Smarte Drainage. Konzeptnachweis eines "Smart drainage"-Systems mit physikalischer Modellierung im Massstab 1:1 und Integration einer selbstregulierenden Kontrolle der Drainage

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DOI of the original publication
URI
https://irf.fhnw.ch/handle/11654/46021
Project type
angewandte Forschung
Project start
2021
Project end
2022
Project status
abgeschlossen
Project contact
Project manager
Contributors
Description
Abstract
In vielen Regionen Europas sind landwirtschaftliche Anbauflächen mit einem unterirdischen Entwässerungssystem ausgestattet, die das bei Regenfällen versickernde Wasser ableiten und so die natürliche Grundwasserneubildung verringern. Die Einführung von Entwässerungsregelungen in bestehende Entwässerungssysteme ist ein Mittel zur Erhöhung des Wasserrückhalts im Boden. In der vorliegenden Studie wurde ein automatisches Entwässerungssystem entwickelt und in einem Laborprototyp betrieben. Ziel unseres Experiments war es, herauszufinden, welche technischen und praktischen Schwierigkeiten bei der Verwendung eines Entwässerungssteuerungsgeräts auftreten und welche Probleme somit seine Verbreitung unter den Landwirten behindern. Besonderes Augenmerk wurde auf mögliche Probleme im Zusammenhang mit der Sedimentation gelegt.
Link
https://www.fhnw.ch/de/die-fhnw/hochschulen/architektur-bau-geomatik/institute/institut-bauingenieurwesen/forschung/wasserbau-und-wasserwirtschaft/smartedrainage
Created during FHNW affiliation
Yes
Strategic action fields FHNW
School
Hochschule für Architektur, Bau und Geomatik
Institute
Institut Bauingenieurwesen
Financed by
Project partner
Amt für Umwelt - Kanton Solothurn
TerrAquat GmbH
Bund der Ingenieure für Wasserwirtschaft, Abfallwirtschaft und Kulturbau (BWK)
Contracting authority
SAP reference
Keywords
Entwässerungssystem
Drainagesystem
Abflusskontrolleinrichtung
Sedimentation
Automatische Entwässerungssysteme
Landwirtschaft
Subject (DDC)
624 - Ingenieurbau und Umwelttechnik
Publications
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Publication
Machbarkeit von smarten Drainagen in bindigen Böden
(Springer, 12/2022) Venuleo, Sara; Lebrenz, Henning; Staufer, Philipp [in: Wasser und Abfall]
Smarte Drainagen, die temporär Wasser zurückhalten, können eine weitere Möglichkeit zur Anpassung an den Klimawandel sein. Sie reduzieren u. a. die Spitzen von Hochwasser und können bei ausbleibenden Niederschlägen zur Linderung der Trockenheit beitragen. Mithilfe von physikalischen Modellversuchen wurden Grenzen und aber auch die grundsätzliche Machbarkeit für Geländesituationen aufgezeigt, die in der Nordwestschweiz und Südbaden typisch sind.
01A - Beitrag in wissenschaftlicher Zeitschrift
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Publication
Semi- or fully automatic drainage regulation as a mean to recharge groundwater
(17.04.2024) Venuleo, Sara; Unrau, Silas; Staufer, Philipp; Lebrenz, Henning
Climatic change is decreasing water availability, all over the world. Regions which never faced water scarcity need to adapt their practises to face more frequent and severe droughts periods. Among others, agriculture is one of the sectors that will face the consequences of water scarcity. Indeed, while water availability decreases, the use of water for irrigation purposes becomes questionable. In many regions in Europe, cultivated areas have a sub-surface drainage system, which ensures that crops do not face water stress due to excessive soil water content. These drainage systems convey the water infiltrating during rainfall events to surface channels, reducing the natural water table recharge. Introducing drainage regulations units in existing drainage systems represent a mean to increase the soil water retention and, consequently, a mean to increase the natural water table recharge while decreasing the need of irrigation and while helping to reduce peak flow during intense rainfall events. Moreover, controlled drainage management can reduce the amount of Nitrogen and Plant Protection Products (PPP) discharged into surface waters. Given its environmental benefits, drainage water management is today an official conservation practice in the USA and the Conservation Practice Standard 554 (code 554) has been published by the United States Department of Agriculture to inform, advice and guide potential users of this practise. Drainage control units can be simple structures retrofitted in existing drainage networks outlets. They can consist of sliding weir systems or of a flashboard with adjustable height and they can be operated manually or automatically. In the present study an automatic drainage control unit has been developed and operated in a laboratory prototype. The objective of our experiment was understanding which technical and practical difficulties are faced in the use of a drainage control unit and thus which issues hinder its spread among farmers. Particular attention was given to possible issues associated with sedimentation.
06 - Präsentation