Deponiesicherung

Bearbeiter/Bearbeiterin:

Dipl.-Ing. agr. Birte Pfeiffer, Dipl.-Ing. agr. Vera Blencke, Prof. Dr. Stefan Gäth

Laufzeit:

2001 - 2003

Schlagwörter:

Deponieoberflächenabdichtung, Kapillarsperre, mineralische Abfälle

Kurzbeschreibung:

Die im August 2002 in Kraft getretene Deponieverordnung (DepV) lässt neben der herkömmlichen Regelabdichtung nach TA Siedlungsabfall (1993) nun auch Möglichkeiten alternativer Deponieoberflächenabdichtungssysteme zu. Eine solche Alternative stellt z. B. die Kapillarsperre dar, deren Funktion in den letzten Jahren eingehend untersucht wurde und schon auf verschiedenen Deponien erfolgreich umgesetzt werden konnte. Mit Hilfe des Einsatzes von mineralischen Abfällen für den Aufbau einer Kapillarsperre könnten sowohl natürliche Baustoffe eingespart und damit Ressourcen geschont werden, als auch finanzielle Vorteile aufgrund ihrer Verwertung als Sekundärrohstoff erzielt werden.

Kapillarsperren sind geschichtete Systeme aus nicht bindigen Böden und einer deutlichen Schichtgrenze. Eine sandige Kapillarschicht liegt über einem meist kiesigen Kapillarblock. Wasser, das in die Kapillarschicht infiltriert, wird dort kapillar als Haftwasser gebunden und fließt oberhalb der Schichtgrenze im Porenraum der Kapillarschicht ungesättigt lateral ab. Die vertikale Versickerung wird zum einen verhindert durch die Grenzflächenspannung am Übergang der wassergefüllten Poren in der Kapillarschicht zu den luftgefüllten Poren des Kapillarblocks. Zum anderen ergeben sich aus den ungesättigten Verhältnissen im Kapillarblock nur sehr geringe Fließquerschnitte. Nur der wassergefüllte Anteil der Poren steht für die Wasserleitung zur Verfügung. Dies sind wichtige Aspekte für die Funktion der Kapillarsperre, woraus entsprechende bodenphysikalischen Untersuchungen resultieren.

Des weiteren muss die Umweltverträglichkeit der eingesetzten Materialien nachgewiesen werden. Insbesondere bei der Verwendung von mineralischen Recyclingbaustoffen sollte eine eventuelle Freisetzung umweltrelevanter Stoffe genau untersucht werden.

Anhand dieser bodenphysikalischen und geochemischen Parameter werden geeignete Materialkombinationen ausgewählt und in Großrinnenversuchen weiteren Eignungsprüfungen für den Einsatz als Kapillarsperre in Funktion einer alternativen Deponieoberflächenabdichtung unterzogen. Dabei handelt es sich um eine 6 m lange, 60 cm breite und 1 m hohe Versuchsanlage, deren Steigung verstellbar ist und damit vorherrschenden Hangneigungen einer Deponie angepasst werden kann. Eine gleichmäßige Befeuchtung wird durch einen Beregnungsschlitten gewährleistet. Die Beregnungsraten werden solange erhöht bis die Leistungsgrenze, bezeichnet als laterale Dränkapazität, der Materialkombination erreicht ist und Wasser in den Kapillarblock eindringt.

Um letztlich genaue Aussagen über die Eignung zum Einsatz von mineralischen Abfällen in Kapillarsperren als Deponieoberflächenabdichtung treffen zu können, werden die Materialkombinationen, die sich auch bei den Rinnenversuchen als brauchbar erwiesen haben in Feldversuchen unter realen Bedingungen eingehend untersucht.

Deponie Reiskirchen	Kipprinnenversuche zum Nachweis der Gleichwertigkeit bezüglich der Regelabdichtung	Anordnung der Messgeräte; TDR-Sonden und Tensiometer in 6 Segmenten

Projektträger:

Landkreis Gießen

Veröffentlichungen:

Pfeiffer, B. M., Gäth, S. (2003): Einsatz einer Kapillarsperre aus mineralischen Abfällen als Deponieoberflächenabdichtung - Ergebnisse aus Großrinnenversuchen zur Überprüfung der Materialeignung. Mitteilungen der Deutschen Bodenkundlichen Gesellschaft, eingereicht.

Pfeiffer, B. M., Blencke, V., Gäth, S. (2003): Einsatz einer Kapillarsperre aus mineralischen Abfällen als alternative Deponieoberflächenabdichtung - Anforderungen und erste Ergebnisse. Mitteilungen der Deutschen Bodenkundlichen Gesellschaft, Band 101, 77-78.