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Grundwasserabstromerkundung mittels Immissionspumpversuchen

Aktualisierung, Stand der Technik, Planung, Implementierung, Anwendungsstrategien

Hrsg.: Thomas Ptak; Hermann Kirchholtes; Erwin Hiesl; Thomas Holder; Peter Rothschink; Uwe Hekel; Hans-Peter Beer; Thomas Ertel; Maria Herold; Hans-Peter Koschitzky

2013. 48 Seiten, 16 Abbildungen, 3 Tabellen, 21x30cm, 230 g
Language: Deutsch

(altlastenforum Baden-Württemberg e.V., Schriftenreihe, Heft 16)

ISBN 978-3-510-39016-8, brosch., price: 22.90 €

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Keywords

HydrogeologieGrundwasserImmisionsmessung

Contents

Inhaltsbeschreibung top ↑

Ausgehend von der Grundidee des integralen Erkundungsverfahrens beschreibt dieser Statusbericht die Entwicklung der IPV-Methode, und es wird auf anwendungsorientierte Entwicklungen u.a. im Rahmen von zahlreichen internationalen F&E Projekten eingegangen. Der Bericht beschäftigt sich schwerpunkmäßig mit dem neuesten Entwicklungsstand des IPV-Verfahrens und mit den Anwendungsstrategien und ersetzt bzw. ergänzt das Heft 8 der Schriftenreihe altlastenforum Baden-Württemberg e.V., in dem der Stand des IPV-Verfahrens bezüglich Entwicklung und Anwendung zum Februar 2002 dargestellt ist. Ein neuer Statusbericht war erforderlich, da inzwischen eine signifikante Weiterentwicklung erfolgte und umfangreiche Erfahrung aus zahlreichen Anwendungen unter Praxisbedingungen vorliegt.

Eine Schwierigkeit im Rahmen der Altlastenbearbeitung stellt die Quantifizierung einer Grundwassergefährdung im Abstrom eines potenziellen oder bekannten Schadensherdes dar. Bisher erfolgt dies entweder indirekt über die Bestimmung von Schadstoffgehalten aus Bodenproben bzw. Eluaten im Schadensherd oder direkt über Grundwasseranalysen aus Messstellen im Grundwasserabstrom. Aufgrund der Heterogenität des Untergrunds und der Schadstoffverteilung im Schadensherd, einhergehend mit Fragen der Repräsentativität der Boden- oder Grundwasserproben, dem Problem aus den Feststoffgehalten stoffspezifisch und zuverlässig mögliche Sickerwasser- oder Grundwasserkonzentrationen umzurechnen bzw. Eluatkonzentrationen mit den Boden- und Grundwasserkonzentrationen zu korrelieren, können beide Methoden nicht unerhebliche Unsicherheiten aufweisen. Eine weitere Schwierigkeit ist die Regionalisierung der aus Punktinformationen (Boden- oder Grundwasserproben) ermittelten Schadstoffkonzentrationen, um daraus eine Gesamtbelastung im Abstrom und somit eine eventuelle Gefährdung an einem Standort abzuleiten.

Das im Statusbericht ´Grundwasserabstromerkundung mittels Immissionspumpversuchen´ beschriebene Verfahren des Immissionspumpversuches (IPV) erlaubt eine räumlich integrierende Bestimmung des Schadstoffmassenflusses im Abstrom eines vorhandenen oder potenziellen Schadensherdes und damit die Quantifizierung einer Grundwassergefährdung. Dabei werden integrale Erkundungen vorgestellt, die gezeigt haben, dass sich IPV-basierte Untersuchungen insbesondere bei großflächigen und komplexen Grundwasserverunreinigungen in urbanen Räumen bewährt haben. Der Immissionspumpversuch stellt eine wichtige Erkundungsmethode als Baustein flächenintegraler Konzepte dar, auf dessen Basis anhand analytischer und numerischer Auswertemethoden zeitlich und räumlich integrierend Konzentrationsverteilungen und Schadstofffrachten ermittelt werden können.

Der Statusbericht richtet sich an Gutachter und Praktiker aus Beratungs- und Ingenieurbüros sowie an die Umweltbehörden, speziell aus den Bereichen Boden- und Grundwasserschutz. Er soll zur Verbreitung und zum fachgerechten Einsatz der IPV beitragen und auch helfen, mögliche Vorbehalte abzubauen.

Inhaltsverzeichnis top ↑

1. Einleitung 5-6
Die Erkundung mittels Immissionspumpversuchen (IPV) basiert auf einer räumlich integrierenden Bestimmung des Schadstoffmassenflusses im Abstrom einer Verdachtsfläche oder eines Schadensherdes unter Verwendung von Schadstoff-Konzentrationsganglinien. Ein kurzer Abriss der Entwicklung des IPV-Verfahrens wird gegeben.
2. Immissionspumpversuchsverfahren 7-23
Beschreibung des Immissionspumpversuchsverfahrens, das räumlich integrierend durch geeignete Pumpmaßnahmen die mögliche
Schadstoffverteilung und den integralen Schadstoffmassenfluss im Aquifer im Abstrom einer Verdachtsfläche an sogenannten Kontrollebenen bestimmt. Voraussetzungen und Anwendungsgrenzen für den Einsatz von Immissionspumpversuchen, deren Planung und Durchführung sowie die Anforderungen an die Bestimmung der Aquifer- und Versuchsparameter werden erläutert. Zur Auswertung stehen eine Reihe von Auswertewerkzeugen zur Verfügung: Von einfachen Werkzeugen, mit deren Hilfe aus den Aquifer- und Versuchsdaten die räumliche Schadstoffverteilung und die Fracht ermittelt werden, bis hin zu modellgestützten Auswerteverfahren, die auf einer numerischen Simulation der Grundwasserströmung und des Stofftransports basieren. Eine vergleichende Studie verschiedener Auswertewerkzeuge schließt das Kapitel ab.
3. Anwendungsstrategien 24-29
Immissionspumpversuche können im Rahmen einer technischen Untersuchung
von Altlasten oder aktiven Standorten für den Wirkungspfad Boden
Grundwasser angewendet werden und haben sich bei Untersuchungen von
einzelnen Standorten und von größeren Flächen und Gebieten als robuste
Untersuchungsmethode bewährt. Implementierungsaspekte werden
erläutert.
4. Administrative Aspekte 30-31
Räumlich integrierende Grundwasser- bzw. Altlastenuntersuchungen mit Hilfe von IPV verfolgen das Ziel, Schadstofffahnen im Grundwasser zu charakterisieren, die für diese Fahnen verantwortlichen Schadensherde zu identifizieren und die Möglichkeiten der Umsetzung von Monitored-Natural-Attenuation-Konzepten (MNA) zu bewerten. Damit wird das Ziel einer Gefahrerforschung nach § 9 (1) BBodSchG verfolgt. Diese Untersuchung ist entsprechend den Förderrichtlinien Altlasten Baden-Württemberg (2004) grundsätzlich förderfähig. Im Rahmen von Detailuntersuchungen nach § 9 (2) BBodSchG und Sanierungsuntersuchungen können die ordnungsrechtlich Pflichtigen Immissionspumpversuche auf freiwilliger Basis in Auftrag geben.
5. Anwendungsbeispiele und Erfahrungen 31
Für den Einsatz von Immissionspumpversuche als Untersuchungsmethode werden drei wesentliche Ziel- bzw. Fragestellungen abgegrenzt. (A) Erfassung des Abstroms mittels einer Grundwassermessstelle, (B) Erfassung des Abstroms mittels mehreren Grundwassermessstellen entlang einer Kontrollebene und (C) Erfassung des Abstroms mittels mehrerer hintereinander liegenden Kontrollebenen. Für jede dieser drei Fallgruppen werden jeweils zwei charakteristische Anwendungsbeispiele im Anhang dargestellt.
6. Kosten 32-33
Bei der Planung von Immissionspumpversuchen sind im Vergleich zu einem
Standard-Pumpversuch zusätzliche Kosten für den eigenen
organisatorischen Aufwand und für die Vorbereitung der IPV-Maßnahme,
für die aufwendigere Durchführung und für den nachgeschalteten Aufwand
sowie für die Aufbereitung und Dokumentation der durchgeführten
Maßnahme zu berücksichtigen. Die Ableitung der anfallenden Pumpwässer
und deren Kosten müssen mit den örtlichen Entsorgern geklärt sein,
ebenso wie eventuelle Kosten z.B. für Absperrung, Rodung einer Fläche,
Nutzungsausfall von Dritten, Klärung von Kampfmittelfragen etc..
Angaben zu spezifischen Kosten aus einer Auswertung von 104
durchgeführten Immissionspumpversuchen werden gegeben.
7. Zusammenfassung 33-34
Das Heft beschreibt den aktuellen Entwicklungsstand des Einsatzes von
IPV und verschiedener Auswerteverfahren, zusammen mit
Anwendungsstrategien unter Berücksichtigung verwaltungsrechtlicher
Aspekte und mit Erkenntnissen aus der praktischen Anwendung. Dies wird
anhand ausgewählter typischer IPV-Anwendungsbeispiele mit
unterschiedlichen Fragestellungen und unterschiedlichem Grad der
Komplexität verdeutlicht. Das IPV-Verfahren befindet sich inzwischen
auf einem hohen Entwicklungsstand und hat in der Praxis als Werkzeug
der räumlichen integralen Altlasten- und Grundwasseruntersuchung einen
festen Platz. Aus der Anwendung resultiert eine erhöhte
Erkundungssicherheit und Planungssicherheit für die Bearbeitung
kontaminierter Standorte.
8. Literatur, Links zu Software und zu Projekten35-38
Ausführliches Literaturverzeichnis mit Internet-Links.
Anhang 39-47
Für die drei Fallgruppen aus Kap. 5 werden jeweils zwei Anwendungsbeispiele mit ihren wesentlichen Kenndaten in Tabellen zusammengefasst. Zusätzlich sind Details und Schlussfolgerungen zu diesen Beispielen einheitlich aufbereitet und dargestellt.