ALEGrO Bodentemperatur- und Bodenfeuchtemonitoring

Ein mehrjähriges Monitoring entlang der rund 90 km langen 320-kV-Gleichstromerdkabeltrasse ALEGrO befasste sich mit der Frage, wie sich betriebsbedingte Wärmeemissionen auf umliegende Böden auswirken können, insbesondere im Bereich der Verlegetiefe im Unterboden. In diesem Zusammenhang stellt TABERG Ingenieure GmbH im SIERA Netzwerk eine strukturierte Einordnung langfristiger Beobachtungen zu Bodentemperatur und Bodenfeuchte unter Betriebsbedingungen vor.

Das Thema ist im weiteren Kontext von Umweltmonitoring und infrastrukturbezogenem Ingenieurwesen relevant. Erdverlegte Höchstspannungskabel können Bodenverhältnisse beeinflussen, wodurch kontinuierliche und vergleichende Messungen wichtig werden, um mögliche betriebsbedingte Einflüsse auf Böden und damit verbundene biologische Parameter besser zu verstehen. Mit Perspektiven wie dieser trägt TABERG Ingenieure GmbH gemeinsam mit SIERA dazu bei, fachlich fundierte Projektinhalte klar zu kommunizieren.

Projekthintergrund

Die rund 90 km lange 320-kV-Gleichstromerdkabeltrasse ALEGrO wurde von der Amprion GmbH geplant und zwischen 2018 und 2020 zwischen Oberzier in Nordrhein-Westfalen und Lixhe in Belgien erdverlegt. Die beiden Erdkabel liegen in einer Tiefe von 1,8 m, bezogen auf die Oberkante des Schutzrohrs, und sind in einem zeitweise fließfähigen, selbstverdichtenden Verfüllbaustoff als Bettungsmaterial eingebettet.

Der Betrieb erdverlegter Höchstspannungskabel führt zu einer Erwärmung umliegender Böden, insbesondere des Unterbodens im Bereich der Verlegetiefe. Den Projektinformationen zufolge wird diese betriebsbedingte Bodenerwärmung von mehreren Faktoren beeinflusst.

Dazu gehören:

• das verwendete Bettungsmaterial
• die Kabelauslastung
• die Anzahl der Kabel
• die Dicke und Abschirmung der Kabel
• der Abstand zwischen den Kabeln
• die den Wärmehaushalt bestimmenden Bodeneigenschaften

Den Wärmehaushalt bestimmende Bodeneigenschaften sind z.B.:

• Bodenart
• Lagerungsdichte
• organische Bodensubstanz

Themen wie dieses verdeutlichen die Relevanz technisch detaillierter Monitoring- und Infrastrukturkommunikation, wie sie auch von TABERG Ingenieure GmbH  im Rahmen des SIERA Netzwerks eingeordnet wird.

Zielsetzung des Monitorings

Das Monitoring verfolgt mehrere Ziele. Ein wesentlicher Zweck besteht darin, relevante Gruppen über mögliche betriebsbedingte Einflüsse erdverlegter Höchstspannungskabel zu informieren.

Zu den ausdrücklich angesprochenen Gruppen gehören u.a.:

• Grundstückseigentümer
• Landwirte
• Umweltverbände

Mögliche betriebsbedingte Einflüsse von Erdkabeln können sich auswirken auf:

• natürlich anstehende Böden
• Kulturpflanzen und Vegetation
• Stoffumsetzungen wie die Stickstoffmineralisation
• Bodenflora
• Bodenfauna

Darüber hinaus sollte das Monitoring dazu beitragen:

• die Kommunikation zu erleichtern
• die Akzeptanz von Erdkabelprojekten zu erhöhen
• insbesondere die Akzeptanz bei Landwirten zu steigern

Diese Zielsetzung zeigt, dass das Monitoring nicht nur aus technischer Sicht relevant ist, sondern auch im Hinblick auf Kommunikation, Verständnis und Transparenz.

Monitoringdesign

Zur Beurteilung der Auswirkungen betriebsbedingter Wärmeemissionen der ALEGrO-Kabeltrasse auf Bodentemperatur und Bodenwasserhaushalt wurden entlang der Trasse im Raum Aachen vier ausgewählte Untersuchungsstandorte festgelegt.

An jedem Untersuchungsstandort wurden nach vorheriger standörtlicher und bodenkundlicher Erkundung zwei Messfelder eingerichtet:

1. ein Messfeld direkt über dem ALEGrO-Erdkabel
2. ein Messfeld in direkter Nachbarschaft als Kontrollfläche ohne Kabelbetrieb

Dieses Design ermöglichte den Vergleich zwischen einem unmittelbar vom Kabelbetrieb beeinflussten Bereich und einer benachbarten Referenzfläche.

Das Monitoring umfasste die kontinuierliche Erfassung von:

• Bodentemperatur
• Bodenfeuchte

Die Sensoren wurden in verschiedenen Bodentiefen installiert, darunter:

• Krume
• Hauptwurzelzone
• Unterboden

Die Anordnung erfolgte orthogonal zum Kabelverlauf im Kabelgraben und spiegelbildlich in der benachbarten Kontrollfläche.

Monitoringzeitraum

Der Monitoringzeitraum erstreckte sich von Mai 2022 bis April 2026 und umfasste damit nahezu vier Jahre. Während dieser Zeit wurden Bodentemperatur und Bodenfeuchte sowohl im Kabelgraben als auch in der Kontrollfläche kontinuierlich erfasst.

Diese langfristige Struktur ist bedeutsam, da sie Beobachtungen über einen breiten Zeitraum ermöglicht und den Vergleich zwischen Trassenbereich mit Kabelbetrieb und Kontrollfläche ohne Kabelbetrieb unterstützt.

Zusätzliche Untersuchungen

Ergänzend zu den sensorbasierten Messungen umfasste das Monitoring über den gesamten Zeitraum hinweg auch bodenbiologische Untersuchungen.

Diese umfassten:

• mikrobielle Biomasse
• mikrobielle Aktivität
• Enzymaktivität
• N_min-Gehalte
• Regenwurmuntersuchungen
• Wurzeluntersuchungen
• Untersuchungen des Grasaufwuchses

Dieser breitere Ansatz unterstützt ein umfassenderes Verständnis dafür, wie sich erdverlegte Kabelinfrastruktur unter Betriebsbedingungen auf den Bodentemperatur- und Bodenfeuchtehaushalt sowie bodenbiologische Parameter auswirken kann.

Projektübersicht

Monitoringaspekt	Beschreibung
Projekt	ALEGrO Bodentemperatur- und Bodenfeuchtemonitoring
Trassenlänge	Rund 90 km
Spannungsebene	320 kV
Trassenabschnitt	Oberzier bis Lixhe
Verlegezeitraum	2018 bis 2020
Kabeleinbautiefe	1,8 m
Untersuchungsregion	Raum Aachen
Anzahl Untersuchungsstandorte	4
Messfelder pro Standort	2
Monitoringzeitraum	Mai 2022 bis April 2026
Kernparameter	Bodentemperatur, Bodenfeuchte
Zusätzliche Untersuchungen	Mikrobielle Biomasse, mikrobielle Aktivität, Enzymaktivität, Nmin, Regenwürmer, Wurzeln, Grasaufwuchs

Dokumentation und wissenschaftliche Veröffentlichung

Die Ergebnisse wurden in Quartals- und Jahresberichten mithilfe statistischer Auswertungen und Darstellungen beschrieben und erläutert. Darüber hinaus wurde ein Teil der Erkenntnisse in Zusammenarbeit mit der Universität Trier, Fachbereich Bodenkunde, in wissenschaftlichen Fachzeitschriften veröffentlicht.

Diese Verbindung aus langfristiger Dokumentation und wissenschaftlicher Veröffentlichung erhöht den Wert des Monitorings, da sie sowohl die fachliche Einordnung als auch die weitergehende Sichtbarkeit unterstützt.

Relevanz des Monitorings

Das ALEGrO-Monitoring trägt zu einem besseren Verständnis mehrerer relevanter Aspekte bei.

Dazu gehören:

• Auswirkungen betriebsbedingter Wärmeemissionen erdverlegter Höchstspannungskabel
• Bodentemperaturhaushalt
• Bodenwasserhaushalt
• mögliche Einflüsse auf bodenbiologische Parameter
• Informations- und Kommunikationsbedarf mit Grundstückseigentümern, Landwirten und Umweltverbänden

Das Monitoring unterstützt zudem einen fundierteren Austausch über Erdkabelprojekte, indem es langfristige Beobachtungen und vergleichende Daten aus Kabeltrasse und Kontrollflächen bereitstellt.

Langfristige Beobachtungen entlang der ALEGrO-Erdkabeltrasse zeigen, wie strukturiertes Monitoring dazu beitragen kann, bodenbezogene Bedingungen im Kontext erdverlegter Höchstspannungskabelinfrastruktur besser zu verstehen. Aus dieser Perspektive hebt TABERG Ingenieure GmbH in Zusammenarbeit mit SIERA den Wert kontinuierlicher Messungen, eines vergleichenden Felddesigns und ergänzender bodenbiologischer Untersuchungen hervor.

An vier ausgewählten Untersuchungsstandorten im Raum Aachen entstand durch Messungen direkt über dem Kabel und auf benachbarten Kontrollflächen über nahezu vier Jahre hinweg eine breite Grundlage zur Beobachtung von Bodentemperatur und Bodenfeuchte. Zusammen mit Untersuchungen zu mikrobieller Biomasse, mikrobieller Aktivität, Enzymaktivität, N_min-Gehalten, Regenwürmern, Wurzeln und Grasaufwuchs vermittelt das Monitoring ein differenziertes Bild von Bodenverhältnissen unter betrieblichem Einfluss erdverlegter Kabel.

Langfristige Beobachtungen wie diese verdeutlichen den Wert strukturierter Monitoringansätze für die Beurteilung bodenbezogener Bedingungen bei Erdkabelprojekten. Weitere fachliche Perspektiven spiegeln sich in den Themen von TABERG Ingenieure GmbH im SIERA Netzwerk wider.