Transnational Science and Policy Panel - Amazon S3 · Transnational Science and Policy Panel Projektübersicht: ... Herr Achim Carle ... Herr Kohler, Herr Kohl

Transnational Science and Policy Panel

Projektübersicht: Ausgangssituation, Ziele,

Inhalte und Arbeitsprogramm

Dr. Thomas Ertel et environment and technology

April 2011 2MAGPlan – Sauberes Grundwasser für Stuttgart

„MAGPlan –Fieberkurve“Parameter-Trendvergleich für Messstelle 0063/511-4

1.1984

1.11.41.71.10

1985

1.11.41.71.10

1986

1.11.41.7 1.10

1987

1.11.41.71.10

1988

1.11.41.71.10

1989

1.11.41.7 1.10

1990

1.11.41.71.10

1991

1.11.41.71.10

1992

1.11.41.71.10

1993

1.11.41.71.10

1994

1.11.41.7 1.10

1995

1.11.41.71.10

1996

1.11.41.71.10

1997

1.11.41.7 1.10

1998

1.11.41.71.10

1999

1.11.41.71.10

2000

1.11.41.71.10

2001

1.11.41.71.10

2002

1.11.41.71.10

2003

1.11.41.71.10

2004

1.11.41.71.10

2005

1.11.41.7 1.10

2006

1.11.41.71.10

2007

1.11.41.7 1.10

2008

1.11.41.7 1.10

2009

1.11.41.7 1.10

Werte vom 1.1.1984 bis 31.12.2009

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Wer

te in

µg/

l

Tetrachlorethen Trichlorethen

- Mombachquelle -

LCKW im Stuttgarter Mineralwasser


Komplexe Hydrogeologie im Stuttgarter Nesenbachtal


Ausbreitung und Tiefenverlagerung der LCKW

150 m100 m0 m 50 m

GWM 3/5GWM 2/P5026

GWM 1/P5025 GWM 8GWM 10 GWM 12

U-Bahn-TunnelTorstraße

SchadensherdNesenbachstraße 48

Antropogene Auffüllung

Quartär

Gipskeuper

Lettenkeuper

Oberer Muschelkalk Grundwasserspiegel

Gelöste CKW (Migrationspfadim Geologischen Schnitte A-A’)

CKW-Phase (DNAPL) Grundwassermessstelle

Filterstrecke


Heil-und

Mineralquellen

MAGPlan-

Projektgebiet

Stadtgrenze

Stuttgart

Außenzone

Innenzone

Kernzone

Projektgebiet

Heil quellen schutz-gebiet


MAGPlan und frühere Projekte zur integralen GW- Untersuchung in Stuttgart

Projektpartner:LHS Stuttgart und LUBW

Projektlaufzeit:2010 – 2014 (5 Jahre)

Projektbudget:gesamt 3,4 Mio. EURO(200.000 € LUBW)

Projektförderung:LIFE+ 2008 Environment

Fördersatz:50 %


Projektgebiet MAGPlan

Insgesamt ca.8.500 Bohrungen1.500 GW Meßstellen25.000 Analysen

806 LCKW- Verdachtsflächen, von denen101 untersucht wurden(Stand 06/2010)


Integrated Approach: operational view

Ground-water

Indoor Air

Soil

Characterization RemediationSocioSocio--economic economic aspectsaspectsSpatial ground-

water approach

Source remediation

Site integrated Approach:Ground- water,Soil,

Indoor air

SocioSocio--economic economic aspectsaspects

Risk assessment / Remediation concept

Plume remediation

Final Final GoalGoalGood Good

solution solution for for site site and and

spacespace

Integrated remediation

approach


Prinzip Integrale Grundwasser untersuchung


MAGIC- Ergebnisse je GW- Stockwerk

1. Festgesteinsaquifer


Entwicklung der Risikobewertung und Priorisierung

Integrale Untersuchung und Bewertung …

… Betrachtung der Schadensdynamik (gesamte Herd-Fahnenbeziehung)

Konzentrationsbetrachtung an einem (willkürlichen) Punkt

Frachtenbetrachtung (an willkürlich entfernter Kontrollebene) im Abstrom


• Development of a generally applicable concept for integral groundwater risk management at urban scale comprising technical and administrative aspects

• Test and evaluation of innovative investigation technologies for quantitative assessment of fate and behaviour of groundwater pollution plumes by chlorinated solvents in layered and fractured aquifers (3- dimensional)

• Verification of innovative characterisation technologies according to the upcoming EU-ETV (environmental technological verification) scheme

• Test and evaluation of a model based methodology (conceptual and numerical) to define and assess appropriate sets of information for a well-defined decision basis in order to minimise the need for technical investigation measures. Moreover water authorities are enabled to increase efficiency of their administrative actions.

• Quantitative assessment of contaminant mass flow rates, identification of key sources of pollution and related liable polluters in the project area

• Establishment of a municipal groundwater management plan for the project area as a best practise example

• Compilation of EU-wide applicable recommendations for action for groundwater risk management in urban areas linked to the activities of the WFD Common Implementation Strategy (CIS) - Working Group C activities to develop further guidance for implementation of the GWD

• Rising and securing awareness among the general public and the commercial sector for groundwater protection issues in general and the abatement of groundwater pollution in urban areas

Ziele aus dem MAGPlan-Projektantrag Sep. 2009


• Recommendations for action on the effective application of innovative investigation technologies (report)

• Two innovative technologies verified according to EU/ETV scheme

• Recommendations for the optimal use of modelling tools (conceptual and numerical) to define and assess appropriate sets of information for a well-defined decision basis (report)

• Demonstrator of software application for 3-D visualisation of complex underground characteristics

• Description of a general concept for integral groundwater risk management at urban scale combined with the municipal groundwater management plan for Stuttgart as best practise example

• Groundwater flow and transport model for Stuttgart city area including identification, quantification and assessment of pollution plumes and related point sources.

• 3 public workshops on dedicated technical aspects

• 1 big international conference related to the GWD implementation process, 300 – 400 participants

• Vitreous aquifer as a public exhibition at prominent place in Stuttgart combined with a brochure “abatement of groundwater pollution in Stuttgart”

Erwartete Arbeitsergebnisse laut Antrag


Konkrete Ziele für Stuttgart• Konzeption zur Schadstoffentfrachtung des Mineralwassers (Grundwassers)

Dazu sind erforderlich:• Systemverständnis und Prozessverständnis: GW-Strömung, Schadstofftransport,

Instationarität• Identifizierung der mineralwasserrelevanten (grundwasserrelevanten)

Schadstoffeintragstellen, Beschreibung ihrer Fahnen, Dynamik und Auswirkungen• Methodensynopse• Beschreibung der offenen Fragen und des erreichten Kenntnisstandes• Entwicklung eines Sanierungskonzeptes: Welche Schadstoffquellen müssen zur

Verbesserung der Mineralwasserqualität in welchem Maß entfernt werden?• Beschreibung von Maßnahmen, mit denen die Sanierungsziele erreicht werden

können. Quantifizierung von Aufwand und Zeitbedarf, optimaler Einsatz der Mittel.• Prognose des Sanierungserfolgs, der erzielt werden kann (Relation Sanierungsziel,

Aufwand und Zeit einschl. Umsetzung in die Verwaltungspraxis)• Monitoringkonzept: Welche GWM müssen in welcher Weise beobachtet werden, um

den Sanierungserfolg messen zu können?• Herstellung öffentlicher Sensibilität, Interesse und Akzeptanz (breite Öffentlichkeit,

Politik, insbesondere Gemeinderat, Pflichtige („Aufwandsminimierung“), aber auch Fachöffentlichkeit)


Maßnahmen im Überblick

• Dreidimensionales Grundwasserströmungsmodell, eingebettet in bestehende

großräumige Modelle und in Übereinstimmung mit den vorliegenden

Messwerten

• Dreidimensionales, instationäres, reaktives LCKW-Transportmodell

• Identifizierung systembedeutsamer Kenntnislücken

• Untersuchungsmaßnahmen (Immissionspumpversuche, Forensik,

Standortuntersuchungen)

• Optimierung der Grundwassermodelle

• Modellierung einer Sanierungs- und Monitoringkonzeption

• Öffentlichkeitsarbeit („Gläserner Aquifer“)


Zeitplan Übersicht

Nr. Arbeitspakete I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV I II III IVScience and Policy Panel

WP 1 Überblick, Charakterisierung GW-strömung

WP 2 Schadstoffbelastung und Transportprotzesse

WP 3 Schadstoffabbau- und Retentionsprozesse, NA

WP 4 Sanierungskonzepte und Bewirtschaftungsplan

WP 5 Handlungsempfehlungen und Leitfäden

WP 6 Projektmanagement und Öffentlichkeitsarbeit

2010 2011 2012 2013 2014


Aufbau Projektplan

• 6 Arbeitspakete

• insgesamt 46 actions, jeder action zugeordnet:

• Maßnahmenbeschreibung

• Budget

• Zeitrahmen

action 1.1, usw.


Beschreibung Arbeitspakete

• WP 1 bis WP 4 „Handlungsebene“ Stuttgart

• WP 5 Bündelung Ergebnisse, fachlicher Austausch

• WP 6 Management und Kommunikation


WP 1 bis WP 4 – iterative Charakterisierung

Datenerhebung

konzeptionelles Modell

numerisches Grundwassermodell

Auswertung, Empfehlungen,

Planung weiterer Maßnahmen


WP 1- Überblick, Charakterisierung GW Strömung

• Datenerhebung aus Akten

• zwei Bohrkampagnen

• Stichtagsmessung und –beprobung

• Erstellung der Modelle

• Standorterkundungen

• 3D-Visualisierung


WP 2 – Schadstoffbelastung und Transportprozesse

• Immissionspumpversuche

• Tracertests,Isotopen-Fingerprinting

• Auswertung der Stichtagsbeprobung

• Aktualisierung und Fortschreibung der Modelle

• konzeptionelles Schadstoffmodell

• numerisches Stofftransportmodell

• Verifizierung Isotopen-Fingerprinting


WP3 Schadstoffabbau- und Retentionsprozesse, NA

• zusätzliche Bohrungen, Probenahmen

• in-Situ-Mikrokosmentests

• Aktualisierung / Fortschreibung der Modelle

• reaktives Transportmodell zur Simulation LCKW-Abbau

• Verifizierung mikrobielle Abbauversuche


WP 4 – Sanierungskonzepte und Bewirtschaftungsplan

• Auswertung WP 1 bis WP 3:

flächenhafte Quantifizierung von Schadstoff-Austragsraten,

Lokalisierung von Hot spots

• Bewertung und Priorisierung

• Prüfung und Bewertung der Machbarkeit verschiedener

Sanierungsmethoden

• Evaluierung im numerischen Modell

• Prüfung MNA – Optionen

• zusätzliche Erkundungen für Sanierungsplanung

• Erstellung Grundwassermanagementplan


Städtischer Grundwassermanagement-Plan

Maßnahmenkatalog zum gezielten Risikomanagement

•umfassende Sicherungs- und Sanierungskonzeption unter

Berücksichtigung administrativer Aspekte

•zielgerichtete Sanierung ausgewählter Hot Spots

•gezielte Sicherungsmaßnahmen

zur Vermeidung Schadstoff-

Verschleppung

•Planung Langzeit – Monitoring


Projektbeteiligte – aktueller Stand

Projektpartner

Koordinierender ZuschussempfängerAmt für Umweltschutz der Landeshauptstadt Stuttgart

Assoziierter ZuschussempfängerLandesanstalt für Umwelt Naturschutz und Messungen Karlsruhe

Herr Werner Flad (Projektkoordinator)Herr Hermann J. Kirchholtes (Projektleiter)Herr Wolfgang Ufrecht (wissenschaftliche Leitung)Herr Achim Carle (Fachtechnik)Herr Michael Schweiker (Projektverwaltung)

Herr Bärlin, Herr Fox, Herr Weigel, Herr Weißenberger, Frau Blümlein, Herr Wolff, Herr Blessing, Herr Steinbach

Frau Iris Blankenhorn (Projektleiterin LUBW)Herr Michael Weiller (Projektverwaltung)

Herr Kohler, Herr Kohl


Projektbeteiligte – aktueller Stand

Externe Dienstleister

externer Projektkoordinator

et environment and technologyHerr Thomas ErtelFrau Susanne Rollwagen

Grundwasser- modellierung

Bietergemeinschaft Prof. Kobus / SteinbeisHerr Ulrich LangHerr Wolfgang Schäfer

Projekt-kommunikation

Drees & Sommer AG, StuttgartFrau Ulrike SchweizerFrau Sandra Brand

DatenerhebungCDMGeoConcept Systeme

Leitung v. Hydraulik- bohrungenKlinger und Partner

Hydraulikbohrungen1.Kampagne 04/11 Terrasond-Geobohr

Handlungsempfeh- lung Pump & TreatArcadis

Interpretation und VisualisierungIBL Hagelauer Consult

StichtagsbeprobungAusschreibung Frühjahr 2011

Immissions- pumpversucheFrühjahr 2012

Prüfung von Pump & Treat-MaßnahmenStupp Consulting

Hydraulische CharakterisierungBoSS Consult

AnalytikAusschreibung Frühjahr 2011

Standort- untersuchungen2012/2013

…


Integrale Ansätze

Untersuchung

Sanierung

Raumluft Boden Grund-wasser

integrale, standortspezifischeUntersuchung und Bewertung

Integraler Sanierungsansatz

Schadensherd-sanierung

Fahnen-sanierung

Integrale (gebietsbezogene)GW-Untersuchung

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