Der Einfluss von Befahrung alter Rückegassen mit einem schweren Rückezug auf mechanische, strukturelle und funktionelle Eigenschaften eines mit Fichten bestockten Lössbodens in Abhängigkeit von der Fahrwerkkonfiguration
| dc.date.accessioned | 2023-03-23T11:09:15Z | |
| dc.date.available | 2023-03-23T11:09:15Z | |
| dc.date.issued | 2023 | |
| dc.identifier | doi:10.17170/kobra-202303217677 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/123456789/14522 | |
| dc.language.iso | ger | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
| dc.subject.ddc | 630 | |
| dc.title | Der Einfluss von Befahrung alter Rückegassen mit einem schweren Rückezug auf mechanische, strukturelle und funktionelle Eigenschaften eines mit Fichten bestockten Lössbodens in Abhängigkeit von der Fahrwerkkonfiguration | ger |
| dc.type | Dissertation | |
| dcterms.abstract | Bei der maschinellen Holzernte mit schweren Holzerntefahrzeugen wird der befahrene Waldboden deformiert und damit potenziell in seiner forstwirtschaftlichen Produktivität eingeschränkt. Mögliche Lösungsansätze für diese unerwünschte Nebenwirkung des Technikeinsatzes sind die Beschränkung der Befahrung des Waldbodens auf permanenten Rückegassen und die Verwendung tragender Bogiebänder. Es besteht jedoch eine Forschungslücke zur Veränderung der physikalischen Eigenschaften von vorverdichtetem Boden bestehender Rückegassen bei Befahrung mit schweren Holzerntefahrzeugen mit unbewehrten Reifen und mit auf die Reifen montierten Bogiebändern. In der vorliegenden Dissertation wurde daher auf einer ebenen Versuchsfläche mit Fichtenbestockung auf einer Parabraunerde aus Löss untersucht, wie sich die physikalischen Eigenschaften des Rückegassebodens bei erneuter Befahrung im Bodenfeuchtebereich der Feldkapazität mit einem schweren Rückezug (32 Mg Gesamtgewicht) mit unbewehrten Reifen und mit tragenden Bogiebändern aus Stahl und aus Polyurethan jeweils ohne und mit simulierter Hangneigung verändern. In Laborversuchen wurde die vertikale Lastkomponente der Befahrung mit dem Versuchsrückezug (Reifen-Konfiguration) bei variierenden Porenwasser-unterdrücken an ungestörten und an künstlich vorverdichteten homogenisierten Bodenproben aus dem Versuchsgebiet simuliert, um die Wirkung dieser Einflussvariablen auf die mechanische Bodenstabilität zu bestimmen. Nach mehrfacher Befahrung der alten Rückegassen mit Reifen waren die physikalischen Bodenfunktionen gesättigte Wasserleitfähigkeit und Luftpermeabilität kaum reduziert oder sogar erhöht, während sie nach mehrfacher Befahrung mit den tragenden Bogiebändern aus Stahl und aus Polyurethan deutlich beeinträchtigt waren. Gleichzeitig war die Spurbildung, Verdichtung und mechanische Stabilisierung nach Befahrung mit Reifen tendenziell stärker ausgeprägt als nach Befahrung mit Bogiebändern, wobei auch die maximale Spurbildung bei allen Fahrwerkkonfigurationen insgesamt nur schwach ausgeprägt war. Die Ergebnisse der mittels Bremswinde simulierten Hangneigung zeigten keine konsistenten Unterschiede bezüglich der untersuchten bodenphysikalischen Eigenschaften und der Spurbildung gegenüber der Befahrung ohne simulierte Hangneigung. Die Homogenisierung des natürlich strukturierten Bodens hatte trotz Rückverdichtung auf die ursprüngliche Lagerungsdichte den Verlust des Großteils der mechanischen Stabilität in Form der Vorbelastung sowie in Form der Setzung nach simulierter Befahrung bei unterschiedlichen Porenwasserunterdrücken zur Folge. Die Synthese der Ergebnisse aus Literaturanalyse, Befahrungsversuchen und Laborexperimenten impliziert, dass bei Beschränkung der Befahrung permanenter Rückegassen mit schweren Holzerntefahrzeugen auf Bedingungen mit geringer Spurbildung bei gleichzeitiger Verwendung von Reifen ohne Bogiebänder eine Chance auf den Erhalt der physikalischen Bodenfunktionen und mechanischen Stabilität und letztlich auf den Erhalt der Rückegassen und der forstwirtschaftlichen Produktivität besteht. | ger |
| dcterms.abstract | During mechanical logging with heavy forestry machinery, the forest soil is deformed and thus potentially limited in its productivity. Possible solutions to this undesirable side effect of the employment of technology are the restriction of heavy traffic in forest areas to permanent skid trails and the use of bogie belts. There is a research gap concerning the effect of traffic with heavy forestry machinery equipped with tires and with bogie belts on the physical properties of precompacted soil in existing skid trails. Therefore, in this dissertation the physical properties of precompacted soil in old skid trails were investigated on a flat experimental site with spruce stocking on a loess soil at field capacity, before and after multiple passes with a heavy forwarder (32 Mg total weight) with blank tires and steel or polyurethane bogie belts and with and without simulated slope inclination. Laboratory tests were conducted to simulate the vertical load component of traffic with the forwarder (tire configuration) at varying pore water pressures on undisturbed and on artificially recompacted homogenized soil samples from the experimental site to determine the effect of these variables on mechanical soil stability. After multiple passes on the old skid trails with the forwarder equipped with blank tires, the physical soil functions saturated hydraulic conductivity and air permeability were hardly reduced or even increased. Whereas these soil properties were significantly impaired after multiple passes with steel and polyurethane bogie belts. At the same time, rutting, compaction, and mechanical stabilization tended to be more pronounced after traffic with tires than after traffic with bogie belts, whereby maximum rutting was overall marginal for all chassis configurations. The results of the slope simulation – exerted by means of a cable winch – did not show any consistent differences with respect to the investigated soil physical properties and the rut formation compared to the traffic without simulated slope. Homogenization of the naturally structured soil, despite recompaction to the original bulk density, resulted in the loss of most of the mechanical stability, measured as precompression stress under consolidating conditions and as soil settlement after simulated multiple machine passes at different pore water pressures. The synthesis of results from literature analysis, traffic experiments, and laboratory experiments implies that if the traffic on permanent skid trails with heavy logging machinery is limited to conditions with marginal rutting while using tires without bogie belts, there is a chance of preserving physical soil functions and mechanical stability and ultimately preserving skid trails and forest productivity. | eng |
| dcterms.accessRights | open access | |
| dcterms.creator | Horvat, Malte Esra | |
| dcterms.dateAccepted | 2023-02-16 | |
| dcterms.extent | XXIV, 297 Seiten | |
| dc.contributor.corporatename | Kassel, Universität Kassel, Fachbereich Ökologische Agrarwissenschaften | ger |
| dc.contributor.referee | Peth, Stephan (Prof. Dr.) | |
| dc.contributor.referee | Jaeger, Dirk (Prof. Dr.) | |
| dc.subject.swd | Rückezug | ger |
| dc.subject.swd | Forstwirtschaft | ger |
| dc.subject.swd | Lössboden | ger |
| dc.subject.swd | Fichtenwald | ger |
| dc.type.version | publishedVersion | |
| kup.iskup | false | |
| ubks.epflicht | true |
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