Wise-Net

Teilprojekt: Entwicklung des multibandigen, kompakten Hochfrequenz-Messgerät zur subterranen Erfassung von Wassergehalt und Bodendichte und Entwicklung der hochintegrierten Miniaturversion des HF-Messgeräts unter Berücksichtigung aller technischen Schnittstellen

Projektlaufzeit: 10/2025 – 03/2028

Immer wieder verursachen Hochwasserereignisse Milliardenschäden. Als wesentliche Ursache dieser Ereignisse wurden die Festigkeit des Bodens und die reduzierte Wasseraufnahmefähigkeit des Bodens durch Verdichtung und Versiegelung identifiziert, wobei versiegelte Flächen nahezu acht Prozent der Landesfläche ausmachen. Dadurch wird die Oberflächenabflussrate erhöht und die Intensität der Überschwemmungen verstärkt. Die Fähigkeit des Bodens, Wasser aufzunehmen und zu speichern, wird als entscheidender Faktor für die Prävention künftiger Hochwasserkatastrophen betrachtet, die in der Fläche am Oberlauf realisiert werden muss. Um geeignete Schutzmaßnahmen zu entwickeln, ist eine präzise und kontinuierliche Bewertung der Bodenparameter unabdingbar.

Das Gesamtziel des Projekts ist die Entwicklung eines intelligenten, drahtlosen Sensornetzwerk für die Überwachung der Bodenparameter Bodendichte und Wassergehalt auf Basis eines neuen Messverfahrens mit elektromagnetischen Wellen im Boden. Das Wise-Net soll aus mehreren Sensorknoten bestehen, sogenannter "Smart Grain", über welche die Bodendichte und Bodenfeuchte für verschiedene Bodenarten identifiziert werden kann. Die Messung der wesentlichen Bodenparameter soll dabei automatisiert über frequenzmodulierte elektromagnetische Funkwellencharakteristiken erfolgen. Dabei soll sowohl die lokale Dämpfung als auch die Transmission durch Schichten bis zu 1 Meter ausgewertet werden. Die resultierenden Messdaten sollen über eine funkbasierte, subterrane Kommunikation zwischen den Sensorknoten an die Erdoberfläche übertragen werden, wo sie über einen Access Point zu einem Geo-Monitoring-System weitergeleitet werden.

ZIM BMWE/AiF

• InfraTest Digital Solutions GmbH
• Alaska.Labs GmbH
• Forschungs- und Transferzentrum Leipzig e.V. (Prof. Dr.-Ing. Ralf Thiele)