Geotextilmaterialien werden im Küstenschutz zunehmend als Alternative zu Naturstein, Schlacke und Beton eingesetzt. In dieser Umgebung werden Geotextilien, wie alle technischen Oberflächen, von Organismen besiedelt, was allgemein als Biofouling bezeichnet wird. In einem zweijährigen Experiment wurde die Besiedlung benthischer Organismen auf zwei verschiedenen Geotextilmaterialien (Gewebe und Vlies) in der Elbmündung bei Cuxhaven untersucht und mit der Besiedlung auf unglasierten Keramikfliesen als Referenz verglichen. Das wichtigste Ergebnis war, dass der Vliesstoff mit wesentlich weniger Arten, weniger Individuen und niedrigeren Biomassewerten besiedelt wurde als das Gewebe und die Keramikfliesen. Zwischen Gewebe und Keramikfliesen wurde kein solch großer Unterschied festgestellt. Die Anzahl der Arten und die Anzahl der Individuen wiesen im Laufe der Zeit zwischen dem ersten und dem zweiten Jahr keine signifikanten Anstiege auf, während die Biomasse auf allen Materialien noch signifikant anstieg. Die Biomasse der Aufwuchsorganismen war jedoch bei Geotextilien aus Vliesstoffen fast zwei Größenordnungen kleiner als bei dem gewebten Material. Die Exposition im Meerwasser hatte keinen nachteiligen Einfluss auf die Stabilität der Geotextilien (Ergebnisse eines Zugversuchs). Geotextilmaterialien bieten daher eine einzigartige Wahlmöglichkeit für Ingenieure im Küsten- und Wasserbau: Je nach Anwendung können sie zwischen einem Material wählen, das leicht von benthischen Arten besiedelt werden kann, oder einem Material, das diese Besiedlung auf ein Minimum reduziert.
Literatur
Markus A. Wetzel, Jörg Scholle, Katharina Teschke (2014). Artificial structures in sediment-dominated estuaries and their possible influences on the ecosystem. Marine Environmental Research, Volume 99, Pages 125-135. (https://epic.awi.de/id/eprint/36043/1/Wetzel_et_al2014.pdf)
Markus A. Wetzel, Melanie Wiegmann, Jochen H.E. Koop (2011). The ecological potential of geotextiles in hydraulic engineering, Geotextiles and Geomembranes, Volume 29, Issue 4, Pages 440-446.
Abb. 1: Das nach 1 Jahr der Exposition in der Elbmündung wieder geborgene experimentelle Rack an Deck der „MS Vogelsand“
Abb. 2: Ergebnis nach einem Jahr: keine enkrustierenden Arten (Seepocken) auf dem Vliesstoffmaterial
Dieser Beitrag wurde erstmals 2019 auf dem Naue-Kolloquium veröffentlicht.
Geotechnische Einordnung
- Küstenschutz- und Wasserbauwerke in tidalen Ästuaren (z. B. Elbmündung bei Cuxhaven), bei denen geotextile Deckschichten anstelle von Naturstein, Schlacke oder Beton eingesetzt werden.
- Geotextile Oberflächen als künstliche Hartsubstrate, die durch benthische Organismen besiedelt werden (Biofouling) und damit Rauigkeit, Strömungsverhältnisse und ökologische Funktion des Bauwerks beeinflussen.
- Unterschiedliche Besiedlungsraten von gewebten Geotextilien und Vliesstoffen: Vliesstoffe zeigen im Versuch deutlich weniger Arten, Individuen und Biomasse als gewebte Materialien und Referenzkeramik.
- Meerwasserexposition über mehrere Jahre ohne nachweislich nachteiligen Einfluss auf die mechanische Stabilität der untersuchten Geotextilien (Zugversuche nach Exposition).
- Geotextile Materialwahl (Gewebe vs. Vlies, Oberflächenstruktur, Porenraum) als gezielt einsetzbarer Parameter, um Besiedlung zu fördern oder zu minimieren und damit ökologische und hydraulische Anforderungen auszubalancieren.
Typische Projektfragen
- Wie beeinflusst die Besiedlung geotextiler Oberflächen durch benthische Organismen die hydraulische Rauigkeit, Erosionssicherheit und Lebensdauer von Küstenschutz- und Wasserbauwerken?
- Welcher Geotextiltyp (gewebt oder Vliesstoff) ist für das konkrete Projektziel geeigneter – z. B. Minimierung von Bewuchs zur Reduktion von Biofouling oder gezielte ökologische Aufwertung künstlicher Strukturen?
- Wie kann die Bemessung geotextiler Filter- und Schutzlagen die langfristige mechanische Stabilität unter Meerwasser-, Strömungs- und Biofouling-Einfluss berücksichtigen und nachweisen?
Passende Naue-Produkte & Systemlösungen
Eine projektspezifische Systemauswahl ermöglicht es, Schutzbauwerke effizient, dauerhaft und an die lokalen Gegebenheiten angepasst zu realisieren.
Geotextile Oberflächen im Küstenschutz
- Secutex® Geotextilvlies als filter- und schützende geotextile Decklage auf Sand- und Feinsedimentböschungen; die Wahl der Vliesstruktur ermöglicht eine gezielte Beeinflussung der Besiedlung durch benthische Organismen und der resultierenden hydraulischen Rauigkeit.
- Gewebte Geotextilien als alternative Deckschicht mit ausgeprägter Oberflächenstruktur, wenn die Ausbildung einer biologisch aktiven Hartsubstratfläche und eine höhere Besiedlungsdichte im Vordergrund stehen.
Filter- und Trennschichten unter Wasserbauwerksstrukturen
- Secutex® Geotextilvlies als bemessbare Filter- und Trennlage zwischen Untergrund und Deckwerk (z. B. Steinschüttung, Betonfertigteile oder geotextile Sandcontainer), die Feinkornauswaschung verhindert und gleichzeitig den Einfluss von Biofilm- und Aufwuchsbildungen auf die Durchströmung berücksichtigt.
- Secudrain® Drainagematten als kombinierte Filter- und Dränageebene hinter Verkleidungen oder Spundwänden, um Porenwasserdruck abzubauen und Feinkornaustrag durch den integrierten Geotextilfilter zu begrenzen.
Erosionsschutz und Dauerhaftigkeit im Wasserbau
- Secumat® Erosionsschutzsysteme zur Sicherung von Böschungen und Uferbauwerken gegen Strömungs- und Wellenangriff; je nach Systemaufbau mit offenem oder bewachsenem Oberflächenbild, das hydraulische Stabilität und ökologische Integration verbindet.
- Kombination geotextiler Filter- und Schutzlagen mit mineralischen Deckwerken, um die Trag- und Filterfunktion dauerhaft sicherzustellen und gleichzeitig die lange mechanische Integrität der Geotextilien unter Meerwasser- und Biofouling-Einwirkung zu gewährleisten.
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