Ermittlung von Schadstofffrachten im Grund- und Sickerwasser

Wann ist eine numerische Transportmodellierung sinnvoll?

HG Büro für Hydrogeologie und Umwelt GmbH Europastraße 11, 35394 Gießen Dipl.-Geol. Dr. Christoph Möbus

HLUG Fachgespräch 20.04.09

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Ermittlung von Schadstofffrachten im Grund- und Sickerwasser

Gliederung des Vortrags • • • •

Literaturhinweise Grundlagen für numerische Transportmodelle Fallbeispiele Zusammenfassung

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Literaturhinweise  Anderson & Woessner: Applied Groundwater Modelling.- Academic Press (1992)  DVGW: Aufbau und Anwendung numerischer GwModelle in Wassergewinnungsgebieten.- W 207 (2004)  DVWK: Voraussetzungen und Einschränkungen bei der Modellierung der Grundwasserströmung.- Merkblatt 206 (1985)  FH-DGG: Hydrogeologische Modelle. Ein Leitfaden mit Fallbeispielen.Heft 24 (2002)  Neuß & Dörrhöfer: Hinweise zur Anwendung numerischer Modelle bei der Beurteilung hydrogeologischer Sachverhalte und Prognosen in Niedersachsen.- Geofakten 8 (2007)  Rausch, Schäfer & Wagner: Einführung in die Transportmodellierung im Grundwasser.- Bornträger (2002)

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Grundlagen für numerische Transportmodelle:  Hydrogeologisches Modell (HGM) - Berücksichtigung/Beschaffung der relevanten Datengrundlagen - Entwicklung der hydrogeologischen Modellvorstellung -

Abgrenzung des Untersuchungs-/Bilanzraums u. Modellraums Strukturierung des Modellraums (horizontal/vertikal) Grundwasserhydraulik / Grundwasserbeschaffenheit Randbedingungen und Grundwasserbilanz

 Grundwasserströmungsmodell - Erstellung eines HGM ist Voraussetzung – gleichzeitig GwModell auch Prüfmittel für HGM - Umsetzung der hydrostratigraphischen Einheiten in Modellstrukturen (Schichten, Diskretisierung,…) - Modellansatz prüfen (stationär/instationär) - Bilanzkontrolle notwendig HLUG Fachgespräch 20.04.09

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Stofftransportmodell Ditzum

TwFassungen

Einleitstelle Chlorid-GehaltErhöhung (ΔPSU)

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Modellergebnisse Stofftransportmodell Ditzum:  Stationär und instationär kalibriertes Grundwassermodell  Verifizierung mit Altersdatierungen  Zusätzlicher Chlorid-Eintrag aufgrund der SoleEinleitung führt nach der hydrogeologischen Erstbewertung (inkl. GwModell) zur zusätzlichen (langfristigen) Gefährdung einer TwFassung  Transportmodell zeigt, dass durch die Verdünnung (GwNeubildung) keine signifikante ChloridKonzentrationserhöhung an der TwFassung ankommt

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Ermittlung von Schadstofffrachten im Grund- und Sickerwasser Leakagerand: Das nicht vom Wasserwerk Rheinau geförderte Grundwasser kann in nordwestliche Richtung zum Rhein oder Neckar abfließen

Absenktrichter des WW Rheinau.

Stofftransportmodell Eppelheim WW Plankstadt

Neckar Leakagerand

1982 stillgelegt

LCKW-Fahne Melluf 1985

Schadstoffquelle

Trennstromlinie des Wasserwerks Rheinau gemäß HGM = No-Flow-Rand im Westen

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Modellergebnisse Stofftransportmodell Eppelheim:  Zeitliche Variation der Randbedingungen (instationär) führt zu räumlicher Verlagerung der LCKW-Fahne  Stoffeintrag (Fracht und Konzentration) ist abhängig von GwNeubildung und GwPotential im Bereich der Quelle – realitätsnaher Quellterm notwendig  Hohe horizontale und vertikale Auflösung des Rechenrasters im Bereich der Fahne notwendig  GwNeubildung führt zur Tiefenverlagerung der Fahne  Modellergebnisse führten zu zusätzlichen Erkundungsmaßnahmen der Fahne (Tiefenverlagerung)

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Zusammenfassung:  Qualitativ hochwertiges Hydrogeologisches Modell notwendig  Darauf basierend qualitativ hochwertiges Grundwasserströmungsmodell – wenn möglich/notwendig instationär kalibriert  Grundwasserströmungsmodell kann HGM prüfen u. vorhandene Defizite aufzeigen  Vor allem quantitative Fragestellungen lassen sich oft nur mit einem Stofftransportmodell beantworten

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