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KP Ingenieurgesellschaft für Wasser und Boden GmbHBahnhofstr. 37
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Vertretungsberechtigte Geschäftsführer:
Dr.-Ing. Oliver Kemmesies - Dipl.-Geogr. Olaf Pattloch
Die KP Ingenieurgesellschaft für Wasser und Boden mbH möchte Ihnen in den Bereichen
durch kompetente Beratung, Planung und Betreuung bei der Lösung ihrer Probleme zur Seite stehen.
Unsere Seminare sind an die Praktiker in den Ingenieurbüros und Fachbehörden gerichtet. Vormittags werden die fachlichen Grundlagen vermittelt. In diesem Jahr bieten wir folgende Veranstaltungen an:
| 09.02.2010 | Fortgeschrittene Techniken bei der Wasserhaushaltsmodellierung Oberflachenabdichtungssystemen (Bemessung gegen Austrocknungs- und Rissicherheit) |
| 09.03.2010 | Grundlagen der Sickerwasserprognose |
| 23.03.2010 | Parameterermittlung zur Sickerwasserprognose |
| 20.04.2010 | Modellgestützte Sickerwasserprognose |
| 04.05.2010 | PAK: Vorkommen, Freisetzungs- und Transportverhalten |
| 08.06.2010 | Bemessung von Wasserhaushaltsschichten als Oberflächenabdichtungssystem von Deponien |
| 29.06.2010 | Schwermetalle: Freisetzungs- und Transportverhalten |
| 07.12.2010 | Immissionspumpversuche: Planung, Durchführung und Auswertung |
Änderungen vorbehalten
Flyer und Anmeldeformulare finden Sie unter www.ibwabo.de > Leistungen > Fortbildung
B. euler, O. Kemmesies
Simulationsprogramme für die computergestützte Sickerwasserprognose - Teil 1: Ergebnisse des Programmvergleichs
altlasten spektrum 3/2009
Im Rahmen des BMBF-Förderschwerpunktes "Sickerwasserprognose", Themenkomplex "Transportprognose" wurden Programme entwickelt, die hinsichtlich ihrer Genauigkeit und Praktikabilität in einem Programmvergleich bewertet wurden. In Teil 1 des Beitrages werden die Ergebnisse des Programmvergleichs vorgestellt. Im Teil 2 werden die Auswirkungen von modellbedingten Idealisierungen auf die Berechnungsergebnisse von Sickerwasserprognosen untersucht. Dabei kommen die Programme ALTEX-1D und SIWAPRO DSS zum Einsatz.
Die KP Ingenieurgesellschaft für Wasser und Boden mbH betätigt sich in den folgenden Forschungs-Bereichen (detaillierte Informationen unter http://www.ibwabo.de > Leistungen > Forschung):
Im Rahmen der Altlastenuntersuchungen ist stets eine Gefährdungsabschätzung durchzuführen, mit der die Gefahren, die von einer festgestellten Altlast oder schädlichen Bodenveränderungen für das Schutzgut Grundwasser ausgehen, eingeschätzt werden sollen. Im Fachjargon wird diese Gefährdungsabschätzung „Sickerwasserprognose“ genannt (vgl. dazu auch §2 BBodSchV und §4 Abs. 3 BBodSchV). Das BMBF hat 1999 den Förderschwerpunkt „Sickerwasserprognose“ initiiert, nachdem festgestellt worden war, dass zur wissenschaftlichen Absicherung der Regelungen in der Bundesbodenschutz- und Altlastenverordnung (BBodSchV) erheblicher Forschungsbedarf besteht .
Innerhalb dieses Forschungsverbundes entwickeln wir in Zusammenarbeit mit dem Institut für Abfallwirtschaft und Altlasten der TU Dresden ein Beratungssystem für die Sickerwasserprognose SiWaPro DSS.
Die Benzinzusätze Methyl-tert-butylether (MTBE) wie auch Ethyl-tert-butylether (ETBE) werden seit Mitte der 90er Jahre als Ersatzstoffe für Bleiverbindungen im Benzin eingesetzt. Anfangs wurde das Gefährdungspotential dieser toxischen Verbindungen unterschätzt. Im Grundwasser sind MTBE und ETBE sehr mobil und werden praktisch nicht abgebaut. Im Rahmen des BMBF-Verbundprojektes „Nanokat“ wird derzeit ein Biocer entwickelt, d.h. ein keramisches Material, in dem spezielle adaptierte Mikroorganismen angesiedelt sind, die MTBE und ETBE biologisch abbauen.
Auf diese Weise soll zum Einen die „Enhanced Natural Attenuation“ (ENA) von MTBE-kontaminiertem Grundwasser nach dem Prinzip sog. reaktiver Wände und zum Anderen die Reinigung von Trinkwasser ermöglicht werden.
Wir bearbeiten innerhalb des Projektverbundes in Zusammenarbeit mit dem Institut für Abfallwirtschaft und Altlasten der TU Dresden den Baustein der mathematischen Modellbildung und der Simulation.
APIS-Ausweisung von Parameter-und Randbedinungsunsicherheiten in Berechnungsergebnisse von Umweltinformationssystemen.
Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung innovativer Verfahren und Methoden, um die Unsicherheiten in der Parameter- und Randbedingungsbestimmung auch in den Berechnungsergebnissen von Umweltinformations- und -bewertungssystemen ausweisen zu können. Solche Systeme sind zumeist Rechenmodelle, die z.B. Konzentrationen berechnen. Überschreiten die berechneten Zahlenwerte bestimmte Grenzwerte werden dann definierte Handlungen (Sanierungsmaßnahmen o.ä.) ausgelöst.
Ein Spezialthema der KP Ingenieurgeselschaft Wasser und Boden GmbH ist die Modellbildung und Simulation der ömungs- und Stofftransortprozesse in der ungesättigten Zone (also auch für Kapillarsperren).
Dazu hat KP in Zusammenarbeit mit dem Institut für Abfallwirtschaft und Altlasten der TU Dresden (Prof. Gräber) ein Bemessungsprogramm (Entscheidungshilfssystem) SiWaPro DSS entwickelt. (Zum Programm SiWaProDSS siehe http://www.ibwabo.de > Leistungen > Forschung
Die KP Ingenieurgesellschaft ist damit in der Lage , Wasserhaushaltsbilanzierungen für alternative Abdeckungen (Kapillarsperren) sauber nachzuweisen, was mit den bislang dafür auch eingesetzten Programme, wie HELP und BOWAHALD nicht möglich ist. Siehe dazu auch die GDA-Empfehlungen (GDA 2-30, Kap. 4.2), Vortrag Euler, B., Kemmesies, O., Gräber, P.-W. (2007).
Wir bieten Ingenieurbüros, die für die Planung bzw.
für die Fremdüberwachung Kipprinnenversuche und Versuchsfelder für Kapillarsperren gemäß GDA-E 2-33 durchführen müssen, an, die Möglichkeiten der numerischen Modellierung zur Optimierung der Planungen sowie der Parameterermittlung durch Inverse Modellierung zu nutzen.
KP Ingenieurgesellschaft hat auch einen Wettergenerator implementiert, der auf den Grundlage der Daten der 44 freiverfügbaren Klimastationen des DWD Wetterdaten, also Niederschlag, Verdunstung etc., die wir für unsere Bemessungen brauchen, generiert. Der Wettergenerator führt zu Kosteneinsparungen, da Daten i.d.R. nur kostenpflichtig beim DWD verfügbar sind.
Mit unserem Modell SiWaProDSS kann man z. B. auch berechnen, ob man durch die Ausrichtung der Abdeckung einer Deponie nach Norden wegen der geänderten Exposition Kosten bei der Abdeckung einsparen kann.
Ausschlaggebend für die Genehmigung von Kapillarsperren für die Abdeckung von Deponien ist deren Wasserhaushalt bzw. deren max. vertikale Durchsickerung. Diese wird bestimmt durch die verwendeten Materialien, deren Einbauweise, der Neigung sowie der technischen Randbedingungen, wie z.B. die Lage der Dränagen etc. Deshalb muss im Vorfeld bzw. in der Planungsphase die Eignung der geplanten Kapillarsperre nachgewiesen werden. Dies erfolgt i.d.R. über Kipprinnenversuche und Testfelder (GDA Empfehlung 2-33).
Grundsätzlich besteht aber dabei das Problem, dass für die letztendlich zu errichtende Abdeckung eine Wasserhaushaltsbetrachtung durchzuführen ist. Die derzeit standardmäßig dazu eingesetzten Programme, wie z.B. HELP, BOWAHALD können aber nur Regelabdeckungen beschreiben, nicht aber Kapillarsperren. Dies liegt im empirischen Charakter der eingesetzten Wasserhaushaltsmodelle begründet (GDA Empfehlung 2-30). Um auch den Wasserhaushalt von Kapillarsperren betrachten optimieren zu können, bedarf es einer deterministischen Beschreibung der Strömungsprozesse in der ungesättigten Zone und somit auch der Ermittlung der bodenhydraulischen bzw. van-Genuchten-Parameter (Porosität, Restwassergehalt, Anstiegsparameter n, Skalierungsfaktor und Durchlässigkeitsbeiwert kf).
Während für normale Böden hierzu bereits gesicherte Angaben (z.B. in der DIN 4220) vorliegen, fehlen verlässliche Parameterschätzungen für die immer mehr zum Einsatz kommenden Ersatzbaustoffe in Deponieabdeckungen fast völlig. Diese lassen sich aber durch Inverse Modellierung von Kipprinnenversuchen, bei denen neben den Volumenströmen auch die Druckhöhe und der Wassergehalt in den beiden Schichten gemessen werden, ermitteln.
Um den Einsatz der Kapillarsperre auch im Feldmaßstab optimieren zu können, sind Wasserhaushaltsbetrachtungen zu den typischen Expositionsszenarien notwendig. Zur Generierung der dazu notwendigen Niederschlags– und Verdunstungszeitreihen mit einer zeitlichen Auflösung von einem Tag als obere Strömungsrandbedingung wurde in SiWaPro DSS ein Wettergenerator implementiert. Als atmosphärische Randbedingungen gehen dabei an der Bodenoberfläche Niederschlag, Wasserentzung durch Pflanzenwurzeln sowie die potentielle Evaporation in die Berechnung ein.
siehe auch http://www.ibwabo.de > Unternehmen > International > Japan
Forschungs- und Lehraufenthalt an der Universität von Okayama (Japan)
2006 weilte Herr Dr. Kemmesies zu einem Forschungs- und Lehraufenthalt an der Universität von Okayama in Japan. Herr Dr. Kemmesies hielt dort Vorlesungen zu Strömungs- und Stofftransport in der ungesättigten Zone.
Die Weiterentwicklung von Kapillarsperren zur Anwendung als Deponieabdeckungen wird auch in Japan mit großem wissenschaftlichen Aufwand betrieben, da Kapillarsperren eine einfache und kostengünstige Alternative zu herkömmlichen Abdeckungen bilden.
Die Strömungsprozesse des Wassers in Kapillarsperren verlaufen im ungesättigten Bereich. Mit Hilfe unseres Programms SiWaPro DSS lassen sich also auch die Strömungsprozesse in Kapillarsperren und damit auch die in der Kipprinne stattfindenden Strömungsprozesse simulieren.
mehr > www.ibwabo.de > Unternehmen > Internationales > Japan
GDA-Empfehlung (Entwurf 2003): E 2-30- Modellierung des Wasserhaushaltes der Oberflächenabdichtungssysteme von Deponien.
GDA-Empfehlung (Entwurf 2000): E2-33-Kapillarsperren als Oberflächenabdichtungssystem
Euler, B., Kemmesies, O., Gräber, P.-W. (2007): Optimierung von Rekultivierungsschichten von Bergbaufolgelandschaften mittels SiWaPro DSS. in: Proceedings des Internationalen Bergbausymposiums WISMUT, Gera
Kemmesies, O., Blankenburg, R., Gräber, P.-W. (2005): SiWaPro DSS: A Tool for Computer aided Forecasts of Leachate Concentrations. in: Proceedings of 19th Conference on Modelling and Simulation ECMS 2005, 01.-04.06.2005 Riga (Lettland)
Nitsch, B., Kemmesies, O., Gräber, P.W. (2007): Anwendung synthetischer Niederschlagszeitreihen bei der Strömungssimulation in der ungesättigten Bodenzone. in: Simulation in Umwelt- und Geowissenschaften, ASIM Workshop 2007, Shaker Verlag, Berlin
B. Euler, O. Kemmesies, P.-W. Gräber (2007): Strömungssimulation in Deponieabdeckungsschichten zur Wasserhaushaltsbilanzierung. in: Abschluss und Rekultivierung von Deponien und Altlasten 2007. Beiträge zum Seminar - Herausgegeben von Egloffstein /Burkhardt im Auftrag der Überwachungsgemeinschaft Bauen für den Umweltschutz e. V. und dem Arbeitskreis Grundwasserschutz e. V., Band 13 der Veröffentlichungen im ICP Eigenverlag Bauen und Umwelt. ISBN978-3-93939662-01-3