Universität Hohenheim legt Zwischenergebnis vor

Stadtbäume: Wasser sparen mit smarten Bewässerungssystemen

Rund tausend Kubikmeter Wasser könnte die Mainmetropole durch eine Optimierung von Bewässerungsvorgängen junger Stadtbäume in Zukunft weniger verbrauchen. Foto: Wikimedia Commons, CC BY 3.0

Frankfurt am Main möchte Vorreiter bei der wassersparenden Bewässerung von Stadtbäumen werden: Rund tausend Kubikmeter Wasser könnte die Mainmetropole durch eine Optimierung von Bewässerungsvorgängen junger Stadtbäume in Zukunft weniger verbrauchen. Das ist ein Zwischenergebnis des Modellversuchs "Smarte Bewässerung", den Forscher der Universität Hohenheim, das Frankfurter Grünflächenamt, der Frankfurter Palengarten und die Frankfurter Entsorgungs- und Service GmbH (FES) durchführen. Dabei erfasst ein intelligentes Mess- und Computer-System die aktuelle Wasserversorgung der Bäume. Die Folge: Bewässerung wird digital gesteuert und bedarfsorientiert.

Die Landwirtschaft ist schon weiter

Aktuell werden in Frankfurt, wie in vielen anderen Städten auch, Bäume nach einem festgelegten Plan mit einer festen Wassermenge bewässert. Das starre Bewässerungskonzept kann Experten zufolge zur Überbewässerung einiger Arten führen und eröffnet zugleich ein Potenzial für Wassereinsparungen. Außerdem nutzen die beauftragten Dienstleister aus Wettbewerbsgründen teilweise Trinkwasser, obwohl das Grünflächenamt stadtweit mehrere Prozess- und Regenwasserquellen zur Verfügung stellt, die für Bewässerungsdienste genutzt werden können.

In einem Modellprojekt untersucht das Forscherteam in Zusammenarbeit mit der Grünflächenbehörde, IT-Spezialisten und Botanikern, wie ein intelligentes Bewässerungssystem für Stadtbäume gestaltet werden kann. "Im landwirtschaftlichen Bereich gibt es bereits eine Vielzahl intelligenter Bewässerungsmethoden", sagt Dr. Valerie Graf-Drasch, Habilitandin im Fachgebiet Digitales Management der Universität Hohenheim. "Studien, die untersuchen, wie intelligente Bewässerungssysteme in der Stadt aussehen können, sind jedoch rar. Unsere Studie gehört nach unserem Wissen zu den Ersten, die ein Design für ein intelligentes Bewässerungssystem für Stadtbäume vorschlägt."

Mit Sender ausgestattete Messgeräte

Um die Wasserverluste zu minimieren, muss ein intelligentes Bewässerungssystem den Wasserbedarf der Pflanzen möglichst genau ermitteln und für eine optimale Wasserversorgung sorgen. Dafür wurden in dem Versuch kleine, mit einem Sender ausgestattete Messgeräte in den Boden von acht jungen Eschen eingesetzt. Denn gerade frisch gepflanzte, junge Bäume sind auf eine ausreichende Wasserversorgung angewiesen.

Dabei sind sowohl Bodenfeuchtigkeitssensoren als auch Tensiometer im Einsatz. Sie erfassen das Wasserpotenzial des Bodens. Es gibt an, wie viel Wasser den Pflanzen in verschiedenen Tiefen zur Verfügung steht und welche Kraft die Bäume benötigten, um es aus dem Boden zu ziehen.

Die Daten werden über ein stadteigenes Funknetz direkt an einen zentralen Rechner übermittelt, der daraus den individuellen Wässerungsbedarf jedes einzelnen Baumes errechnet. Ziel ist es, nicht mehr pauschal jeden Baum mit einer vorbestimmten Menge Wasser zu versorgen, sondern je nach Standort die benötigte Menge zu ermitteln und so Wasser zu sparen. "Bis ein smartes Bewässerungssystem aus Bodenparametern und weiteren Kenngrößen automatisch einen individuellen Wasserbedarf errechnen kann, ist noch weitere Forschung nötig. Bis dahin helfen die gesammelten Daten aber in jedem Fall dabei, menschliche Experten zu unterstützen", betont Florian Hawlitschek, Innovationsmanager bei der FES.

Bei der Bewässerung von Stadtbäumen kann viel Wasser eingespart werden: Mit smarten Bewässerungssystemen könnte künftig jeder Baum eine auf seinen Bedarf angepasste Wassermenge erhalten. Foto: FFR GmbH/ Kai-Uwe Lührs

Optimiertes System spart Millionen Liter

Eine erste Auswertung der gesammelten Daten zeigt, dass den untersuchten Bäumen im April 2021 eigentlich genügend Wasser zur Verfügung stand, aber sie dennoch bewässert wurden. Nach Ansicht der Forscher hätte mit einem optimierten Bewässerungsschema im Frühjahr dieses Jahres der Wasserverbrauch in deutschen Städten um mehrere Millionen Liter reduziert werden können.

Graf-Drasch weist allerdings darauf hin, dass die Zwischenergebnisse noch mit Vorsicht zu interpretiert werden müssen. In anderen Jahren könne das Ergebnis auch anders aussehen. "Die Ergebnisse dieses Tests zeigen jedoch, dass bei der Pflege des Stadtgrüns viel Wasser gespart werden kann. Denn umgekehrt erlaubt unser System auch festzustellen, ob ein Baum zu viel Wasser bekommen hat." Gerade in Zeiten verschärfter Wasserknappheit sei das wichtig zu wissen. Digitale und automatisierte Techniken könnten in Zukunft helfen, beim Umweltschutz besser und effizienter zu werden. Statt festgelegter Routen und Wassermengen sei dann allerdings mehr Flexibilität gefragt. cm/Stuhlemmer/

Universität Hohenheim

Dieser Artikel erschien in der Ausgabe NEUE LANDSCHAFT 10/2021 .

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