osgrube entstand durch den Absturz eines riesigen Toteisblockes

aus der Eisdecke in einer Verbreiterung des Eistunnels in der Schmelzwasserrinne.

Abb.25: Rühlower Os Abb.26: Rühlower Os - im Osauge Abb.27: Os Auge