Ingenieurbiologie
Bauen mit der Natur
Ingenieurbiologie bedeutet Bauen mit lebenden Pflanzen und gewachsenen Materialien in Kombination mit technischen Hilfs- und Ergänzungsoffen, damit sich die Verbauungen ökologisch gut in die Landschaft einfügen. Dies erfolgt mit Hilfe von Saatgut, Pflanzenteilen, ganzen Pflanzen oder Pflanzendecken, aber auch mit toten Baustoffen wie Holz, Steinen, Erdmaterial oder Geotextilien.
Es existiert eine Vielfalt unterschiedlicher ingenieurbiologischer Bauweisen. Der Schwerpunkt liegt meist bei Hang-, Böschungs- und Ufersicherungen. Es gibt nur wenige Standorte, die für ingenieurbiologische Techniken ungeeignet sind.
Anwendungsgebiete
Zu den wichtigsten Anwendungsgebieten ingenieurbiologischer Maßnahmen zählen:
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Wasserbau |
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Erdbau |
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Landschaftsbau |
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Straßenbau |
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Wildbach- und Lawinenverbauung |
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Küstenschutz. |
Wie herkömmliche Verbauungen erfüllen auch ingenieurbiologische Bauwerke wichtige technische Funktionen. Dazu zählen je nach Bautyp Schutz vor Erosion und schädlichen mechanischen Kräften, Bodenbefestigung, Entwässerung, Verringerung der Fließgeschwindigkeit an Gewässerufern, Erhöhung der Bodenrauigkeit, Windschutz oder Förderung der Ablagerung von Schnee, Triebsand bzw Geschiebe. Darüber hinaus erfüllen ingenieurbiologische Bauwerke aber auch ökologische und gestalterische Funktionen. Sie integrieren Bauwerke in die Landschaft und werten durch neue Akzente, Strukturen und Formen das Landschaftsbild auf.
=>
mehr zum Thema Landschaftsästhetik
Neben unterschiedlichsten
Begrünungsmethoden zählen zu häufig eingesetzten
ingenieurbiologischen Bauweisen:
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Steckhölzer
Steckhölzer sind lebende Aststücke von Weiden oder Pappeln, die in den Boden gesteckt werden. Die Aststücke bewurzeln sich und wachsen zu einem Strauch oder Baum heran. Weidensteckhölzer werden zur raschen Bestockung von (Ufer)Böschungen eingesetzt. |
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Spreitlagen
Spreitlagen bestehen aus lebendem und daher ausschlagfähigem oder auch totem Astmaterial, das flächig zur Sicherung von Böschungen ausgebracht und befestigt wird. |
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Faschinen
Für Faschinen werden lebende und/oder tote Äste gebündelt, mit Pfählen am Boden fixiert und leicht mit Erde bedeckt. Weidenfaschinen sind eine wirkungsvolle Fuß- und Längssicherung für Uferböschungen, vertikal zum Hang verlegte Faschinen werden zur Entwässerung feuchter Hangteile eingesetzt. |
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Krainerwände
Krainerwände werden zur Stabilisierung von Böschungen eingesetzt. Sie bestehen aus Längs- und Querhölzern (manchmal auch aus Betonteilen), aus denen ein belastbares Gerüst aufgebaut wird. Die Räume zwischen den Hölzern werden mit Bodenmaterial aufgefüllt und mit Steckhölzern bepflanzt. |
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Buhnen
Buhnen werden in Gewässern quer zur Strömung errichtet. Sie reichen vom Ufer ins Gewässerbett, nehmen jedoch nicht die gesamte Breite ein. Während in kleinen Gewässern auch lebende Buhnen aus Bäumen errichtet werden können, werden in großen Flüssen vor allem massive Buhnen aus Wasserbausteinen errichtet. Buhnen erhöhen die Struktur- und Substratvielfalt, fördern die Entwicklung von Still- und Kehrwasserbereichen, unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten und unterschiedlich („sortierte“) Sedimentablagerungen. |
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Raubäume
Raubäume werden zur Sicherung von Uferanbrüchen verwendet und sind zugleich wertvolle Gewässerstrukturen. Hierzu werden gefällte Bäume im Wasser am Ufer verankert. Das Astwerk senkt die Strömungsgeschwindigkeit und fördert das Absetzen von Sedimenten. |
Pflanzen als Baustoffe
Vorteile lebender Pflanzen im Vergleich zu toten Baustoffen:
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Pflanzen bedecken offene Bodenoberflächen und vermindern die Prallwirkung von Niederschlägen. |
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Pflanzen verbessern den Wasserhaushalt, indem sie die Wasserspeicherfähigkeit des Bodens verbessern und Wasser verdunsten. |
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Pflanzen durchwurzeln und stabilisieren den Boden, sie erhöhen die Scherfestigkeit. |
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Pflanzen schließen mit ihren Wurzeln den Boden auf, sie verbessern die Bodenstruktur und steigern die Fruchtbarkeit von Rohböden. |
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Pflanzenbestände wirken in der bodennahen Luftschicht und an der Bodenoberfläche temperaturausgleichend. Gehölze spenden zudem Schatten. |
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Pflanzen sind bis zu einem gewissen Grad elastisch und biegefest. |
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Pflanzen regenerieren sich. Viele Laubgehölze sind zu Stockausschlag fähig und treiben neu aus, wenn sie durch Hochwasser, Schneedruck oder Steinschlag geknickt oder abgebrochen werden. Manche Pflanzen überstehen auch das Überschütten und Freilegen von Wurzeln ohne Probleme. |
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Pflanzen können sich bis zu einem gewissen Ausmaß an die gegebenen Umwelt- und Witterungsbedingungen anpassen. Auf mechanische Belastungen reagieren viele Arten durch bestimmte Wuchsformen |
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Auepflanzen ertragen Überstauung durch Wasser. |
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Als lebende Systeme unterliegen ingenieurbiologische Bauweisen einer dynamischen Selbstregelung. Sie entwickeln sich weiter und bleiben im Gleichgewicht |
Erfolgreiche ingenieurbiologische Verbauung
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Wichtige Voraussetzung für erfolgreichen Grünverbau ist eine ökologisch orientierte, landschaftsangepasste Gesamtplanung mit frühzeitiger Einbindung der Ingenieurbiologie. Zu beachten ist insbesondere, dass ingenieurbiologische Bauten meist mehr Raum als herkömmliche technische Bauwerke beanspruchen. |
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Es sind entsprechend den gegebenen Standortverhältnissen die geeignetsten und wirkungsvollsten Bauweisen auszuwählen. Dabei darf nicht vergessen werden, dass ingenieurbiologische Verbauungen nicht in allen Fällen den gleichen Belastungen standhalten wie technische Bauten und daher auch nicht alle Aufgaben lösen können, die durch herkömmliche Verbauungen erfüllt werden. |
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Für Lebendverbau soll möglichst autochthones Pflanzenmaterial verwendet werden. Optimal sind Pflanzen, die aus dem Umfeld der Baustelle stammen. Ideal ist, wenn standorttypische Vegetation, die durch das Baugeschehen entfernt werden muss, wieder verwendet werden kann. Für die Gewinnung von Steckhölzern sind natürliche Gehölzbestände in der Umgebung geeignet, weil dort alle in Frage kommenden Arten mit der regionaltypischen genetischen Ausstattung in allen Altersklassen und Aststärken vorkommen. Werden Pflanzen zugekauft, ist eine Herkunft aus ökologisch möglichst vergleichbaren Regionen wichtig.
=> mehr zum Thema Autochthon - Allochthon |
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Die Verwendung von lebenden Pflanzen ist nicht zu allen Jahreszeiten möglich. Für einen erfolgreichen Lebendverbau ist deshalb der optimale Herstellungszeitpunkt sehr wichtig. Ein entsprechender Gesamtzeitplan und die Abstimmung der ingenieurbiologischen Arbeiten mit allen anderen Baustellentätigkeiten ist Voraussetzung für das Gelingen. |
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Im Gegensatz zu technischen Bauten, die sofort nach der Fertigstellung voll funktionsfähig sind, weisen lebende Bauwerke zunächst oft nur eine geringe Wirksamkeit auf, die sich erst mit der Zeit steigert. Pflegemaßnahmen können diese Entwicklung fördern. |
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Fachgerecht ausgeführte ingenieurbiologische Verbauungen benötigen in den meisten Fällen nach dem zweiten Jahr keine laufende Pflege mehr. Maßnahmen zur Erhaltung der Bauwerke sind je nach Bauweise und Funktion in mittelfristigen bis langfristigen Intervallen oder nach besonderen Ereignissen (z.B. Naturkatastrophen, Beschädigungen) erforderlich. Bei größeren ingenieurbiologischen Verbauungen ist es empfehlenswert, einen langfristigen Pflegeplan auszuarbeiten, der die notwendigen Unterhaltsmaßnahmen verbindlich festlegt. |
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Ingenieurbiologische Verbauungen sind langlebig. Auch wenn die Herstellung nicht immer kostengünstiger ist als die herkömmlicher technischer Verbauungen, zeichnen sich insbesondere Lebendverbaue bei der richtigen Wahl von Baustoffen und Bautypen durch eine hohe Nachhaltigkeit aus und sind in Summe mittelfristig meist wirtschaftlicher als klassische Ingenieurbauten. |
Unterlagen / Links
S. Tobias (2000): Einführung in die Ingenieurbiologie. Skriptum. Eidgenössisch Forschungsanstalt WSL, 35 S.,
Download pdf (586 kb)
F. Florineth (2004): Pflanzen statt Beton. Handbuch zur Ingenieurbiologie und Vegetationstechnik. Patzer Verlag, Berlin-Hannover, 272 S.
H. Zeh (2007): Ingenieurbiologie. Handbuch Bautypen. Vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich, Zürich, 441 S.
A. Jany & P. Geitz (2013): Ingenieurbiologische Bauweisen an Fließgewässern. WBW Fortbildungsgesellschaft für Gewässerentwicklung mbH & LUBW Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg, Karlsruhe,
Download Teil 1 - Leitfaden für die Praxis (pdf 7.927 kb),
Download Teil 2 - Steckbriefe aus der Praxis (pdf 7.588 kb),
Download Teil 3 - Arbeitsblätter für die Baustelle (pdf 2.078 kb)
H. Zeh (2010): Ingenieurbiologische Bauweisen im naturnahen Wasserbau. Praxishilfe. Umwelt-Wissen 1004, überarbeitete Ausgabe, Bundesamt für Umwelt (BAFU), Bern, 59 S.,
Download pdf (3.832 kb)
C. Graf, A. Böll & F.Graf (2003): Pflanzen im Einsatz gegen Erosion und oberflächennahe Rutschungen. Merkblatt für die Praxis 37, Eidenössische Forschungsanstalt WSL, Birmensdorf, 8 S.,
Download pdf (13.539 kb)
