Nachwuchsforschungsgruppe RHESIS
Extreme Wetterereignisse wie Starkregen, Hitzeperioden oder Sturzfluten nehmen infolge des Klimawandels zu und setzen Hänge, Böschungen, Dämme und Stützbauwerke immer stärker unter Druck. Gleichzeitig stoßen klassische, rein technische Sicherungsmaßnahmen an Grenzen: Sie sind häufig ressourcenintensiv, CO₂-belastend und nur bedingt anpassungsfähig, wenn sich die Rahmenbedingungen verändern.
Genau hier setzt RHESIS an. Die Nachwuchsforschungsgruppe untersucht, wie naturbasierte Verfahren und biodiverse Bepflanzungen zur Stabilisierung von Umwelt- und Infrastrukturen beitragen können, unterstützt durch moderne digitale Mess- und Auswertungsmethoden. Ziel ist es, Umwelt- und Infrastruktursysteme so zu ertüchtigen, dass sie langfristig widerstandsfähig, nachhaltig und an zukünftige Klima- und Nutzungsbedingungen anpassungsfähig sind.
Projektziele
RHESIS entwickelt ökologische und nachhaltige Technologien zur Unterhaltung, Reparatur und Verstärkung bestehender Umwelt- und Infrastrukturen. Im Zentrum stehen dabei folgende Ziele:
- Naturbasierte Stabilisierungsverfahren entwickeln
Entwicklung neuer, umweltverträglicher und CO₂-sparender Methoden zur dauerhaften Stabilisierung von Hängen, Böschungen, Dämmen und Stützbauwerken durch den gezielten Einsatz von Pflanzen und biologischen Prozessen. - Extremereignisse besser verstehen und simulieren
Prognose zukünftiger Extrembeanspruchungen (z. B. Starkregen, Sturzfluten, Hitze) und Erprobung der neuen Verfahren unter realitätsnahen Szenarien in Labor, Modellversuchen und Reallaboren. - Digitale Planungs- und Nachweiswerkzeuge bereitstellen
Entwicklung von Planungs-, Bemessungs- und Monitoringwerkzeugen, die klassische Ingenieurmethoden mit Daten aus Photogrammetrie, Sensorik und KI-gestützter Auswertung verbinden. - Biopolymere gezielt für temporäre Sicherung einsetzen
Anpassung und Optimierung von biopolymeren Werkstoffen als Bindemittel und Bewehrungs- bzw. Vernagelungselemente, die die Stabilisierung übernehmen, bis der Bewuchs wirkt – und sich anschließend umweltverträglich abbauen. - Ressourcen schonen und Nachhaltigkeit sichern
Reduzierung des Material- und Energieeinsatzes, Verbesserung der CO₂-Bilanz und Aufbau belastbarer Bewertungsmaßstäbe (z. B. Ökobilanz), um nachhaltige Lösungen gegenüber konventionellen Verfahren vergleichbar und für die Praxis anwendbar zu machen.
Naturbasierte Verstärkung von Umwelt- und Infrastrukturen
Die Nachwuchsforschungsgruppe RHESIS verbindet geotechnische, ökologische, umweltwissenschaftliche und digitale Methoden, um bestehende Umwelt- und Infrastrukturen nachhaltig zu stabilisieren. Im Mittelpunkt steht die Frage, wie Wurzelsysteme, Biodiversität und biologische Prozesse genutzt werden können, um Böschungen, Hänge und bautechnische Anlagen resilienter gegenüber Klimaextremen zu machen. Ergänzend entwickelt die Gruppe biopolymerbasierte temporäre Sicherungselemente, die den Boden stabilisieren, bis der Bewuchs wirkt und sich anschließend schadstofffrei abbauen.
Digitale Überwachung und KI-gestützte Analyse
Moderne Mess- und Monitoringverfahren bilden die Grundlage, um die Wirksamkeit naturbasierter Stabilisierung zu erfassen. Photogrammetrie, Laserscanning und Sensorik liefern hochaufgelöste räumliche Modelle, aus denen Veränderungen in Topografie, Vegetation, Wasserhaushalt und Bodenmechanik abgeleitet werden können. Methoden der Künstlichen Intelligenz verknüpfen diese Daten mit klassischer Ingenieurpraxis und ermöglichen neue Formen der Zustandsbewertung, Sicherheitsanalyse und Prognose.
Interdisziplinäres Team und Wissenstransfer
RHESIS vereint Expertise aus Geotechnik, Biodiversitätsforschung, Geoinformation, KI und Biopolymerchemie. Die Nachwuchswissenschaftler:innen arbeiten gemeinsam an fachübergreifenden Fragestellungen, sammeln Erfahrungen in Projektmanagement, Lehre und Transfer und führen ihre Ergebnisse in Praxis, Ausbildung und Öffentlichkeit über Workshops, Lehrmodule und Veröffentlichungen zurück. Ziel ist es, nachhaltige Stabilisierungsverfahren in der Bau- und Umweltpraxis zu verankern und die Forschung langfristig an der HTW Dresden weiter auszubauen.
Reallabore als zentrale Forschungsinfrastruktur
Mit der Lehmgrube Luga und der Lysimeteranlage Bautzen/Nadelwitz verfügt RHESIS über zwei einzigartige Reallabore, in denen naturbasierte Stabilisierungsverfahren unter realen Umweltbedingungen erprobt werden. Ergänzend entsteht auf dem Dach des U-Gebäudes der HTW Dresden ein Dauerversuch zur Untersuchung definierter Referenzszenarien. Diese Infrastruktur erlaubt es, biologische, geotechnische und digitale Arbeitsweisen eng miteinander zu verzahnen und die Prozesse über lange Zeiträume hinweg zu beobachten.
Nachwuchsforschende
Projektleitung
Prof. Dr. rer. nat. habil. Arne Rüdiger Cierjacks
Teilprojektleiter
- P1 022 / S 430A
- +49 351 462 3640
Projektlaufzeit: 01.11.2025 bis 31.10.2028
Förderkennzeichen: 100779606