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Untersuchung von Schaeden an oeffentlichen Schmutz- und Mischwasserkanaelen hinsichtlich der Auswirkung auf Grundwasser und Boden

Das Projekt "Untersuchung von Schaeden an oeffentlichen Schmutz- und Mischwasserkanaelen hinsichtlich der Auswirkung auf Grundwasser und Boden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stadt Braunschweig, Stadtentwässerungsamt durchgeführt. Im vorgelegten Antrag sollen die Auswirkungen von typischen Schaeden an Abwasserkanaelen in gezielten Bohrungen untersucht werden. Durch Heranziehung des Kanalkatasters und vorhandener Fernaugenuntersuchungen werden geeignete Kanalstrecken ausgesucht. Die ausgewaehlten Kanaele sollen zunaechst ueber dem Grundwasserspiegel liegen. Vor dem Setzen der Bohrungen werden alle Schaeden protokolliert und eingemessen. In unmittelbarer Naehe des Kanals werden an den schadhaften Stellen Bohrungen von 1' oder 2' Durchmesser niedergebracht, so dass Beprobungen durchgefuehrt werden koennen. Grundwasser und Bodenproben werden auf abwasserspezifische Parameter untersucht. Alle Ergebnisse und Erfahrungen werden dokumentiert und die Zusammenhaenge zwischen Schadensbildern und Kontaminationen untersucht.

Erfassung der dynamischen Prozesse (chemisch-physikalische und biologische) des Wasser- und des Stofftransportes im Umfeld von Kanalleckagen

Das Projekt "Erfassung der dynamischen Prozesse (chemisch-physikalische und biologische) des Wasser- und des Stofftransportes im Umfeld von Kanalleckagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe, Institut für Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt. Aufgrund vielfältiger Nutzungsansprüche ist das Grundwasser, insbesondere in urbanen Räumen, erheblichen anthropogenen Belastungen ausgesetzt. Dies gilt sowohl für die qualitativen als auch für die quantitativen Aspekte. Die meist aus einer Vielzahl von diffusen Quellen stammenden stofflichen Belastungen haben einen schleichenden Charakter und erschweren ursachenbezogene Analysen. Die Summe der aus einer intensiven Flächennutzung, aus lokalen Altlasten und nicht zuletzt aus undichten Kanalisationen resultierenden Emissionen gibt Anlaß zu der Befürchtung, daß ähnlich wie in einigen ländlichen Gebieten (Nitratproblematik), qualitätsbezogene Nutzungseinschränkungen bevorstehen (LfU, 1991). Traditionsgemäß werden in Kanälen Abflüsse unterschiedlichster Qualität und Abfälle verschiedenster Art aus den Siedlungsgebieten hinaus zu zentralen Behandlungseinheiten transportiert. Untrennbar verbunden mit dieser Form der Siedlungsentwässerung sind enorme Längen des Sammler- und Transportsystems (häufig mehrere hundert Kilometer). Dieses System weist wie alle Leistungssysteme Fehlstellen auf, deren Häufigkeit aufgrund der Agressivität der transportierten Stoffe und der Variabilität der Betriebszustände höher liegen als in anderen Verteilungs- resp. Ableitungssystemen. Ein Schwerpunkt der Arbeiten wird in der Ermittlung des Gefährdungspotentials, das von derartigen Fehlstellen ausgeht, liegen nicht auf der Entwicklung weiterer Detektionsverfahren. Hierzu ist es erforderlich, ein umfassendes Verständnis der ablaufenden chemisch-physikalischen und biologischen Prozesse im Umfeld von Leckagestellen und deren Einfluß auf die Volumen- und Stoffströme zu erarbeiten. Ein weiterer Schwerpunkt der Projektarbeit wird die Abschätzung der bisher nur gering beachteten Drainagefunktion von schadhaften Kanalsträngen, die im Grundwasserwechselbereich liegen, sein. Die damit verbundenen Infiltrationen (Fremdwasserproblematik) beeinträchtigen die Funktionsweise und Effektivität von Anlagen zur Regen- und Abwasserbehandlung und erhöhen die Dynamik des Wasser- und Stofftransportes aus vorhandenen Fehlstellen.

Kopplung hydrodynamischer und biogeochemischer Prozesse an der Aquifer-See Grenzzone

Das Projekt "Kopplung hydrodynamischer und biogeochemischer Prozesse an der Aquifer-See Grenzzone" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungsverbund Berlin, Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei durchgeführt. Eutrophierung stellt eine der größten Gefährdungen für Süßwasserökosysteme in gemäßigten klimatischen Zonen dar. Um effektive Management-Maßnahmen durchzuführen, seeinterne Prozesse zu verstehen und zukünftige Szenarien zu modellieren, ist es notwendig die Relevanz der verschiedenen Nährstoffquellen zu ermitteln. Eine Grundlage für Nährstoffbilanzen sind Wasserbilanzen. Oberflächliche Zuflüsse wie Gräben, Bäche und Flüsse können präzise gemessen werden und anhand lokaler Wetterdaten können Niederschlag und Verdunstung berechnet werden. Schwieriger ist es, Grundwasserexfiltraton und -infiltration zu quantifizieren. Manchmal werden sie als Restterm der Wasserbilanz berechnet, aber diese Methode ist fehleranfällig und liefert für Grundwasserein- und -austräge nur den Nettofluss. Alternative Methoden, die von uns benutzt werden, sind Seepage-Meter, Temperaturtiefenprofile, Ionentiefenprofile, stabile Isotope, Piezometernester, faseroptische Temperaturmessungen und Grundwassertransportmodelle. In Nährstoffbilanzen müssen darüber hinaus einige zusätzliche Eintragspfade berücksichtigt werden, beispielsweise trockene Deposition, Wasservögel, Schwimmer und Angler. Außerdem müssen Konzentrationsschwankungen der verschiedenen Bilanzterme berücksichtigt werden. Die Quantifizierung der Nährstoffimporte über den Grundwasserpfad ist so komplex, dass sie deshalb in Nährstoffbilanzen oft vernachlässigt werden, obwohl Grundwasser in vielen Seen eine wichtige Nährstoffquelle ist. Unsere Studien zielen darauf, generelle Exfiltrationsmuster zu bestimmen und die relevanten hydrodynamischen und biogeochemischen Mechanismen in der Grenzzone Aquifer-See zu identifizieren. Dazu führen wir zahlreiche Fallstudien an.

Wassergefaehrdung durch undichte Kanaele - Teilvorhaben 4: Entwicklung von Verfahren zur Quantifizierung des Wasseraustritts und der Wasser- und Stoffausbreitung in der Umgebung undichter Kanaele

Das Projekt "Wassergefaehrdung durch undichte Kanaele - Teilvorhaben 4: Entwicklung von Verfahren zur Quantifizierung des Wasseraustritts und der Wasser- und Stoffausbreitung in der Umgebung undichter Kanaele" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft durchgeführt. Die Exfiltration von Abwasser aus undichten Abwasserentsorgungseinrichtungen kann zu einer Beeintraechtigung von Boden und Grundwasser fuehren. Um die Wasser- und Stoffausbreitung in der Umgebung undichter Kanaele quantitativ erfassen zu koennen, sind Bohrungen, Grabungen oder andere Sondierungsmassnahmen notwendig. Es wird untersucht, ob Menge und zeitlicher Verlauf des Wasseraustritts unmittelbar an einer Schadstelle durch Messung der Bodenfeuchtigkeit bestimmt werden koennen. Inwieweit hierzu bekannte Messverfahren (zB Neutronensonde, Tensometer) geeignet sind, soll durch das Forschungsvorhaben geklaert werden. Weiterhin soll durch Messung von Stoffkonzentrationen festgestellt werden, welche Abwasserinhaltsstoffe als Signalsubstanzen zur Beurteilung der Exfiltration und der sich daraus ergebenden Gefaehrdung von Boden und Grundwasser herangezogen werden koennen. Aufgrund der Forschungsarbeiten sollen Empfehlungen gegeben werden, die allgemein als Arbeitsanleitung fuer die Untersuchung derartiger Schadensfaelle dienen koennen.

Entwicklung eines Bewertungsmodells zur Abschaetzung des Gefaehrdungspotentials bei undichten Kanaelen

Das Projekt "Entwicklung eines Bewertungsmodells zur Abschaetzung des Gefaehrdungspotentials bei undichten Kanaelen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für wassergefährdende Stoffe (IWS) e.V. durchgeführt. Es wurde ein Bewertungssystem zur Abschaetzung des Gefaehrdungspotentials bei undichten Kanaelen entwickelt. Das Bewertungsmodell beruecksichtigt, inwieweit Schaeden eine Umweltbelastung durch freigesetzte Schadstoffe zur Folge haben und in welchem Ausmass die Funktionsfaehigkeit und die Standsicherheit eines Kanalbauwerks beeintraechtigt wird. Das Bewertungskonzept beruecksichtigt somit nicht nur die Eigenschaften des Entwaesserungssystems, sondern auch Bedingungen fuer eine Ausbreitung freigesetzter Schadstoffe. Die Kriterien zur Bewertung wurden von den Partnern im Verbundvorhaben (RWTH Aachen, Ruhr-Universitaet Bochum, Institut fuer Wasser-, Boden- und Lufthygiene des Bundesgesundheitsamtes und Universitaet Stuttgart) vor allem in standortspezifischen Felduntersuchungen ermittelt und quantifiziert. Die Vielzahl der Einflussgroessen musste auf die wichtigsten Informationen reduziert werden, die bei einer Kommune verfuegbar bzw in ueberschaubarer Zeit beschaffbar sind. Auch der Ablauf der Bewertung wurde bewusst einfach gewaehlt, damit Kanalnetzbetreibern ein praktikables Hilfsmittel bei der schnellen Auswertung von Kanalinspektionsdaten und der Festlegung von Prioritaeten fuer durchzufuehrende Sanierungen zur Verfuegung steht.

Verallgemeinerung der geschlossenen Lösung der Laplace Differentialgleichung für nicht ebene Grundwasserströmung zur Erforschung und Ausschöpfung ihres hydrologisch-ingenieurwissenschaftlichen Potentials

Das Projekt "Verallgemeinerung der geschlossenen Lösung der Laplace Differentialgleichung für nicht ebene Grundwasserströmung zur Erforschung und Ausschöpfung ihres hydrologisch-ingenieurwissenschaftlichen Potentials" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Fachrichtung Hydrowissenschaften, Institut für Hydrologie und Meteorologie, Professur für Hydrologie durchgeführt. Seit kurzem ist die geschlossene analytische Lösung der 2D-Laplace Gleichung zur Erfassung nicht ebener, stationärer Grundwasserströmung mit horizontalem unteren Rand, unendlicher seitlicher Ausdehnung und beiliebiger Infiltrations/Exfiltration, die auf die freie Oberfläche wirkt, verfügbar. Das Vorhaben will das darin enthaltene hydrologisch/ingenieurwissenschaftliche Potential erforschen und auch erschließen. Das soll vor allem durch bedeutende Verallgemeinerungen dieser Lösung, die in vierjähriger Forschungsarbeit von den Antragstellern erzielt wurde, geschehen und zwar u.a. durch Einführung von Quell/Senkentermen und festen Rändern, die Einbeziehung seichter Grundwasserleiter mit beliebig verlaufender unterer Berandung sowie durch Erweiterung der Lösung auf instationäre Strömung. Dies würde neue Wege bei der Beschreibung nicht ebener Grundwasserströmung eröffnen, so z.B. bei Austauschvorgängen zwischen Fluß und Aquifer, die mit herkömmlichen numerischen Modellen kaum zu erfassen sind. Diese setzen nämlich meist ebene Strömung mit hydrostatischer Druckverteilung voraus, darüber hinaus ist die dafür erforderliche inverse Lösung numerisch kaum zu realisieren. Neben der Schaffung von Grundlagen für breite Anwendungsmöglichkeiten der erweiterten Lösung und Optionen zur Kopplung mit numerischen Modellen (bei vertikalen Strömungsanteilen) werden über eine Analyse des Lösungswegs und der Lösungsstruktur auch Hinweise auf vereinfachte Ansätze erwartet, geeignet z.B. als Module in der Niederschlags-Abflußmodellierung. Weiter soll untersucht werden, ob und ggf. wie sich die neue Lösungsstrategie bei rotationssymmetrischer Betrachtung zur Herleitung einer verbesserten Brunnenformel anwenden lässt.

Raum- und Umweltvertraeglichkeitspruefung der Kraftwerksprojekte Obere Drau I. Teil 1: Grundwasserhaushaltsuntersuchung

Das Projekt "Raum- und Umweltvertraeglichkeitspruefung der Kraftwerksprojekte Obere Drau I. Teil 1: Grundwasserhaushaltsuntersuchung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Wien, Institut für Hydraulik, Gewässerkunde und Wasserwirtschaft durchgeführt. In der Grundwasserhaushaltsuntersuchung im Rahmen der Raum- und Umweltvertraeglichkeitspruefung war festzustellen, inwieweit durch die unterschiedlichen Varianten zur Wasserkraftnutzung Auswirkungen auf das natuerliche Gewaesserregime zu erwarten sind. Dabei hatte sich die Untersuchung vor allem mit drei Problemkreisen auseinanderzusetzen: - Beeinflussung der Hoehenlage des Grundwasserspiegels und damit des Flurabstandes, - Veraenderung des Schwankungsverhaltens des Grundwasserspiegels, - Auswirkungen auf die Grundwasserguete.

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