Projektbeschreibung

Förderhinweis

Das IGF-Vorhaben Nr. 15880 N der Forschungsvereinigung Forschungsgemeinschaft Deutsche Braunkohlen-Industrie e.V. (FDBI) wurde über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke" e.V. (AiF) im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Laufzeit

01. Dezember 2008 bis 31. Oktober 2011

Motivation

Zur Gewinnung von Braunkohle muss in der Regel eine Absenkung des Grundwasserspiegels herbeigeführt werden, um die Arbeitssohlen des Tagebaus wasserfrei zu halten. Dies führt zu Höhenänderungen an der Tagesoberfläche aufgrund von Druckänderungen in den Grundwasserleitenden Schichten. Auch in vielen anderen Bereichen der Rohstoffgewinnung kommt es zu bergbaubedingten Höhenänderungen. Demgegenüber kommt es nach Einstellung der Wasserhaltungsmaßnahmen, z. B. im Zuge der Renaturierung aufgelassener Tagebaue, zu einem Wiederanstieg des Grundwassers, wodurch sich die Tagesoberfläche durch das Aufschwimmen der grundwasserleitenden Sedimentschichten wieder hebt. Die so hervorgerufenen Verformungen der Tagesoberfläche können zu einer Gefährdung von Gebäuden und Infrastruktureinrichtungen führen. Dies erfordert eine quasi-kontinuierliche Kontrolle, um die Auswirkungen auf die Tagesoberfläche möglichst genau und zeitnah zu erfassen. Hinzu kommt, dass die Bergbauindustrie zunehmend mit Umweltschutzfragen und Umweltauflagen konfrontiert wird, die eine Berücksichtigung und den Schutz von Flächen und Landschaftsräumen erfordern, die sich im potentiellen Einflussbereich ihrer Aktivitäten befinden. Damit kommt der Erfassung auftretender Veränderungen an der Tagesoberfläche eine wichtige Bedeutung zu.

Projektziele

In dem Forschungsvorhaben MultiSAR sollen die Daten der drei Radarsatelliten ENVISAT, ALOS und TerraSAR-X (C-, L- und X-Bandbereich des elektromagnetischen Spektrums) sowie zwei verschiedene Auswertemethoden (Differentielle Radarinterferometrie und Persistent Scatterer Interferometry) erstmalig kombiniert verwendet werden, um die jeweiligen Vorteile für eine möglichst flächendeckende Aussage über Höhenänderungen zu nutzen. Die integrierte Nutzung soll mit Hilfe eines neu zu entwickelnden GIS-basierten Auswertetools erfolgen, das sowohl eine zeitliche Analyse der Höhenänderungen von Einzelpunkten und der Geländeoberfläche, als auch eine Genauigkeitsanalyse durch den Vergleich mit geodätisch ermittelten Höhenänderungen ermöglichen soll.

Übergeordnetes Ziel dieses Vorhabens ist die Weiterentwicklung der differentiellen Radarinterferometrie zu einem anwendungsreifen Messverfahren, das die bekannten geodätischen Verfahren ergänzen und teilweise ersetzen wird, um die Wirtschaftlichkeit bei der Erfassung großflächiger Bodenbewegungen zu erhöhen.

Weitergehende Nutzung der Projektergebnisse

Die geplante Auswertung von Radardaten soll die Überwachung flächendeckender Höhenänderungen in Folge veränderter Wasserhaltung im Bereich von Braunkohlenbergbaugebieten ermöglichen. Anwendungsgebiete finden sich unter anderem auch im Rheinland, in Mitteldeutschland und in der Lausitz, sowie in anderen Braunkohlenrevieren weltweit. Informationen über Höhenänderungen der Tagesoberfläche werden jedoch nicht nur im Bereich der Braunkohlenindustrie benötigt. Darüber hinaus existieren viele weitere Einsatzmöglichkeiten, wie zum Beispiel

  • bei dem untertägigen Abbau von Rohstoffen (Steinkohle, Kali und Salz, Erze)
  • der Steine- und Erdenindustrie, wenn eine Absenkung des Grundwassers erforderlich ist,
  • bei der Förderung von Gas und Öl auf dem Festland,
  • bei unterirdischen Erdol-/Erdgas-Speichern,
  •  Erfassung von Senkungen in städtischen Gebieten, hervorgerufen durch natürliche Einflüsse (z. B. Venedig) oder durch Grundwasserentzug (z. B. New Orleans, Mexiko City, Bangkok).
  • Überwachung von Infrastruktureinrichtungen, die durch geogene Risiken (Hangrutschungen, Erdbeben, Vulkanausbrüche) gefährdet sein könnten u.v.w.m.
 

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