Wasserhaushalt der Oberflächenabdichtungssysteme von Deponien und Altlasten

Tagungsbericht

Am 8. September 2000 fand im Geomatikum der Universität Hamburg die Tagung "Wasserhaushalt der Oberflächenabdichtungssysteme von Deponien und Altlasten - Anwendung des HELP-Modells und Gestaltung der Rekultivierungsschicht" statt. Die Tagung wurde von der Arbeitsgruppe 7 - Oberflächenabdichtungssysteme - des AK 6.1 der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik und dem Institut für Bodenkunde veranstaltet.

Die Arbeitsgruppe 7 hat die drei GDA-Empfehlungen E 2-30 (Modellierung des Wasserhaushalts der Oberflächenabdichtungssysteme von Deponien), Bautechnik, 1998, Heft 9, E 2-31 (Rekultivierungsschichten) und E 2-32 (Gestaltung des Bewuchses auf Abfalldeponien), beide Bautechnik, 2000, Heft 9, verfaßt. Ziel der Tagung war es, die Kenntnisse und Erfahrungen, die die Mitglieder der Arbeitsgruppe in die Erarbeitung der GDA-Empfehlungen eingebracht haben, zu dokumentieren und die Empfehlungen in einer breiten Fachöffentlichkeit zur Diskussion zu stellen. Rund 140 Teilnehmer vorwiegend aus Ingenieurbüros, Wirtschaftsunternehmen der Deponietechnik, von Deponiebetreibern sowie aus Behörden und Universitäten waren hierzu erschienen.

Im einleitenden Vortrag zeigte Frau Dr. Nienhaus vom Landesumweltamt Nordrhein-Westfalen den rechtlichen Kontext auf, in dem der Entwurf und die Gestaltung von Rekultivierungsschichten stehen. Die allgemein gehaltenen Vorgaben der TA Abfall und TA Siedlungsabfall haben durch Zulassungen des DIBt und Empfehlungen wissenschaftlich-technischer Vereinigungen eine Konkretisierung erfahren. Darüber hinaus müssen Rekultivierungsschichten standortspezifisch dimensioniert werden.

Der erste Block der Tagung beschäftigte sich mit der Anwendung des HELP-Modells. Er wurde eröffnet von Herrn Dr. Berger vom Institut für Bodenkunde der Universität Hamburg, dem Autor der in der grün-weißen Reihe des Umweltbundesamtes erschienenen Validierungsstudie zur Anwendung des HELP-Modells in Deutschland und der deutschen HELP-Version. Nach einer kurzen Vorstellung des HELP-Modells gab Herr Dr. Berger einen Ausblick auf die weiterentwickelte HELP-Version 3.XX-D, deren Fertigstellung für Ende 2000 geplant ist. In dieser Version werden eine Reihe von Fehlern der bisherigen Versionen behoben und einige Prozeßmodelle verbessert sein. Herr Dr. Berger stellte erste Simulationsergebnisse der neuen Version vor und verglich diese mit Ergebnissen der derzeit aktuellen HELP-Version 3.07 D.

Herr Lükewille vom Ingenieurbüro IUP, Braunschweig, berichtete über seine zehnjährigen Erfahrungen mit der Anwendung von HELP aus der Praxis eines Ingenieurbüros. Er demonstrierte an Hand von Berechnungsbeispielen die sachgerechte Auswahl von Klimadaten und die Überprüfung der angesetzten bodenkundlichen Parameter.

Vier weitere Vorträge beschäftigten sich mit der Anwendung des HELP-Modells für spezielle Fragestellungen, die einzelne Wasserflüsse oder Schichten von Oberflächenabdichtungssystemen betreffen. Herr Prof. Ramke von der Universität Paderborn, Fachhochschulabteilung Höxter zeigte die Anwendung des HELP-Modells bei der Dimensionierung von Einrichtungen zur Oberflächenwasserfassung und der Entwässerungsschicht auf. Für beide Aufgaben kann das HELP-Modell zur Langzeit-Simulation des Bodenwasserhaushaltes der Rekultivierungsschicht verwendet werden, um die bemessungsrelevanten Zustände (Bodenfeuchte bzw. Dränspende) zu ermitteln. Daran anschließend werden Modelle zur Kurzzeit-Simulation des Oberflächenabflusses (N/A-Modelle) bzw. des Dränabflusses in der Entwässerungsschicht eingesetzt.

Herr Dr.-Ing. von der Hude, Bilfinger + Berger, Frankfurt erläuterte in Analogie zu diesem Vorgehen die Anwendung des HELP-Modells bei der Dimensionierung von Kapillarsperren. Mit dem HELP-Modell kann die hydraulische Belastung der Kapillarsperre - die Zusickerung aus der Rekultivierungsschicht - für verschiedene Varianten simuliert und verglichen werden. In Abhängigkeit von den verfügbaren Materialien gilt es dann, die Leistungsfähigkeit der Kapillarsperre zu bestimmen und die Anforderungen an die Leistungsfähigkeit sowie die Kosten des Gesamtsystems zu optimieren.

Herr Dr.-Ing. Heibrock, ETN, Hungen stellte ein Konzept zur Anwendung des HELP-Modells bei dem Entwurf mineralischer Oberflächen-abdich-tungs-systeme vor. Zur Beurteilung der Langzeitwirksamkeit mineralischer Abdichtungen werden in einem ersten Schritt die Bodenfeuchten der Rekultivierungsschicht und Dränspenden mit dem HELP-Modell ermittelt, wobei in Hinblick auf die Austrocknung der schrumpfungsempfindlichen Abdichtungen besonders die Perioden mit niedrigen Wassergehalten und fehlender Zusickerung von Bedeutung sind. Die daran anschließende Bewertung des Risikos der Rißbildung kann durch Berechnungen mit dem Modell SUMMIT vorgenommen werden.

Herr Dr.-Ing. Markwardt, pedo tec, Berlin, befaßte sich mit der Modellierung des Durchlässigkeitsverhaltens von Bentonitmatten unter Berücksichtigung von Austrocknung und Wiedervernässung am Beispiel eines niederschlagsreichen Standortes. Auch hier wird das HELP-Modell zur Berechnung des Bodenwasserhaushaltes in der Rekultivierungsschicht eingesetzt. Die Veränderung der Durchlässigkeitseigenschaften von Bentonitmatten (Anstieg der Durchlässigkeit nach Trockenperioden, Rückgang der Durchlässigkeit nach Wiedervernässung) wurde von Herrn Dr. Markwardt in das HELP-Modell implementiert. Hierdurch wird die Abschätzung der hydraulischen Wirksamkeit von Bentonitmatten möglich.

Der Nachmittagsblock der Tagung war vor allem der Gestaltung der Rekultivierungsschicht und des Bewuchses gewidmet. Einleitend arbeitete Herr Bothmann von der Landesanstalt für Umweltschutz Baden-Württemberg die große Bedeutung der Rekultivierungsschicht und des Bewuchses als langfristige Sicherungselemente heraus. Herr Bothmann betonte die Notwendigkeit, dezidierte Anforderungen an den Aufbau der Rekultivierungsschicht und ihre Bepflanzung zu stellen, bei denen die standortspezifische, langfristig zu erwartende Vegetationsentwicklung zu berücksichtigen ist.

Ausgehend von den Aufgaben der Rekultivierungsschicht stellte Herr Dr. habil. Melchior vom Ingenieurbüro IGB, Hamburg, die hydrologischen, boden- und vegetationskundlichen Grundlagen für die Materialwahl, den Schichtaufbau und die Dimensionierung der Rekultivierungsschicht dar. Er erläuterte die standort- und projektspezifische Dimensionierung der Schicht gesondert für den Einsatz der Rekultivierungsschicht nach der TA Siedlungsabfall, als Wasserhaushaltsschicht sowie über schrumpfungsempfindlichen Abdichtungen und Kapillarsperren und gab ergänzende Hinweise zur Einbautechnik, Eignungsprüfung und Qualitätsüberwachung.

Herr Schneider vom Institut für Maschinenwesen im Baubetrieb an der Universität Karlsruhe vertiefte die Aspekte zum Einbau der Rekultivierungsschicht. Er zeigte auf, welche Einbauverfahren, Einbaugeräte und Ausführungsmöglichkeiten zur Verfügung stehen, um auch unter schwierigen Bedingungen, wie z.B. bei steilen Böschungen, die Rekultivierungsschicht anforderungsgerecht herstellen zu können.

Herr Wattendorf vom Institut für Landespflege der Universität Freiburg gab detaillierte Hinweise für die Gestaltung und die Entwicklung von standortgerechtem Bewuchs auf Rekultivierungsschichten. Ausgehend von der Entwicklung eines Leitbildes für die Bewuchsauswahl erläuterte er Maßnahmen im Rahmen der Erstbegrünung, der Ansaat, der Gehölzpflanzung und der Pflege der Vegetationsbestände.

Während die Vorträge der beiden thematischen Blöcke vor allem die Planung und die Herstellung von Oberflächenabdichtungssystemen betrafen, beschäftigte sich Herr Dr. Sokollek von der Umweltbehörde Hamburg im abschließenden Vortrag mit der langjährigen Funktionskontrolle im Rahmen der Nachsorge des Oberflächenabdichtungssystems der Deponie Hamburg-Georgswerder. Die über zehn Jahre ermittelten Wasserbilanzen zeigen, daß die Oberflächenabdichtung nach wie vor ihre Funktion erfüllt, bei hoher Vegetationsverdunstung und minimaler Durch-sickerung der Kombinationsdichtung. Das Abflußgeschehen ist im wesentlichen in die Flächendränage unter der Rekultivierungsschicht verlagert, während der Oberflächenabfluß entgegen früherer Prognosen relativ gering bleibt. Herr Dr. Sokollek zeigte, daß ein relativ anspruchsvolles hydrologisches Monitoringprogramm im Rahmen der Nachsorge einer gesicherten Altlast langfristig durchführbar ist.

Der sehr knappe Zeitplan der Tagung wurde trotz der straffen Leitung durch die Herren Stief, Melchior und Ramke vor allem aufgrund ausgiebiger und zum Teil kontroverser Diskussionen um etwa eine dreiviertel Stunde überzogen. Daß dennoch fast alle Teilnehmer bis zum Ende blieben, verdeutlicht das große Interesse an den behandelten Themen.

Tagungsband

Die Beiträge der Referenten und die von der Arbeitsgruppe 7 verfaßten GDA-Empfehlungen sind im Tagungsband veröffentlicht, der in der Schriftenreihe des Instituts für Bodenkunde erschienen ist (Ramke, H.-G., Berger, K., Stief, K. (Hrsg.): Wasserhaushalt der Oberflächenabdichtungssysteme von Deponien und Altlasten. Hamburger Bodenkundliche Arbeiten 47, 2000, Inhaltsverzeichnis als PDF-Datei). Der Tagungsband kann über den Buchhandel (ISSN 0724-6382) oder zum Preis von EUR 10,- (inklusive Versand innerhalb Europas, Preise außerhalb Europas auf Anfrage) gegen Rechnung direkt bei der Schriftleitung, auch über ein Internet-Formular, bestellt werden:

Klaus Berger, Hans-Günter Ramke, Klaus Stief