Das Projekt "Modellierung von nichtisothermen Gas-Wasser Strömungs- und Transportprozessen in bindigen Böden - Teilprojekt III" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Wasserbau durchgeführt. Im Rahmen dieses Teilprojektes sollen Methoden zur numerischen Modellierung von nichtisothermen Zweiphasen-Zweikomponenten Strömungs- und Transportprozessen in bindigen Böden unter Berücksichtigung von Schrumpf- und Schwellvorgängen entwickelt werden, wobei ein starres Korngerüst zugrunde gelegt wird, dessen hydraulisch relevante Eigenschaften (z.B. Porosität, Permeabilität) sich aber durch Schrumpfen und Schwellen verändern können. Das Zweiphasen-Zweikomponenten-Modell umfasst hier die beiden Fluidphasen Wasser und Gas sowie die darin enthaltenen Komponenten Wasser (flüssig und gasförmig) und Luft (als Gas bzw. gelöst im Wasser). Solche Modelle spielen beispielsweise für die Beschreibung der Prozesse bei der Austrocknung von Deponieabdichtungen eine Rolle und sind für Fragestellungen hinsichtlich einer dauerhaften Wirkung der Dichtung von besonderer Bedeutung. Diese Arbeiten erfordern eine besonders enge Abstimmung mit Experimenten und Laborversuchen, aus denen konstitutive Beziehungen sowie bodenmechanische und strömungsmechanische Parameter hervorgehen. Es werden zunächst Methoden weiterentwickelt, die es erlauben, numerische Simulationen bis zum Erreichen einer kritischen Sättigung, die dann z.B. zu Schrumpfrissen führt, durchzuführen. Dazu soll eine Methodik konzipiert werden, mit der wesentliche Parameter und Modelleingangsgrößen durch einen Vergleich mit Laborexperimenten (siehe Teilprojekt IV) zuverlässig bestimmt werden können. Die Anwendung inverser Modellierung steht hierbei im Vordergrund. Weiterhin sollen die Einflüsse von kleinskaligen Heterogenitäten, von Auflasten und von Schrumpfprozessen auf die Simulationsergebnisse untersucht werden. Weiter wird die Gültigkeit des Darcy'schen Gesetzes bei sehr geringen Durchlässigkeiten überprüft. Für eine effiziente Simulation der gekoppelten nichtlinearen Prozesse sollen u.a. die Parallelisierung des zugrundeliegenden Programmsystems MUFTE UG sowie ein darin implementiertes Mehrgitterverfahren weiterentwickelt werden. Für die zweite Antragsphase ist eine Kopplung des hier entwickelten Modells mit einem Stoffmodell geplant (siehe Teilprojekt Meißner/Hügel), so dass dann auch Strukturveränderungen wie Schrumpfrisse erfasst werden können.
Das Projekt "Urban Sprawl: European Patterns, Environmental Degradation and Sustainable Developmen (URBS PANDENS)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung e.V. durchgeführt. Urban sprawl is one of the most important types of land-use changes in Europe. It increasingly diminishes the quality of life in Europe and brings forth major impacts on the environment (e.g. via surface sealing, emissions by transport, or ecosystem fragmentation), the social structure of an area (e.g. via segregation, lifestyle changes, or neglecting urban centres) and the economy (e.g. via distributed production, land prices, or issues of scale). URBS PANDENS strives for an integrated impact assessment of regulations, incentives, economic instruments and infrastructure measures on urban sprawl. Within the project several policies as imposed by European, national and regional agencies will be investigated and options for improvement are developed. On the basis of seven case studies modern qualitative modelling techniques utilizing so-called qualitative differential equations (QDE) will be used. The model results will be used as possible scenarios (a single qualitative model gives various future scenarios) of future development in the regions. These scenarios are evaluated within stakeholder workshops with respect to sustainable development. The achieved ranking of futures will then be used for policy design on the basis of the models, good cases databases, local experience on politics, and further stakeholder dialogues.
Das Projekt "Teilprojekt 4: Deponie-Systemtechnik für Oberflächenabdichtung und Rekultivierungschicht" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Melchior und Wittpohl Ingenieurgesellschaft GbR durchgeführt. Das Gesamtziel des Verbundvorhabens ist gemeinsam mit den Teilvorhaben 1, 2 und 3 im Rahmenplan dargestellt. Das TV 4 bildet die Schnittstelle zwischen den Forschungsaktivitäten und der Baupraxis. Drei übergeordnete Ziele werden verfolgt: 1. Berücksichtigung der Erfahrungen aus der Beratungspraxis bei der Auswahl der Fallbeispiele. 2. Nutzung der Erfahrungen aus der Eignungsprüfung und Qualitätsüberwachung von ausgeführten Rekultivierungsschichten bei der Ableitung der Entwicklungsziele für optimierte Systeme. 3. Technische Planung und Bauüberwachung der Testfelder für die In-Situ-Untersuchung der Methanoxidation. Das TV 4 ist an den Arbeitspaketen1a, 1c, 2a, 3, 4a und 5b beteiligt. Die zum Einsatz kommenden Böden werden nach dem Stand der Technik ausgewählt und charakterisiert. Die Herstellung der Testfelder wird aufführungsreif geplant, ausgeschrieben, in der Ausführung überwacht und dokumentiert. Hauptziele sind dabei die funktionsgerechte und praxiskonforme Herstellung von Böden und Messtechnik. Die wirtschaftlich, wissenschaftlichen und technischen Erfolgsaussichten sowie die wissenschaftlichenAnschlussfähigkeit sind für das gesamte Verbundvorhaben in Kap. 1.IV des Rahmenplans dargestellt.
Das Projekt "Beurteilung der Wirksamkeit der Systemkomponenten von Deponie-Oberflächenabdichtungssystemen unter Heranziehung bundesweit erfolgter Deponie-Testfelduntersuchungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kassel, Lehr- und Forschungsgebiet Umwelt- und Lebensmittelwissenschaften, Fachgebiet Abfallwirtschaft und Altlasten durchgeführt. Zu diesem FuE-Vorhaben erfolgte eine Auswertung der bundesweit auf Deponien durchgeführten Testfelduntersuchungen. Dazu wurde umfassend im Internet und in der Fachliteratur recherchiert. Im Anschluss daran wurde eine gezielte schriftliche Befragung bei den für die Testfelder verantwortlichen Gebietskörperschaften und Gutachter vorgenommen. Die sich darauf stützende Datenauswertung bezieht sich im wesentlichen auf folgende Aspekte: Sickerwasservermeidungspotenzial von Rekultivierungsschichten; Wasseranfall in Drainschichten; Durchflüsse durch mineralische Dichtungsschichten; Drain- und Dichtwirkung von Kapillarschichten. Die Erkenntnisse fließen in eine kritische Analyse des Regel-Deponieoberflächenabdichtungssystems nach Deponieverordnung sowie der dazu alternativ vorgesehenen Oberflächenabdichtungssysteme ein. Die Veröffentlichung der Erkenntnisse ist für Herbst 2004 geplant.
Das Projekt "Hydrophobierte Tone/Mergel zur Oberflächenabdichtung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Regensburg, Institut für Organische Chemie durchgeführt. In Bayern werden in den nächsten Jahren Oberflächenabdichtungen im Wert von 400 Millionen Mark gebaut werden. Für die Oberflächenabdichtung erscheint in vielen Fällen ein toniger Baustoff, der in geringen Massenanteilen mit einem organischen Polymer versetzt ist, als interessante Alternative zu vielen anderen Systemen. Dieser vergütete Baustoff besitzt bessere bodenmechanische Kennwerte, nimmt weniger Wasser auf und gibt das aufgenommene Wasser schwerer ab als der reine Ton: Verringert wird damit die Gefahr der Rißbildung in der Oberflächenabdichtung. Für derartige organophilierte Gesteinsphasen sollen vor allem sehr minderwertige Tone und Mergel (Abraum) eingesetzt werden, vorzugsweise verfestigte Tongesteine, die vor ihrem Einbau grundsätzlich kleingemahlen müßten. Bei diesem Aufarbeitungsprozeß kann dann das Polymer in Lösung bzw. als Dispersion zugegeben werden. Schwerpunktmäßig wird die Organophilierung mit kationischen Polymeren untersucht werden, es werden aber auch nichtionische / amphotere Polymere und Polymermischungen zu Vergleichszwecken miteinbezogen sein. Die Untersuchungen an den Gesteinsphasen werden von ergänzenden Untersuchungen an Suspensionen begleitet sein. Aufbauend auf Literaturstudien wird das Trocknungsverhalten, das Mischungsverhalten, das Wasseraufnahmevermögen und die Gasdurchlässigkeit, alles soweit möglich auch in der Zeitabhängikeit, untersucht werden. Da die Experimente eine Anwendung des Materials in der Praxis zum Ziel haben, werden die Untersuchungen immer auch von Kosten-Nutzen Überlegungen begleitet sein: Preisgünstige Polymere, biologisch schwer abbaubar, leicht in den Ton einmischbar, möglichst geringe Mengen bei einem optimalen Effekt bzw. Beschränkung der Zugabe auf der Grundlage von Wirtschaftlichkeitsüberlegungen, Betrachtung der GLEICHWERTIGKEIT gegenüber den Regelabdichtungssystemen. Es ist geplant, in Kooperation mit einem Grundbauinstitut die bodenmechanischen Systemleistungen und die Durchlässigkeit des Materials zu analysieren.