Möglichkeiten und Grenzen von Wasserhaushaltsschichten als Alternative zu Abdichtungskomponenten in Oberflächenabdichtungen

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1 Möglichkeiten und Grenzen von Wasserhaushaltsschichten als Alternative zu Abdichtungskomponenten in Oberflächenabdichtungen Dr.-Ing. N. Markwardt, pedo tec GmbH, Berlin 1. Einleitung Zur Sicherung von Deponien und Altablagerungen sind die Anforderungen an die Oberflächenabdichtungssysteme von Deponien der Deponieklassen DK 0 DK III im Anhang 1 Abschnitt 2 der seit dem gültigen Verordnung zur Vereinfachung des Deponierechts (in diesem Beitrag nachfolgend auch neue Deponieverordnung genannt) geregelt. In Abhängigkeit von den Deponieklassen ist der Aufbau des Oberflächenabdichtungssystems in der Tabelle 2 des Anhang 1 der neuen DepV vorgegeben. Wird die Rekultivierungsschicht als Wasserhaushaltsschicht ausgeführt, kann sie für eine Deponie der Deponieklasse II in Verbindung mit der 1. Abdichtungskomponente die 2. Abdichtungskomponente ersetzen. Für eine Deponie der Deponieklasse I kann sie das erforderliche Oberflächenabdichtungssystem (erste Abdichtungskomponente, Entwässerungsschicht und Rekultivierungsschicht) gänzlich ersetzen und somit als alleiniges Sicherungselement dienen. In diesem Beitrag werden die Abhängigkeiten und der Einfluss der bodenkundlichen und vegetationsspezifischen Parameter der Wasserhaushaltsschicht zur Minimierung der Dränspende (im Falle eines Oberflächenabdichtungssystems) bzw. Minimierung der Versickerung in den Deponiekörper (im Falle einer Wasserhaushaltsschicht als alleiniges Sicherungselement) vor dem Hintergrund der Anforderungen der neuen DepV dargestellt und bewertet. Neben den bodenkundlichen und vegetationsspezifischen Parametern wird insb. auch auf die Bedeutung der unterschiedlichen klimatischen Bedingungen in Deutschland eingegangen. 2. Anforderungen an die Wasserhaushaltsschicht Die Anforderungen an die Wasserhaushaltsschicht gemäß den Vorgaben der neuen Deponieverordnung sind nachfolgend dargestellt. Deponie der Deponieklasse I Gemäß Anhang 1 der Verordnung zur Vereinfachung des Deponierechts sind die Anforderungen an eine Wasserhaushaltsschicht als Ersatz des Oberflächenabdichtungssystems (1. Abdichtungskomponente, Entwässerungsschicht und Rekultivierungsschicht) - Mindestdicke d=1,50 m und nutzbare Feldkapazität nfk=220 mm bezogen auf die Gesamtdicke der Wasserhaushaltsschicht - Durchsickerung durch die Wasserhaushaltsschicht im fünfjährigen Mittel 20 mm/jahr - Bei Standorten < 600 mm/jahr: Abweichung von der nfk möglich, wenn durch Erhöhung der Mächtigkeit eine gleichwertige Schutzwirkung nachgewiesen wird.

2 Deponie der Deponieklasse II Gemäß Anhang 1 der Verordnung zur Vereinfachung des Deponierechts sind die Anforderungen an eine Wasserhaushaltsschicht als Ersatz der 2. Abdichtungskomponente in einem Oberflächenabdichtungssystem: - Mindestdicke d=1,50 m und nutzbare Feldkapazität nfk=220 mm bezogen auf die Gesamtdicke der Wasserhaushaltsschicht - Durchsickerung durch die Wasserhaushaltsschicht höchstens 10 % vom langjährigen Mittel des Niederschlags (in der Regel 30 Jahre), höchstens 60 mm/jahr spätestens fünf Jahre nach Herstellung - Bei Standorten < 600 mm/jahr: Abweichung von der nfk möglich, wenn durch Erhöhung der Mächtigkeit eine gleichwertige Schutzwirkung nachgewiesen wird. - Die Wasserhaushaltsschicht bzw. auch Leckageortungssystem wird bei Hausmülldeponien etc. mit geeigneten Maßnahmen zur Beschleunigung biologischer Abbauprozesse verknüpft. Gemäß den Vorgaben der neuen DepV sind an Wasserhaushaltsschichten erhöhte Anforderungen vor dem Hintergrund der Minimierung der Dränspende (Oberflächenabdichtungssystem) bzw. Minimierung des Niederschlagseintritts in den Deponiekörper (Wasserhaushaltsschicht als alleiniges Sicherungselement) gestellt. Es ist somit die Frage zu beantworten, wie unter Berücksichtigung der klimatischen Bedingungen die Schichtdicke und das Wasserspeichervermögen der Wasserhaushaltsschicht in Verbindung mit einem geeigneten Bewuchs so gewählt werden können, dass die oben genannten Anforderungen erfüllt werden. 3. Maßgebliche Kenngrößen 3.1 Klimatische Bedingungen Mittlere jährliche Niederschlagshöhe (mm) in Deutschland ( ) (Quelle: DWD) < > 1800 Abb. 1: Mittlere jährliche Niederschlagshöhe in Deutschland von

3 Der Abb. 1 ist die graphische Darstellung der mittleren jährlichen Niederschlagshöhe ( ) in Deutschland zu entnehmen (Quelle: Deutscher Wetterdienst DWD). Es ist zu erkennen, dass die für Wasserhaushaltsschichten günstigen klimatischen Bedingungen (mittlerer jährlicher Niederschlag < 600 mm) vornehmlich in den neuen Bundesländern und im Bundesland Rheinland-Pfalz vorhanden sind (gelbe Kennzeichnung). Der Karte ist weiter zu entnehmen, dass die Bandbreite des Niederschlags für die östlichen Bundesländer von minimal mm (rote Kennzeichnung der Bereiche Thüringer Becken, große Teile Sachsen-Anhalts und vereinzelt Bereiche im östlichen Teil Brandenburgs) bis maximal 1100 mm schwankt (dunkelgrüne Kennzeichnung der Höhenlagen im Thüringer Wald und Erzgebirge). Neben dem Jahressummenwert des Niederschlages ist auch die jahreszeitliche Verteilung der Niederschläge vor dem Hintergrund der Minimierung der Versickerung aus der Wasserhaushaltsschicht von Bedeutung. Geringe Niederschläge in den verdunstungsarmen Wintermonaten des hydrologischen Winterhalbjahres (Zeitraum November bis April) begünstigen die Minimierung der Versickerung. Demgegenüber können erhöhte Niederschläge in diesem Zeitraum zu größeren Versickerungen aus der Wasserhaushaltsschicht führen. Diese Zusammenhänge müssen bei der Simulation mit einem Wasserhaushaltsmodell zur Quantifizierung der Versickerung aus einer Wasserhaushaltsschicht berücksichtigt werden (s. a. Kapitel 4.0). Vor dem Hintergrund der (möglichen) Klimaveränderung sind auch die klimatischen Veränderungen bei den durchzuführenden Wasserhaushaltsberechnungen gegebenenfalls mit einzubeziehen. So ist gemäß den Prognosen des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK) im Bundesland Brandenburg von einer deutlichen Abnahme des Niederschlags in den Sommermonaten und einer geringen Zunahme in den Wintermonaten bei erhöhten Temperaturen von i. M. 1,5-2,0 K/Jahr auszugehen Bodenkundliche und vegetationskundliche Parameter Neben den klimatologischen Parametern sind insbesondere auch die bodenkundlichen und vegetationskundlichen Parameter zu nennen. Beide Parameter zusammen bestimmen letztendlich unter Berücksichtigung der am Standort vorhandenen Niederschläge die Größen Verdunstung und Versickerung aus der Wasserhaushaltsschicht. Der Boden ist die erste Komponente und die Vegetation ist die zweite Komponente der Wasserhaushaltsschicht!

4 3.2.1 Bodenkundliche Parameter Hier stehen in der Bodenkunde (s. a. BODENKUNDLICHE KARTIERANLEITUNG (2005)) Kenngrößen hinsichtlich des Wasserspeichervermögens und des Verdunstungsvermögens zur Verfügung, die als Eingabeparameter für Wasserhaushaltsmodelle (z. B. HELP-Modell) dienen und somit die Quantifizierung der Wasserhaushaltskomponenten von Wasserhaushaltsschichten ermöglichen. Nach DIN Bl. 9 ist unter der gesättigten Wasserleitfähigkeit k f eines Bodens die Filtergeschwindigkeit v in der wassergesättigten Probe geteilt durch das Wasserspiegelgefälle i = h/l zu verstehen. Die Wasserleitfähigkeit wird wesentlich beeinflusst von der Anzahl, Größe und Form der Poren, durch die das Wasser fließt. Dieser Zusammenhang kann auch durch die Berechnung nach der HAGEN-POISEUILLESCHEN Gleichung oder durch die einfach aufgebaute Näherungsformel nach HAZEN berücksichtigt werden (SCHEFFER/ SCHACHTSCHABEL 1982). Unter gesättigten Bedingungen stellt sich der maximal mögliche Wassergehalt eines Bodens entsprechend der Porosität n ein, wenn alle Poren mit Wasser gefüllt sind. Die Porosität wird auch als Porenvolumen PV bezeichnet und entspricht dem Hohlraumanteil bezogen auf das Gesamtvolumen eines Bodenkompartiments. Für den Bodenwasserhaushalt in der ungesättigten Zone (Wasserhaushaltsschichten!) ist allerdings die ungesättigte Wasserleitfähigkeit k u von Bedeutung. Der Wassergehalt eines Bodens beeinflusst dabei im wesentlichen die Größe von k u in der Form, dass in Folge der in den wasserleitenden Poren eingelagerten Luft die ungesättigte Wasserleitfähigkeit gegenüber der gesättigten reduziert wird, da der wasserleitende Querschnitt durch die eingelagerte Luft eingeengt wird (SCHEFFER/ SCHACHTSCHABEL 1982). Der Bodenwassergehalt θ kann im Labor gemessen werden, indem an einer Bodenprobe bei verschiedenen Unterdrücken der sich einstellende Wassergehalt gemessen wird. Der so bestimmte Wassergehalt entspricht für einen bestimmten Boden mit einer charakteristischen Porenraumverteilung einem bestimmten Matrixpotential Ф, dass anschaulich als Saug- oder Wasserspannung aufgefasst werden kann, mit dem die Bodenmatrix das Wasser festhält. Da sich das Matrixpotential, gemessen in (cm Wassersäule), in einem Boden über mehrere Größenordnungen erstreckt, wird i. allg. der negative Zehnerlogarithmus des Matrixpotentials angegeben. Dieser wird als pf-wert bezeichnet und die durch mit den verschiedenen Unterdrücken gewonnenen Kurven werden pf-kurven oder Saugspannungskurven genannt. Sie geben den Zusammenhang zwischen dem Matrixpotential Ф und dem Wassergehalt θ. Nach DIN Bl.6 ist die Feldkapazität FK der Wassergehalt, der entgegen der Schwerkraft im Boden gehalten werden kann. Der pf-wert bei Feldkapazität ist nach der bodenkundlichen Kartieranleitung (2005) definitionsgemäß 1,8. Der permanente Welkepunkt PWP eines Bodens ist definitionsgemäß der Wassergehalt bei einem pf-wert von 4,2 (BODENKUNDLICHE KARTIERANLEITUNG 2005) und kennzeichnet den Grenzwert, bei dessen Erreichen landwirtschaftliche Kulturen in der Regel irreversibel zu welken beginnen.

5 Die Differenz der beiden ist die nutzbare Feldkapazität nfk und beschreibt somit das maximale Wasserspeichervermögen eines Bodens unter natürlichen Bedingungen. Der BODENKUNDLICHEN KARTIERANLEITUNG (2005) sind die bodenkundlichen Zusammenhänge für die einzelnen Parameter Porenvolumen, Feldkapazität, permanente Welkepunkt, Luftkapazität und Lagerungsdichte zu entnehmen. Diese Werte gelten streng genommen nur für gewachsene Böden. Es gibt aber noch keine für geschüttete Böden im Zusammenhang mit der Verwendung als Material für Rekultivierungs- bzw. Wasserhaushaltsschichten, so dass die o. g. Werte zunächst als Orientierung dienen müssen Vegetationsspezifische Parameter Für die Wasserhaushaltsmodellierung zur Quantifizierung der Wasserhaushaltskomponenten ist neben dem Wasserspeichervermögen des Bodens (nutzbare Feldkapazität nfk) die Ausbildung des verdunstungsbeeinflussten Bereichs der vorhandenen Vegetation von Bedeutung. In der BODENKUNDLICHEN KARTIERANLEITUNG (2005) wird in diesem Zusammenhang standardmäßig der Begriff "effektive Durchwurzelungstiefe DWT eff " verwendet. Im Unterschied zur realen Durchwurzelungstiefe der vorhandenen Vegetation ist hierunter auch der nicht durchwurzelte Bereich des Bodens zu verstehen, in dem das Wasser durch Kapillarkräfte im Boden an die Untergrenze des Wurzelraums aufsteigen kann und dort über die Pflanzentranspiration wieder in die Atmosphäre verdunstet (z. B. Grasbewuchs). Sowohl zahlreiche Messungen (Lysimeter, Versuchsfelder) als auch Berechnungen mit Wasserhaushaltsmodellen haben gezeigt, dass aufgrund der begrenzten Verdunstungsleistung eine Grasvegetation nur in Ausnahmefällen ausreicht, um eine Restversickerung aus der Wasserhaushaltsschicht von i.m. 20 mm/jahr zu gewährleisten. Es ist eine leistungsfähigere Vegetation mit erhöhter Verdunstungsleistung erforderlich (mehrschichtige Vegetation), die auch bei der späteren Wasserhaushaltsmodellierung berücksichtigt werden muss. Durch diese mehrschichtige Vegetation ist nach entsprechender zeitlicher Entwicklung von einigen Jahren von einer deutlichen Erhöhung der potentiellen und aktuellen/realen Verdunstung auszugehen. Diese Erhöhung ist im Wesentlichen mit der erhöhten Verdunstungszone (DWT eff >), der erhöhten Pflanzenverdunstung (Pflanzentranspiration) und der zusätzlichen Interzeptionsverdunstung (Verdunstung des auf der Blattoberfläche vorhandenen/zurückgehaltenen Niederschlags vornehmlich durch Wind) zu begründen. In der Literatur (DVWK 1996, HAFERKORN 2001) werden in diesem thematischen Zusammenhang für unterschiedliche Vegetationsarten (landwirtschaftliche Kulturen) monatsvariable Bestandsfaktoren k c bis zu 1,60 genannt. Diese Faktoren kennzeichnen das Verhältnis der maximalen Verdunstung (potentielle Evapo-transpiration) des vorhandenen Bestands im Vergleich zu einer kurzgehaltenen Grasvegetation (ETP Bestand = k c x ETP kurzgehaltene Grasvegetation ). Dabei bedeutet k c = 1,0, dass die vorhandene Bestandsverdunstung gleich der von einer kurzgehaltenen Grasdecke ist (zitiert in HAFERKORN 2001).

6 In WIEMER et al. (2003) werden im Zusammenhang mit der Quantifizierung der erhöhten potentiellen und aktuellen Verdunstung von optimierten Pflanzendecken auf geneigten Böschungen ähnliche Faktoren in dem Bereich von 1,3-1,8 genannt. In der Abb. 2 sind die Besonderheiten der Vegetationsgestaltung einer Wasserhaushaltsschicht dargestellt. Besonderheiten der Vegetationsgestaltung einer Wasserhaushaltsschicht Grasvegetation Bäume und Sträucher DWT eff < DWT eff > - DWT eff = effektive Durchwurzelungstiefe = verdunstungswirksamer Bereich - Unterschiedliche Verdunstungsleistung Abb.2 Besonderheiten der Vegetationsgestaltung Im Unterschied zum Grasbewuchs kann bei einer mehrschichtigen Vegetation (Bäume, Sträucher) aufgrund der größeren Durchwurzelungstiefe neben dem kapillaren Aufstieg die Wasserentnahme durch die Wurzeln auch direkt aus größeren Tiefen der Wasserhaushaltsschicht erfolgen. 4. Fallbeispiele Wasserhaushaltsschichten 4.1 Ergebnisse der Wasserhaushaltsberechnungen Nachfolgend sind die Ergebnisse von Simulationsberechnungen mit dem HELP- Model (Version Markwardt) für 3 Fallbeispiele von Wasserhaushaltsschichten in der Zusammenfassung auf der Basis von Jahressummenwerten dargestellt. In allen 3 Fällen handelt es sich um einen niederschlagsarmen Standort mit einem mittleren jährlichen Niederschlag von 530 mm (langjähriges Mittel). Der Niederschlag im hydrologischen Winterhalbjahr (November April) beträgt 230 mm und im hydrologischen Sommerhalbjahr (Mai - Oktober) 300 mm: N = 530 mm/a (langjähriges Mittel) N WH = 230 mm/a (langjähriges Mittel) N SH = 300 mm/a (langjähriges Mittel)

7 Bei den Fallbeispielen A und B handelt es sich um ein Oberflächenabdichtungssystem bestehend aus: Kunststoffdichtungsbahn, mineralische Dränschicht und Wasserhaushaltsschicht (Wasserhaushaltsschicht als Ersatz für die 2. Abdichtungskomponente). Bei dem Fallbeispiel C handelt es um eine Wasserhaushaltsschicht als Ersatz des Oberflächenabdichtungssystem für eine Deponie der Deponieklasse DK I. Fallbeispiel A Die Wasserhaushaltsschicht mit gut ausgeprägter Grasvegetation besitzt eine Schichtdicke von 1,0 m. Bei einer nutzbaren Feldkapazität nfk = 16 Vol% und einer effektiven Durchwurzelungstiefe DWT eff = 80 cm ergibt sich eine nutzbare Feldkapazität des effektiven Wurzelraums nfk We = 128 mm. Ergebnisse (mittlere Jahressummenwerte): N = 530 mm/a Eta = 470 mm/a OAF = 11 mm/a Drän = 49 mm/a Vers = 0 mm/a (wasserundurchlässige KDB) BF = -2 mm/a N = Niederschlag, Eta = aktuelle/reale Verdunstung, OAF = Oberflächenabfluss, Drän = Dränschichtabfluss, Vers = Versickerung in den Deponiekörper, BF = Änderung der Bodenfeuchte in der Wasserhaushaltsschicht. Fallbeispiel B Die Wasserhaushaltsschicht mit gut ausgeprägter Grasvegetation besitzt eine Schichtdicke von 1,5 m. Bei einer nutzbaren Feldkapazität nfk = 18 Vol% und einer effektiven Durchwurzelungstiefe DWT eff = 100 cm ergibt sich eine nutzbare Feldkapazität des effektiven Wurzelraums nfk We = 180 mm. Ergebnisse (mittlere Jahressummenwerte): N = 530 mm/a Eta = 502 mm/a OAF = 11 mm/a Drän = 17 mm/a Vers = 0 mm/a (wasserundurchlässige KDB) BF = -4 mm/a Fallbeispiel C Die Wasserhaushaltsschicht mit mehrschichtiger Vegetation besitzt eine Schichtdicke von 1,5 m. Bei einer nutzbaren Feldkapazität nfk = 16 Vol% und einer effektiven Durchwurzelungstiefe DWT eff = 120 cm ergibt sich eine nutzbare Feldkapazität des effektiven Wurzelraums nfk We = 192 mm. Die monatsvariablen Bestandsfaktoren wurden bei der Modellierung exemplarisch mit k c = 1,2 von Januar bis Dezember angenommen.

8 Ergebnisse (mittlere Jahressummenwerte): N = 530 mm/a Eta = 510 mm/a OAF = 11 mm/a Vers = 9 mm/a BF = -4 mm/a 4.2 Bewertung der Ergebnisse der Wasserhaushaltsberechnungen Anhand der Berechnungsergebnisse der drei Fallbeispiele wurde gezeigt, dass die Anforderungen an die Wasserhaushaltsschicht gemäß den Vorgaben der neuen DepV grundsätzlich eingehalten werden können. Bei den hier gewählten drei Fallbeispielen ist dies zunächst auf die besonderen klimatischen Bedingungen zurück zu führen. Dass bei der Simulation des Wasserhaushalts verwendete langjährige Niederschlagsmittel von 530 mm/a kann stellvertretend für eine Reihe von Deponiestandorten in den niederschlagsarmen Bundesländern Brandenburg und Sachsen-Anhalt dienen. Fallbeispiel A Für das Fallbeispiel A (Schichtdicke der Wasserhaushaltsschicht = 1,0 m; Grasbewuchs) wurde eine mittlere jährliche Versickerung aus der Wasserhaushaltsschicht (Dränschichtabfluss) von 49 mm berechnet. Das entspricht 9,2% des mittleren jährlichen Niederschlags. Hierbei wurden innerhalb des zehnjährigen repräsentativen Simulationszeitraum sowohl niederschlagsreiche Jahre (z. B. 2002: Niederschlag = 691 mm; Dränschichtabfluss = Versickerung aus der Wasserhaushaltsschicht = 133 mm) als auch niederschlagsarme Jahre (z. B. 2003: Niederschlag = 389 mm; Dränschichtabfluss = Versickerung aus der Wasserhaushaltsschicht = 27 mm) berücksichtigt. Es wird an dieser Stelle ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die gewählte Schichtdicke der Wasserhaushaltsschicht nur 1,0 m beträgt. Dies steht im Widerspruch zu den Anforderungen der neuen DepV bezüglich der Mindestschichtdicke von 1,5 m. Die Ergebnisse der Wasserhaushaltsberechnungen verdeutlichen allerdings, dass unter den gewählten Niederschlagsbedingungen die zulässige Restversickerung aus der Wasserhaushaltsschicht von 10% des Niederschlags bzw. 60 mm/a auch bei dieser reduzierten Schichtdicke gewährleistet werden kann. Hier sieht der Autor dieses Beitrags Diskussionsbedarf im Hinblick auf die Umsetzung der bundeseinheitlichen Standards im Rahmen der Tätigkeiten der LAGA ad hoc Arbeitsgruppe Deponietechnik (wenn als Maßstab für den bundeseinheitlichen Standard die zulässige Restversickerung aus der Wasserhaushaltsschicht gemeint ist). Fallbeispiel B Für das Fallbeispiel B (Schichtdicke der Wasserhaushaltsschicht = 1,5 m; Grasbewuchs) wurde eine mittlere jährliche Versickerung aus der Wasserhaushaltsschicht (Dränschichtabfluss) von 17 mm berechnet. Das entspricht 3,2% des mittleren jährlichen Niederschlags.

9 Diese im Vergleich zu Fallbeispiel A deutlich geringere Restversickerung ist auf das höhere Wasserspeichervermögen (nfk >) und auf die erhöhte effektive Durchwurzelungstiefe (DWT eff ) zurück zu führen. Diese erhöhte Durchwurzelungstiefe ist in Anlehnung an die BODENKUNDLICHE KARTIERANLEITUNG (2005) bei einem Grasbewuchs aber nur für Böden mit entsprechend hohem bzw. sehr hohem Schluffanteil gerechtfertigt, die nicht überall örtlich bzw. regional verfügbar sind. Im Vergleich zur berechneten Verdunstung des Fallbeispiels A beträgt der Zuwachs der Verdunstung für das Fallbeispiel B nur ca. 30 mm/a. Ein weiterer Zuwachs ist nicht möglich, weil der Niederschlag mit einem mittleren Jahressummenwert von 530 mm/a der begrenzende Faktor ist. Fallbeispiel C Für das Fallbeispiel C (Schichtdicke der Wasserhaushaltsschicht = 1,5 m; mehrschichtige Vegetation) wurde eine mittlere jährliche Versickerung aus der Wasserhaushaltsschicht von 9 mm berechnet. Das entspricht 1,7% des mittleren jährlichen Niederschlags. Bei gleichen bodenkundlichen Parametern wie für das Fallbeispiel A wurde die Erhöhung der Verdunstung bzw. Reduzierung der Versickerung aus der Wasserhaushaltsschicht bei der Modellierung durch die Berücksichtigung der monatsvariablen k c -Faktoren berechnet. Für eine Reihe von landwirtschaftlichen Kulturen sind die monatsvariablen Bestandsfaktoren (k c -Werte) in der Literatur genannt (DVWK 1996, HAFERKORN 2001). Für eine mehrschichtige Vegetation (Bäume, Sträucher, Kräuter) zur Minimierung der Versickerung aus einer Wasserhaushaltsschicht vor dem Hintergrund der Anforderungen der neuen Deponieverordnung werden derzeit u. a. auf der Deponie Deetz im Bundesland Brandenburg Wasserhaushaltsmessungen durchgeführt. Die Ergebnisse solcher inzwischen langjährigen Messungen liefern wertvolle Erkenntnisse bezüglich der erhöhten Verdunstungsleistung einer mehrschichtigen Vegetation. Durch den Vergleich zwischen den gemessenen und gerechneten Werten mit einem Wasserhaushaltsmodell kann das Modell durch die Berücksichtigung der für die mehrschichtige Vegetation zutreffenden monatsvariablen Bestandsfaktoren (k c -Werte) vor dem Hintergrund der Übertragung auf andere Bedingungen validiert werden. 5. Zusammenfassung Im Hinblick auf die mögliche Minimierung der Versickerung des Niederschlagswassers aus einer Wasserhaushaltsschicht wurden die maßgeblichen klimatologischen, bodenkundlichen und vegetationsspezifischen Parameter dargestellt und bewertet, die in Verbindung mit Wasserhaushaltsmodellierungen eine Quantifizierung der Wasserhaushaltskomponenten eines Oberflächenabdichtungssystems bzw. einer Wasserhaushaltsschicht als alleiniges Sicherungselement für Deponien und Altablagerungen ermöglichen.

10 Es wurden die unterschiedlichen klimatischen Bedingungen für Deponiestandorte in Deutschland dargestellt. Die für Wasserhaushaltsschichten günstigen klimatischen Bedingungen (mittlerer Jahressummenwert des Niederschlages < 600 mm/a) sind vor allem in den neuen Bundesländern und im Bundesland Rheinland Pfalz vorhanden. Anhand von drei Fallbeispielen (2 x Oberflächenabdichtungssystem mit einer Wasserhaushaltsschicht als Ersatz der 2. Abdichtungskomponente und 1 x Wasserhaushaltsschicht als Ersatz des DK I Oberflächenabdichtungssystems) wurden für einen niederschlagsarmen Standort (mittlerer jährlicher Niederschlag = 530 mm/a) die Ergebnisse der Wasserhaushaltsberechnungen mit dem HELP-Modell (Version Markwardt) in der Zusammenfassung auf der Basis von Jahressummenwerten dargestellt und vor dem Hintergrund der Anforderungen der neuen DepV bewertet.

11 6. Literatur zum Thema Verordnung zur Vereinfachung des Deponierechts (27. April 2009), Bundesgesetzblatt Jahrgang 2009 Teil I Nr. 22 BODENKUNDLICHE KARTIERANLEITUNG (2005): AG Bodenkunde, 5. Auflage, E. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart DVWK (1996): Deutscher Verband für Wasserwirtschaft und Kulturbau e.v., Merkblätter zur Wasserwirtschaft 238/1996, Ermittlung der Verdunstung von Land- und Wasserflächen, Kommissionsvertrieb Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbh, Bonn GDA-Empfehlung E 2-30 (1998): Modellierung des Wasserhaushalts der Oberflächenabdichtungssysteme von Deponien, Empfehlungen des Arbeitskreises "Geotechnik der Deponiebauwerke" der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik e.v. (DGGT), Bautechnik 75 (1998) Heft 9, S GDA-Empfehlung E 2-31 (2000): Rekultivierungsschichten, HAMBURGER BODEN- KUNDLICHE ARBEITEN BAND 47, ISSN : GDA-Empfehlung E 2-32 (2000): Gestaltung des Bewuchses auf Abfalldeponien, HAMBURGER BODENKUNDLICHE ARBEITEN BAND 47, ISSN : HAFERKORN U. (2001): Größen des Wasserhaushaltes verschiedener Böden unter landwirtschaftlicher Nutzung im klimatischen Grenzraum des Mitteldeutschen Trockengebiets - Ergebnisse der Lysimeterstation Brandis - Elektronische Dissertationen der Georg-August-Universität Göttingen; MARKWARDT, N.(1990): Der Bodenwasserhaushalt in Deponieabdeckschichten.IX, 119S., Best.Nr. 8 Va 2045, TU Berlin. UB. Abt. Publikationen, Str. d. 17. Juni 135, 1000 Berlin 12 SCHRÖDTER, H. (1985): Verdunstung, anwendungsorientierte Messverfahren und Bestimmungsmethoden. Springer Verlag 185 pp USDA; Soil Conservation Service. (1972): National Engineering Handbook, Section 4, Hydrology. U.S.Government Printing Office, Washington D.C. WIEMER, D., BEHLING, D., GTH, S., SCHMEISKY, H. (2003): Alternativen zur Oberflächenabdichtung von Deponien, 4. Staßfurter Abfall- und Energieforum, 1. Auflage 2003, Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH, ISBN