2.1.1.3 Massenberechnung Stadt Münster

Leitfaden → 2 Lager und Stoffströme → 2.1 Anthropogenes Materiallager → 2.1.1 Verkehrsflächen

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Massenberechnung Stadt Münster

Das zuvor beschrieben Vorgehen der Bestimmung anthropogener Materiallager mithilfe des Baustoffhaushaltsmodells, wird im folgenden Kapitel praktisch umgesetzt. Dazu wurde ein Teilbereich von Münster Nienberge als Untersuchungsgebiet ausgewählt.

Daten in Münster

Die Berechnungen basieren überwiegend auf kommunalen Daten, die durch das Amt für Mobilität und Tiefbau zur Verfügung gestellt wurden. Es wurden hauptsächlich zwei Geodatensätze verwendet. Der Datensatz "Schichten" beinhaltet bereits eine gute Ausgangslage und würde bei Vollständigkeit die Erhebung über das Baustoffhaushaltsmodell überflüssig machen. Der Datensatz besteht aus einer Vielzahl an Polygonen, welche einzelne Bereiche der Verkehrsfläche repräsentieren. Zusätzlich gibt es unterschiedliche „Ebenen“, die einzelne Schichten des Aufbaus darstellen. Die folgende Abbildung zeigt einen Ausschnitt des Datensatzes „Schichten“ für Münster Nienberge.

Ausschnitt des Datensatzes "Schichten", Farben nach spezifischer GUID für die einzelnen Polygone

In diesem Datensatz sind bereits die meisten Basisattribute enthalten, die für die Massenabschätzung über das Baustoffhaushaltsmodell erforderlich sind. Die fehlende Angabe des Baujahrs kann über eine Verschneidung mit dem Datensatz "Anlage" über einen gemeinsamen Identifikators erfolgen.  

Der Datensatz „Schichten“ weist aber auch einige Herausforderungen in der Verarbeitung auf. Ein spezifisches Problem besteht darin, dass zwischen den Polygonen viele Lücken vorhanden sind, da sie aus einem Knoten-Kanten-Modell generiert wurden. Dadurch können Fehler in der Flächenberücksichtigung auftreten und auch für die räumliche Verarbeitung der Daten in Geoinformationssystemen stellt es eine Herausforderung dar.

Das anthropogene Materiallager in Münster

Das Untersuchungsgebiet hat eine Fläche von rund zwei Quadratkilometern, davon nehmen die Verkehrsfläche rund zehn Prozent ein.

Wie oben bereits beschrieben, sind alle Basisattribute über kommunale Daten verfügbar und es ist daher auch keine Ableitung notwendig. Für Münster wurde der Konstruktionskatalog um spezifische Aufbauten erweitert, die für die Ableitung des anthropogenen Materiallagers herangezogen werden. Diese Aufbauten entsprechen der Münsteraner Planungs- und Bauausführung und sind daher nur bedingt übertragbar.

Bei der Berechnung hat sich gezeigt, dass es innerhalb des Datensatzes überschneidende Flächen der gleichen Ebene gab und das Gesamtnetz mit 0,22 km² um rund 22 Prozent überschätzt werden würde. Da die einzelnen Polygone auf Objektebene plausible Ergebnisse liefern und der Fehler erst auf der Netzebene zum Tragen kommt, konnte die Inkonsistenz der Daten über die Bildung eines Korrekturfaktors auf Netzebene ausgeglichen werden.

Das Untersuchungsgebiet hat 1538 dokumentierte Verkehrsflächen. Wie in der Abbildung unten zu erkennen, konnten 58 % mit dem Konstruktionskatalog verknüpft werden und somit bei der Massenermittlung berücksichtigt. Bei einem Viertel der Datensätze gab es keinen passenden Datensatz im Konstruktionskatalog. Dies ist überwiegend auf Flächen zurückzuführen, die vor 1975 gebaut worden und daher durch den Konstruktionskatalog nicht abgedeckt sind. Bei weiteren 16 % war das Jahr mit "0" angegeben, wodurch es ebenfalls zu keiner Zuordnung kam. Ein Prozent konnte aufgrund eines unbekannten Fehlers nicht zugeordnet werden.   

Übersicht über die Verknüpfung der Ist-Daten mit dem Konstruktionskatalog (n = 1538) (eigene Darstellung)

Die ermittelte Gesamtmasse für die Verkehrsfläche in Münster Nienberge beträgt rund 68 Mio. kg. Diese Masse verteilt sich, wie in folgender Abbildung zu sehen, zum Großteil mit 69 Prozent auf die Tragschicht.

Prozentuale Massenverteilung der unterschiedlichen Schichten in Münster Nienberge

Proben durch Schürfungen und Bohrungen zeigen in der Praxis, dass Straßenaufbauten älterer Verkehrsflächen nur selten genau den Vorgaben der RStO entsprechen. Zudem kommt es zu Schwankungen innerhalb eines Bauabschnittes, was durch variierende Bodenverhältnisse, ungenaue Baumaschinen und topografische Begebenheiten, die den Höhenverlauf der Straße beeinflussen, verursacht werden kann. Da diese Fehler sowohl in größeren als auch geringeren Schichtdicken resultiert, werden sie teils innerhalb einer Straße wieder ausgeglichen.

Es gibt auch Beispiele, bei denen beim Bau die geltenden Normen nicht umgesetzt wurden. In der Abbildung ist zu beobachten, wie der vorgeschriebene Aufbau von Asphaltdeckschicht, Asphaltbinderschicht und Asphalttragschicht durch eine besonders dicke Tragschicht ersetzt wurde.  

Die folgenden Abbildungen zeigen Schürfungen in Münster und die Varianz im Aufbau.

Aufbau der Kernlochbohrungen der acht Proben in der Hermann Hesse Straße in Münster

Aufbau der Kernlochbohrungen der acht Proben am Braaken in Münster

Integration in das RekoTi-Tool

Im Rahmen des Forschungsprojekts RekoTi wurde das hier beschriebene Vorgehen zur Kartierung anthropogener Materiallager in eine GIS-Anwendung implementiert. Das RekoTi-Tool ermöglicht eine automatisierte Berechnung und eine nutzerfreundliche Oberfläche. Alle oben beschriebenen Arbeitsschritte und notwendigen Verschneidungen werden über die Auswahl einer Region im Hintergrund ausgeführt, sodass die spezifische Ausgabe eines beliebigen Teilbereichs in Münster möglich ist. Siehe hierzu 4.2 RekoTi-Toolbox.  

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