Projekt MAGPlan Nachbildung der LCKW-Schadstofffahnen im Stuttgarter Untergrund mit einem reaktiven Multispezies-Modell: Identifizierung von Schadensherden Ulrich Lang Ingenieurgesellschaft Prof. Kobus und Partner GmbH Wolfgang Schäfer, Steinbeis-Transferzentrum Grundwassermodellierung
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Projekt MAGPlan
Nachbildung der LCKW-Schadstofffahnen im Stuttgarter Untergrund mit einem reaktiven
Multispezies-Modell: Identifizierung von Schadensherden
Ulrich Lang Ingenieurgesellschaft Prof. Kobus und Partner GmbHWolfgang Schäfer, Steinbeis-Transferzentrum Grundwassermodellierung
FH-DGG Bayreuth 29.05.2014 2MAGPlan – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
Übersicht
• Grundwassermodell
• Werkzeuge der Kalibrierung• Piezometerhöhen• Markierungsvresuche
• Beispiele der komplexen Zusammenhänge:• Durchlässigkeit• Abbau
• Multi-Spezies-Transport
Quellgebiet
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Strömungsmodell:• 17 Modellschichten für 13 hydrogeologische Einheiten• 700.000 Elemente in einer Modellebene• Strömungskalibrierung:
•Variation der horizontalen und vertikalen Durchlässigkeiten•Vergleich mit Grundwasserständen
Transportmodell:• Nachbildung Markierungsversuche• Nachbildung von Isotopen und geochemischen Parametern• Simulation Summe LCKW (PCE-Äquivalent)
Reaktives Transportmodell:• 5 LCKW-Komponenten mit sequenziellem Abbau:
•PCE => TCE => cDCE => VC•TCA
• Aerober und anaoerober Abbau• Instationärere Transport ab 1960
Grundwassermodell-System
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Hydrogeologisches Modell / GrundwassermodellPiezometerhöhen Muschelkalk
Fildergrabenrandverwerfung
Mittlerer Gipshorizont
Muschelkalk
Unterkeuper
Grundgipsschichten
Dunkelrote MergelBochinger Horizont
ModellgebietQuartär
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Hydrogeologischer Schnitt entlang Nesenbachtal
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Markierungsversuch P172Markierungsversuch MAG 11: • Zuströmung zu hoch und nieder konzentrierten Mineralquellen• Tiefes Potenzial an GWM8
MAG11GWM8
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Markierungsversuch P172Markierungsversuch MAG 11: • Zuströmung zu hoch und nieder konzentrierten Mineralquellen• Tiefes Potenzial an GWM8=> heterogene Durchlässigkeitsstruktur
MAG11GWM8
FH-DGG Bayreuth 29.05.2014 11MAGPlan – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
Markierungsversuch P172Bedeutung der vertikalen Interaktion:Konservativer Tracer vom Schadensherd Marwitz&Hauser
Grenzdolomit
Unterkeuper
Trigonodusdolomit
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Markierungsversuch P172Bedeutung der vertikalen Interaktion:Vertikale Durchlässigkeiten der TrennhorizonteGrundgipsschichten
Grüne Mergel
Esterienschichten
FH-DGG Bayreuth 29.05.2014 13MAGPlan – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
Markierungsversuch P172Abbau im Bereich P172 mit MKW-Schadensfall: • Umströmung Störungszone auf Grund Markierungsversuch
P172
FH-DGG Bayreuth 29.05.2014 14MAGPlan – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
Markierungsversuch P172Abbau im Bereich P172 mit MKW-Schadensfall: • Umströmung Störungszone auf Grund Markierungsversuch• Durchströmung MKW-Schaden (38.000 l Heizöl)
P172
Fahne des MKW-Schadens
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Markierungsversuch P172Abbau im Bereich P172 mit MKW-Schadensfall: • Umströmung Störungszone auf Grund Markierungsversuch• Durchströmung MKW-Schaden (38.000 l Heizöl)• Entwicklung der DCE-Fahne aus MKW-Schadensfall
P172
Fahne des MKW-Schadens
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Schadstoffinventar (PCE-Äquivalent):
10 – 50 µg/l
1 – 2 µg/l
1 – 4 µg/l
1.00010.0005.000
0 - 50
QuartärGipskeuperUnterkeuper
Muschelkalk
FH-DGG Bayreuth 29.05.2014 17MAGPlan – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
Markierungsversuch P172Nachbildung der zeitlichen Entwicklung des Eintrags:
FH-DGG Bayreuth 29.05.2014 20MAGPlan – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
• Aufbau des Modellsystems auf der Basis:•Hydrogeologisches Modell•Konzeptionelles Schadstoffmodell mit Schadenscharakterisierung
• Iterative Kalibrierung:•Strömung => Durchlässigkeiten•Konservativer Transport => Wirkung von Störungszonen•Reaktiver Transport => Abbauraten und vertikaler Austausch
• Welcher Schadensfall beeinflusst die Quellen maßgeblich?