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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
April 2011 3MAGPlan – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
Komplexe Hydrogeologie im Stuttgarter Nesenbachtal
April 2011 4MAGPlan – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
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
April 2011 5MAGPlan – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
Heil-und
Mineralquellen
MAGPlan-
Projektgebiet
Stadtgrenze
Stuttgart
Außenzone
Innenzone
Kernzone
Projektgebiet
Heil quellen schutz-gebiet
April 2011 6MAGPlan – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
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 %
April 2011 7MAGPlan – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
Projektgebiet MAGPlan
Insgesamt ca.8.500 Bohrungen1.500 GW Meßstellen25.000 Analysen
806 LCKW- Verdachtsflächen, von denen101 untersucht wurden(Stand 06/2010)
April 2011 8MAGPlan – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
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
April 2011 10MAGPlan – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
MAGIC- Ergebnisse je GW- Stockwerk
1. Festgesteinsaquifer
April 2011 11MAGPlan – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
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
April 2011 12MAGPlan – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
• 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
April 2011 13MAGPlan – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
• 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
April 2011 14MAGPlan – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
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)
April 2011 15MAGPlan – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
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“)
April 2011 16MAGPlan – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
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
April 2011 17MAGPlan – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
Aufbau Projektplan
• 6 Arbeitspakete
• insgesamt 46 actions, jeder action zugeordnet:
• Maßnahmenbeschreibung
• Budget
• Zeitrahmen
action 1.1, usw.
April 2011 18MAGPlan – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
Beschreibung Arbeitspakete
• WP 1 bis WP 4 „Handlungsebene“ Stuttgart
• WP 5 Bündelung Ergebnisse, fachlicher Austausch
• WP 6 Management und Kommunikation
April 2011 19MAGPlan – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
WP 1 bis WP 4 – iterative Charakterisierung
Datenerhebung
konzeptionelles Modell
numerisches Grundwassermodell
Auswertung, Empfehlungen,
Planung weiterer Maßnahmen
April 2011 20MAGPlan – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
WP 1- Überblick, Charakterisierung GW Strömung
• Datenerhebung aus Akten
• zwei Bohrkampagnen
• Stichtagsmessung und –beprobung
• Erstellung der Modelle
• Standorterkundungen
• 3D-Visualisierung
April 2011 21MAGPlan – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
WP 2 – Schadstoffbelastung und Transportprozesse
• Immissionspumpversuche
• Tracertests,Isotopen-Fingerprinting
• Auswertung der Stichtagsbeprobung
• Aktualisierung und Fortschreibung der Modelle
• konzeptionelles Schadstoffmodell
• numerisches Stofftransportmodell
• Verifizierung Isotopen-Fingerprinting
April 2011 22MAGPlan – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
WP3 Schadstoffabbau- und Retentionsprozesse, NA
• zusätzliche Bohrungen, Probenahmen
• in-Situ-Mikrokosmentests
• Aktualisierung / Fortschreibung der Modelle
• reaktives Transportmodell zur Simulation LCKW-Abbau
• Verifizierung mikrobielle Abbauversuche
April 2011 23MAGPlan – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
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
April 2011 24MAGPlan – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
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
April 2011 25MAGPlan – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
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
April 2011 26MAGPlan – Sauberes Grundwasser für Stuttgart
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
…