Projekt 05147/01

Entwicklung eines automatischen On-line-Verfahrens zur Deponie-Einbau-Überwachung

Projektdurchführung

Ingenieurbüro Wente/ThiedigMeßtechnik, Bildvermessung, Prüftechnik
Spechtweg 1
38108 Braunschweig

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Ziel des Projektes war die Entwicklung eines deponietauglichen Meßsystems, mit dem die räumliche Aufzeichnung der kontinuierlich ansteigenden Deponiehöhen durch den fortlaufenden Abfalleinbau ermöglicht wird. Das neue Verfahren sollte zur genauen Bestimmung des verfüllten Deponievolumens und des noch verfügbaren Restvolumens eingesetzt werden können.
Weitere Entwicklungsziele waren die folgenden: Realisierung einer Kopplung mit Daten aus der Abfallanlieferung, Erstellung eines genauen Abfallkatasters mit Bezug auf die Abfallverdichtung und -festigkeiten, Verfolgung von Setzungserscheinungen und eine Optimierung der Einbautechnik durch Kom-paktorsteuerung.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm Hinblick auf die Erarbeitung eines Ablagerungskatasters wurde eine Global-Positioning-System (GPS) -gestützte Koordinatenerfassung der Anlieferung auf dem Einbaufeld erarbeitet und diese Positionsdaten mit der vorhandenen Anlieferdatenbank sowie mit einer 3D-Darstellung der räumlichen Verteilung der ausgewählten Abfallart verknüpft.
Zur Erfassung des aktuellen Deponievolumens wurden die Flächenprofile aus den Fahrspuren des Kompaktors gewonnen, der das Gelände im normalen Einbaubetrieb kontinuierlich und vollständig abscannt. Die permanente Positionserfassung des Fahrzeuges ergab ein sich stetig aktualisierendes Bild von der Deponieoberfläche. Im Rahmen der Entwicklung, Erprobung und Anpassung eines Meßsystems zur dynamischen Positionserfassung des Kompaktors ließ sich nach Funkübermittlung der aktuellen Ortskoordi-naten des Kompaktors und Echtzeitausgabe auf dem Display für die Online-Einbausteuerung die erreichte Verdichtung von den Höhenwerten ableiten.


Ergebnisse und Diskussion

Zum Projekt liegt der ausführliche Bericht von Juni 1999 vor.
Die für das Ablagerungskataster und für die Messung der Ablagerungs-Koordinaten der An-lieferung entwickelte ‚low-cost-GPS-Datenloggerlösung, die sich über ein Jahr hinweg im tagtäglichen Einsatz auf dem Kompaktor der Deponie Bornum bewährte, eignet sich für Katasteranwendungen, die den Verbleib von Anlieferungen durch x-y-Koordinaten mit Messunsicherheiten zwischen 1 und 3 m erfassen. Sie ist in Form eines Datenloggers für den Deponieeinweiser einsetzbar. Die interne Elektronik erlaubt den Anschluß üblicher Eingabegeräte, so daß die jeweilige Lagekoordinate zur Anlieferung vor Ort beispielsweise durch die Autonummer oder durch den Barcode der Anliefererklärung ergänzt werden kann. Auf diese Weise ist ein eindeutiger Abgleich mit der Anlieferdatenbank der Deponie gewährleistet. Höhenkoordinaten, die bedingt durch den low-cost-Empfänger Unsicherheiten bis zu 8 m aufweisen können, lassen sich für Katasteranwendungen nicht mehr verwerten. Es lag daher nahe, die Höhenkoordinate der jeweiligen Anlieferung durch anschließendes Überfahren per präzise messendem Kompaktor zu gewinnen. (Hinweis zum Sonderfall: die Deponie Bornum arbeitet ohne Einweiser, da die Anliefererklärung direkt dem Kompaktorfahrer ausgehändigt wird. Auf diese Weise kommt die Deponie Bornum mit einem einzigen hochpräzisen Datenlogger aus, der die Deponie kontinuierlich geodätisch auf den Zentimeter vermißt und gleichzeitig die Ablagerungskoordinaten für das Kataster mit derselben Genauigkeit registriert.)
Des Weiteren wurde die Deponiefläche durch kontinuierliche Messung der fortlaufenden Kompaktorpositionen während des Einbaues mit Hilfe von zwei Meßsystem-Alternativen vollständig beschrieben:
- patentiertes CCD-gestütztes Autotheodolitensystem nach photogrammetrischem Ansatz;
- hochpräzises GPS-Vermessungssystem, bestehend aus Rover- und Basisstation.
Wahlweise ist das sogenannte ‚postprocessing oder zur Einbausteuerung die Echtzeit-Datenübermittlung an den Kompaktorfahrer im Fahrerhaus möglich.
Darüber hinaus wurden Kataster- und Vermessungsdaten in das Deponieinformationssystem, bestehend aus ORACLE-Datenbank und CAD-3D-Software (beides auf Basis des Windows-NT-Betriebssystems) eingearbeitet. Die Fernwartung der Rohdaten wurde problemlos via ISDN bewerkstelligt, die 3D-Oberflächen-Koordinaten wurden vermascht dargestellt, so dass die Volumenberechnung zu den historischen Oberflächen erfolgen konnte. Durch das Einpflegen der Daten aus der deponieeigenen Anlieferer-Datenbank ließen sich die eingebrachten Tonnagen mit den Einbauvolumina ins Verhältnis setzen und auf diese Weise die Einbaudichten bestimmen. Zielgerichtete Datenbankanfragen mittels frei verknüpfbarer Merkmale sind möglich.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Kontaktadresse:
Ingenieurbüro Wente / Thiedig, Bienroder Weg 53, 38108 Braunschweig, Ansprechpartner: Herr Wente, Tel. 0531/2351-351, Fax -359;
Technische Universität Braunschweig, Leichtweiss-Institut für Wasserbau, Beethovenstraße 51 a; Braunschweig, Ansprechpartner: Herr Professor Collins, Tel. 0531/391-3960, Fax -4584;
Internetauftritt: www.geo-trac.de mit einer ausführlichen Beschreibung und Darstellung der Verfahren, Produkte und Dienstleistungen


Fazit

Im Ergebnis des Projektes steht das automatische Vermessungssystem ‚Geo-Trac, das folgende Funktionen bietet: eine kontinuierliche Erfassung des Deponiereliefs, die Bestimmung von Einbauvolumina und -dichten sowie ein räumliches Kataster der abgelagerten Abfallarten. Das System liefert auf diese Weise wichtige Basisdaten zur Optimierung der Einbautechnik, zur Intensivierung der Nutzung vorhandenen Deponieraumes und Erkennung von Unregelmäßigkeiten.
Mit der Möglichkeit, beliebige Geländeoberflächen mittels Geo-Trac durch einfache Kompaktorüberfahrten zu vermessen und daraus Einbauvolumen und Einbaudichten zu bestimmen, kann das Büro Wente/ Thiedig darüber hinaus den Deponiebetreibern eine Unterstützung bei Einbauuntersuchungen anbieten, wie sie zur Bewertung von Abfallvorbehandlungsverfahren erfolgreich hinzugezogen werden. Für die Deponiebetreiber ist das System, obwohl es über die Anforderungen der Technischen Anleitungen TA Ab-fall und TA Siedlungsabfall hinausgeht, von großem Interesse, weil es den Nachweis eines ordnungsgemäßen Deponiebetriebes erleichtert.
Insgesamt wurde das Vorhaben erfolgreich abgeschlossen. Die lange Projektlaufzeit von über vier Jahren zeigt aber auch, dass kleine Unternehmen oft nicht die finanziellen und personellen Freiheiten besitzen, Neuentwicklungen schnell zu forcieren, sondern dass sich diese Unternehmen in erster Linie um die Abarbeitung von Aufträgen im Tagesgeschäft kümmern müssen.