Original paper

Bestimmung und Vorhersage des Schadstofftransports im Einzugsbereich eines Wasserwerks unter Berücksichtigung der Parameterunsicherheit

[Estimation and prediction of pollutant transport in a waterwork catchment area under consideration of parameter uncertainty]

Hofmann, Bernd; Teutsch, Georg

Kurzfassung

Im Beitrag wird eine Vorgehensweise zur Erarbeitung schadstoffspezifischer Risikokarten vorgestellt. Grundlage für die Erstellung der Risikokarten ist eine stoffgruppenspezifische Berechnung der Transportvorgänge im Untergrund zwischen dem Schadstoffeintrag auf der Bodenoberfläche und den Wasserversorgungsbrunnen. Dazu wird der Untergrund in 2 Bodenzonen und den Grundwasserleiter unterteilt, in denen das Transportverhalten in Einzelbewertungen (Stoffgruppen, Bodentypen, etc.) berechnet und die Risikokarte durch eine problembezogene Kombination der Rechenergebnisse erstellt wird. Die wesentlichen Schwerpunkte der vorgestellten Arbeiten liegen in der Zusammenstellung und Entwicklung praxisnaher Werkzeuge zur Berechnung der Transportvorgänge und der Einarbeitung stochastischer Verfahren zur Berücksichtigung der Parameterunsicherheit. Ziel der Arbeiten ist die Bereitstellung "Wahrscheinlichkeitsbasierter" Risikokarten, die gerade für planerische Arbeiten dringend erforderlich sind. An einem einfachen Beispiel wird der praktische Einsatz der Vorgehensweise vorgestellt und anhand von Naturdaten gezeigt, daß es erforderlich ist die Parameterunsicherheit, besonders in der Ungesättigten Bodenzone, mit in die Berechnungen einzubeziehen.

Abstract

The paper presents a procedure for the delineation of pollutant-specific potential risk maps. The maps are generated by substance-specific numerical transport calculations for the entire transport path between the soil surface and the production wells. The final maps are set-up by overlaying separated transport calculations for e. g. substance groops, soil types etc. in the soil-zone, the unsaturated-zone and the aquifer. The main point of the work presented is the assembly and development of practical calculation methods and the implementation of stochastic methods for the consideration of parameter uncertainties. The resulting risk-maps are probability based and therewith suited for decisions in practice. A prototyp version of the proposed procedure will be applied to a site in the Rhine valley near the city of Karlsruhe. Furthermore, the need for incorporating parameter variations and -variabilities into the calculation methods will be discussed and shown on the base of real site-data.

Keywords

Waterworkdrainage basinaquifersoiltransportpollutantsstochastic modellingisopleth mapvulnerability Upper Rhine Valley (Karlsruhe)Baden-Württemberg TK 25: Nr. 6916