Untersuchung des Untergrundes der Deponie in Berlin-Wannsee hinsichtlich einer Beeintraechtigung des Grundwassers durch hier abgelagerten Muell.
Die mineralische Dichtung stellt eine unverzichtbare Komponente einer Kombinationsdichtung gemäß TA Siedlungsabfall oder gemäß der bauaufsichtlichen Zulassung des Deutschen Instituts für Bautechnik mit Asphaltbeton dar. Ihr Karbonatgehalt ist nach TA Siedlungsabfall auf 15 Prozent beschränkt. Dahinter steht die Befürchtung, dass saure Sickerwässer die Karbonate lösen und sich daraus unzulässige Setzungen und eine Beeinträchtigung der Dichtewirkung ergeben. Vorversuche zeigen, dass bei einer Auflast von 40 kN/m2 auch nach signifikanter Karbonatlösung und Setzungen über 20 Monate hinweg die Durchlässigkeit eines mineralischen Dichtungsmaterials mit ehemals ca. 35 Gewichtsprozent Karbonat im Bereich von 10 10m/s bleibt, was im Widerspruch zu anderen Vorversuchen ohne Auflast steht. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, dieses Phänomen unter Variation des Versuchsmaterials, der Auflast und des Perkolates sowohl unter geochemischen als auch unter bodenmechanischen Gesichtspunkten zu untersuchen, um die Berechtigung der Vorschrift in der TA Siedlungsabfall zu überprüfen und gegebenenfalls eine wissenschaftlich abgesicherte Änderung vorzuschlagen.
Beim Entwurf von Siedlungsabfalldeponien muessen die Standsicherheit der Deponie, die Verschiebungen in Muellkoerper und Untergrund sowie die auf die Abdichtung wirkenden Belastungen untersucht werden. Dazu bieten sich numerische Berechnungen nach der Finite-Elemente-Methode an, die es ermoeglichen, den Einfluss der Muelleigenschaften, der Deponiegeometrie sowie des Aufbaus Dichtungselemente, der Eigenschaften der einzelnen Komponenten der Abdichtung sowie des Untergrundes zu beruecksichtigen. Siedlungsabfaelle unterscheiden sich in ihrem Spannungs-Verformungsverhalten stark von Lockergesteinen. In diesem Forschungsprojekt werden deshalb verschiedene bodenmechanische Stoffgesetze auf ihre Eignung zur Beschreibung des Spannungdehnungsverhaltens von Siedlungsabfaellen untersucht und neue Ansaetze zu einer verbesserten Beschreibung der inneren Lastabtragung entwickelt. Auf der Basis dieser Stoffgesetze werden in Finite-Elemente- Berechnungen die in Deponiekoerper und Abdichtung entstehenden Spannungen und Verformungen untersucht.
In weltweit mehr als 75 Ländern sind als Relikte bewaffneter Konflikte Landminen und / oder Blindgängermunition im Boden verborgen, die noch lange nach Beendigung der Kriege eine große Gefahr vor allem für die Zivilbevölkerung darstellen. Heutzutage fordern diese Hinterlassenschaften bis zu 6000 Opfer pro Jahr, wobei eine erhebliche Dunkelziffer einkalkuliert werden muss. Einer der Gründe für die weite Verbreitung der Minen sind ihre geringen Herstellungskosten von teilweise nur 3-5 USD, wohingegen die Räumung einer Mine 300-500 USD kostet. Zur Räumung der im Boden liegenden Landminen werden häufig elektromagnetische Suchverfahren eingesetzt um die Zielobjekte zu detektieren. Unter den zahlreichen Detektionsverfahren ist der Metalldetektor wegen seiner geringen Kosten und leichten Anwendbarkeit das am weltweit verbreitetste Suchgerät. Während Blindgängermunition wegen ihrer hohen Metallanteile in der Regel gut zu detektieren ist, sind vor allem moderne Landminen mit ihren sehr geringen Metallanteilen nur schwer zu orten. Die häufig auftretende Problematik beim Einsatz des Metalldetektors stellt sich wie folgt dar: Mit diesem Gerät, das auf dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion beruht, können Metallteile im Boden detektiert werden. Viele Minen besitzen jedoch nur sehr geringe Metallanteile, so dass die Detektoren sehr empfindlich eingestellt werden müssen. Dies führt wiederum zu einer sehr hohen Fehlalarmrate, die entweder durch Metallpartikel im Boden als auch die Bodeneigenschaften selbst verursacht werden. Insbesondere tropische Böden stellen häufig Probleme bei der Landminensuche mittels Metalldetektoren dar. Fehlalarmraten von 1000:1 sind dabei keine Seltenheit. Ziel der Untersuchungen ist es, insbesondere die magnetischen Bodeneigenschaften zu charakterisieren, zu klassifizieren und den Einfluss auf die Funktionsweise der Metalldetektoren zu bestimmen. In neuerer Zeit werden vermehrt auch Dual-Sensoren eingesetzt, bei denen durch eine Kombination von Metalldetektoren und Radarsensoren die Fehlalarmrate verringert werden soll. Im Gegensatz zum Metalldetektor können mit dem Georadar (GPR) auch metallfreie Minen detektiert werden. Bei der Ortung von Minen mit dem GPR macht sich besonders die kleinräumige Variabilität elektrischer und dielektrischer Bodeneigenschaften bemerkbar. Diese beiden physikalischen Größen korrelieren mit dem Wassergehalt, welcher wiederum stark von der Witterung und der Vegetation beeinflusst wird und sind somit zeitlich und räumlich stark variabel. Unter ungünstigen Bedingungen, d.h. bei geringem Kontrast zwischen Mine und Boden und einer heterogenen Feuchteverteilung kann das Signal einer Mine im Radargramm kaum vom Hintergrundrauschen des Bodens unterschieden werden. Zur Klärung der Bodeneinflüsse auf die Detektionstechnik werden folgende Parameter untersucht: - magnetische Suszeptibilität und deren Frequenzabhängigkeit - elektrische Leitfähigkeit - Dielektrizitätskoeffizient usw.
Die Bearbeitung beinhaltet die Projektierung und fachtechnische Begleitung der Bohrarbeiten, der Grundwassermessstellen, der Probennahme sowie die Ermittlung der hydrogeologischen und geochemischen Parameter an den Teststandorten. Im Ergebnis der Felduntersuchung sind hydrogeologische Strukturmodelle für die Teststandorte als Grundlage für die hydrogeologische Modellierung zu erarbeiten. Auf der Basis GeoDin-View ist ein englischsprachiges, GIS-gestütztes Fachinformationssystem 'Deponieuntergrund-Thailand' zu entwickeln. Basierend auf den ermittelten hydrogeologischen und geochemischen Parametern erfolgt eine Bewertung des Kontaminationspotentials der Altablagerung und eine Gefährdungsabschätzung für die Teststandorte 1 und 2. Am Standort 2 wird eine den Bedingungen Thailands angepasste Methodik zur Standorterkundung erstellt und in den Handlungsempfehlungen zusammengefasst.
Das Beantragte interdisziplinäre Projekt will die im Verbundvorhaben 'Deponieuntergrund' erarbeiteten Technologien zur Erkundung des Untergrundes von Deponien und Altablagerungen an die Bedingungen in Thailand anpassen und durch einen Technologietransfer zu einer Sicherung sauberen Trinkwassers beitragen. Handlungsempfehlungen für eine ökologisch wirksamen und ökonomisch vertretbaren Methodeneinsatz sollen zu einer Kostensenkung für Umweltschutzmaßnahmen führen. Die Einbindung deutscher Firmen mit dem Ziel, auf dem südostasiatischen Markt deutsches Know-how einzuführen, sichert hochwertige Arbeitsplätze in Deutschland. Die Ausbildung thailändischer Fachkräfte soll die Verbindungen zu den deutschen Firmen verstärken und zu einer langfristigen Zusammenarbeit beitragen. Geophysik GGD führt im Rahmen des Teilvorhaben 2 Geophysik Messungen zur zerstörungsfreien Erkundung des Untergrundes sowohl im regionalen Umfeld der Deponiestandorte als auch auf den Deponien selbst durch. Es werden alle Messergebnisse interpretiert, wesentliche Fallbeispiele aufbereitet und neben der Erarbeitung methodischer Richtlinien für die eingesetzten Verfahren erfolgt auch eine Mitarbeit an den Handlungsempfehlungen.
General Information/Objectives: 1. Firstly to demonstrate the feasibility of handling and construction of the EBS components, including industrial manufacturing of highly compacted bentonite, quality assurance and system monitoring. It is also expected to gain experience and develop standards for the waste disposal techniques by the observation of the EBS during dismantling. 2. Secondly, the project seeks to study the thermo-hydro-mechanical processes in the near field, mainly in the buffer material as well as develop, verify and partially validate existing codes and constitutive relations. 3. Thirdly, the identification and modelling of alteration processes in the buffer including gas generation and transport, is also pursued. Proposal Content: The proposal complies with the CEU programme Workplan. The aim is to install in a 2.40 m diameter new drift at the Grimsel Test Site (Switzerland) two heaters 0.90 m in diameter and 4.54 m in length. The annular space between the heaters and the drift surface will he backfilled with highly compacted bentonite blocks. The drift will be sealed with a 5 meters long concrete plug. Temperature water content total pressure, pore pressure and displacements will be monitored by adequate sensors installed in the buffer and near field rock. The sealed part of the drift will be about 18.00 m long; 25 to 30 additional meters of drift will be required to install the on site control and monitory system. Another remote system will allow to control and monitor the experiment from Madrid (Spain) . Design, installation, heating, dismantling and integrated final analysis will take about 7 years. In the 3 years period covered by the CEU programme, design, installation partial heating and analysis will he achieved. Prior to the 'in situ' experiment, a mock-up test at almost 1:1 scale will be performed. Also two heaters, 0.30 m in diameter and 1.64 m in length, surrounded by bentonite blocks, will he confined within a metallic cylinder of 1.60 m diameter and 6.00 m long, with a hydration system. The sensors and monitory systems will he similar to those of the 'in situ' test. Laboratory test will be run for rock and buffer characterization for determination of the modelling parameters. 'Ad hoc' odometer and triaxial tests with controlled suction and temperature will also he performed in order to verity and partially validate codes and constitutive laws for unsaturated swelling clays. The existing codes and constitutive laws will be further developed during the testing period. In the body of the proposal the milestones and deliverables, partners of the project management structure and other items required are shown. Prime Contractor: Empresa Nacional de Residuos Radioactivos SA, Science and Technology Division; Madrid; Spain.
General Information: The dump sites used for the storage of residues from the various phases of steel production have to meet very special criteria. Flue dust and washing-tower sludge contain extremely high proportions of heavy metals and, in accordance with the Council Directive of 20 Match 1978 on toxic and dangerous waste, wastes containing Pb, Cd and As are among those requiring priority consideration. Seepage water in dumps results in the leaching of heavy metals and, if no precautions are taken, in the penetration of pollutants into the earth or groundwater. The base of a dump can act as a barrier against the migration of pollutants into the groundwater and biosphere, if its permeability is low and its sorption capacity high, and if the body of rock has little tendency toward destabilization and is homogenous and thick (20 m). Rocks with these favourable characteristics are generally argillaceous. In order to establish whether a rock would be suitable for a dump base, laboratory tests are normally carried out to check the above characteristics. The laboratory data are then applied to site conditions. However, the modelling of these conditions on laboratory data often involves major uncertainties. In this case we are in the fortunate position of being able to study a flue-dust dump which has been in existence for several decades and is located on a favourable barrier rock, Posidonia shale. A long-term in-situ test which would be very difficult to simulate in a laboratory has been carried out at this dump. When modelling heavy-metal migration the normal process can be reversed. The actual situation is recorded very precisely, and pollutant migration during recent decades reconstructed. Parallel laboratory tests using the same uncontaminated rock and the same pollutants are carried out, and a model is constructed using conventional methods. The validity of such a model can then be checked, and if necessary the model can be corrected so that it corresponds to what has actually happened. In addition to establishing the value of laboratory tests for ascertaining the suitability of a dump site, it will also be possible to show whether Posidonia shale is suitable for flue-dust dumps. Posidonia shale or 'oil shale' (Lias) is often found very near to iron and steel industry works, as it constitutes the under bed of mined dogger ore. From the point of view of infrastructure, Posidonia shale is therefore a favourable site and is in fact often used as such. Furthermore, a better understanding of complex migration processes (hydro-dynamic dispersion, molecular diffusion, ion exchange, adsorption/desorption, solution-precipitation, formation of organometallic complexes, flocculation-peptization, movement of colloid particles, etc) can help to establish whether any pre-treatment of the material to be dumped or the dump base is necessary.
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