Technischer Bericht Nr / 017 (VEG 28)

Transkript

1 Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung VEGAS Institut für Wasserbau Universität Stuttgart Pfaffenwaldring D-7 Stuttgart Universität Stuttgart Institut für Wasserbau Wissenschaftlicher Leiter VEGAS Jürgen Braun, PhD, Tel.: -7 Technischer Leiter VEGAS Dr.-Ing. Hans-Peter Koschitzky, Tel.: -7 Pfaffenwaldring D - 7 Stuttgart Telefon +9 () 7-77 Telefax +9 () 7-7 internet: Technischer Bericht Nr. 7 / 7 (VEG ) Bestimmung der hydraulischen Wirksamkeit eines Grundwasserzirkulationsbrunnens Testfeld Süd mittels Tracerversuchen Auftraggeber: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH, Projektträger Wassertechnologie und Entsorgung, Amt für Umweltschutz, Stadt Stuttgart Förderkennzeichen: WN (KORA TV. c) Auftragsdatum:.., Wasserrechtliche Erlaubnis vom.. Auftragnehmer: Projektleiter: Bearbeiter: Institut für Wasserbau, VEGAS, Universität Stuttgart Dr.-Ing. Hans-Peter Koschitzky Dipl.-Ing. (FH) Oliver Trötschler Dipl.-Ing. (FH) Berit Limburg Dezember 7 (Dipl.-Ing. (FH) Oliver Trötschler) (Dr.-Ing. Hans-Peter Koschitzky) Die Arbeiten des Forschungsschwerpunkts KORA werden mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.

2 Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung bericht-tracertest-afu-tfs-final.doc Seite Inhaltsverzeichnis Zusammenfassung... Veranlassung und Vorgehensweise...9. Eingabestellen, konzentrationen und Zugabemodus.... Beobachtungsstellen und zeitraum.... Ausführungszeitraum... Ergebnisse der Markierungsversuche.... Markierungsversuch RP...7. Markierungsversuch RP.... Markierungsversuch RP... Literatur...

3 Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung bericht-tracertest-afu-tfs-final.doc Seite Abbildungsverzeichnis Abb. : Lageplan Testfeld Süd mit angepasster Strömungssimulation und Tracerdurchbruch über die Versuchszeit in Tagen an Messstellen im Bereich der Strömungswalze... Abb. : Normierte Durchbruchskurven Tracertest (RP)... Abb. : Auswertung des. Tracertests mit Bestimmung der Abstands- und der mittleren Transportgeschwindigkeit, des Dispersionskoeffizient und der Dispersivität nach Höltling []...7 Abb. : Grundwassergleichenplan (CP CP)... Abb. : Ausbreitung des Tracers, Uranin-Zugabe in RP...9 Abb. : Darstellung der Abstandsgeschwindigkeit, der mittleren Fließgeschwindigkeit, der Dispersionskoeffizienten und der Dispersivitäten (Uranin-Zugabe in RP)... Abb. 7: Ausbreitung des Tracers, Uranin-Zugabe in RP... Abb. : Darstellung der Abstandsgeschwindigkeit, der mittleren Fließgeschwindigkeit, der Dispersionskoeffizienten und der Dispersivitäten (Uranin-Zugabe in RP)... Abb. 9: Ausbreitung des Tracers, Uranin-Zugabe in RP...7 Abb. : Darstellung der Abstandsgeschwindigkeit, der mittleren Fließgeschwindigkeit, der Dispersionskoeffizienten und der Dispersivitäten (Uranin-Zugabe in RP)...9

4 Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung bericht-tracertest-afu-tfs-final.doc Seite Tabellenverzeichnis Tabelle : Eingabestellen und konzentrationen der konservativen Markierungsstoffe Tabelle : Probenahmestellen und Beprobungsintervall der Uraninmessungen... Tabelle : Zeitrahmen und Übersicht der Tracertests... Tabelle : Dispersivität α L ermittelt aus den Markierungsversuchen... Tabelle : Durchlässigkeitswerte k f [m/s], Pumpversuche CDM []... Tabelle : Durchlässigkeitswerte k f [m/s], Pumpversuche CDM []... Tabelle 7: Durchlässigkeitswerte k f [m/s], Pumpversuche CDM []... Tabelle : Advektive und dispersive Kennwerte Tracertest (Uranin-Zugabe in RP). Tabelle 9: Advektive und dispersive Kennwerte Tracertest (Uranin-Zugabe in RP). Tabelle : Advektive und dispersive Kennwerte Tracertest (Uranin-Zugabe in RP)

5 Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung bericht-tracertest-afu-tfs-final.doc Seite Zusammenfassung Auf dem Testfeld Süd, einer Teilfläche des EnBW-Geländes in Stuttgart Gaisburg wurden im Zeitraum zwischen August bis April 7 drei Tracertests mit Aufgabe von Uranin in drei oberstromig des Grundwasserzirkulationsbrunnens (GZB) in der Grundwassermessstelle B (s. Abb. ) gelegenen Rammpegeln RP, RP und RP durchgeführt. Zum Ende des letzten Tracertests konnten an der Kontrollebene CP- (B97 B99) Restkonzentrationen zwischen bis µg/l bestimmt werden. Der Tracerdurchbruch wurde mittels Lichtleitermesstechnik und kontinuierlicher Beprobung der Überwachungsbrunnen: RP, RP RP, RP7, RP, RP und B9, sowie des GZB (B) detektiert. Zur Verifikation der kontinuierlichen Messung wurden mindestens einmal täglich über automatische Probensammler Wasserproben gezogen und im Labor analysiert. Die restlichen Überwachungsbrunnen wurden entsprechend des Tracerdurchbruchs zwischen -mal wöchentlich bis alle Wochen beprobt. Die Zugabe des Tracers (Uranin) erfolgte als Dirac-Impuls. Es wurden jeweils g Uranin zugegeben. Im ersten Tracertest (RP,..) erfolgte die Zugabe von m³ Uraninlösung ( mg/l) über Stunden. In den folgenden Tracertests (RP:.., RP:..) wurde jeweils, m³ der Uraninlösung ( mg/l) über die Dauer von h zugegeben. Ein zusätzlich mit Start der Luftinjektion in den GZB am.. durchgeführter Tracertest mit Zugabe von Natriumbromid ( mg/l) in die Zirkulationswalze des GZB über Tage konnte infolge der bestimmten geringen Bromidkonzentrationen in den Rammpegeln nicht ausgewertet werden. Aufbauend auf einem kleinräumigen dreidimensionalen numerischen Modell des Testfelds (GMS., Brigham Young University, Utah USA) war für eine Förderrate von m³/h mit einer Erfassungsbreite von m zu rechnen. Die Tracertests zeigten, dass selbst mit stark verringerter Förderrate des GZB von ca. m³/h eine oberstromige Erfassungsbreite von ca. - m erzielt wird. Das Strömungsmodell wurde entsprechend den Durchbruchszeiten über Veränderung der Anisotropie und der Porosität des modellierten Aquifers angepasst (Abb. ). Die hohe, effektive hydraulische Wirksamkeit des GZB konnte durch die Tracertests nachgewiesen werden.

6 Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung bericht-tracertest-afu-tfs-final.doc Seite Grundwassermessstellen neue Messstellen Direct-Push Rammbrunnen Abb. : Lageplan Testfeld Süd mit angepasster Strömungssimulation und Tracerdurchbruch über die Versuchszeit in Tagen an Messstellen im Bereich der Strömungswalze

7 Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung bericht-tracertest-afu-tfs-final.doc Seite Die unterstromige Ausbreitung des konservativen Tracers (Uranin) entsprach der Hauptströmungsrichtung (NNW) entlang einer Linie GZB-B9. Es wurde die gesamte Transsekte RP-RP, ca. m unterstromig des GZB erfasst (Abb. ).. RP GZB RP RP GZB RP Uranin (c/cmax) RP7 RP RP9 RP7 RP RP9 Uranin (c/cmax)..... Uranin (c/cmax) RP RP RP RP7 RP RP RP RP RP RP RP RP RP RP RP RP. Uranin (c/cmax)..... Abb. : Normierte Durchbruchskurven Tracertest (RP) Die Brunnen RP, RP7, RP, RP, RP zeigten während des ersten Tracertests (Zugabe RP, Förderrate GZB: m³/h) ein Doppelpeak-Verhalten. Im zweiten Tracertest (Zugabe RP, Förderrate GZB: m³/h) zeigten die Brunnen RP, RP9, PR und

8 Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung bericht-tracertest-afu-tfs-final.doc Seite 7 RP dieses Verhalten mit zwei Maxima bei der Durchgangskurve. Das Doppelpeak- Verhalten lässt sich dadurch erklären, dass der GZB über die Strömungswalze den Tracer erfasst und ihn auf der Strömungswalze verteilt. Insbesondere in die außen liegenden Bereiche der Strömungswalze gelangt der Tracer im Vergleich zur Grundwasserströmung schneller. Dies führt zu einem voraneilenden Tracerdurchbruch (erster Peak), der sich unterstromig fortsetzt und glättet. Entgegen der numerischen Modellierung konnte Tracer in geringen Konzentrationen an der Kontrollebene CP- im Bereich der westlich gelegenen Messstellen B97, RP RP festgestellt werden. Der Tracerdurchbruch entlang der Grundwasserströmung auf der Centerline (RP..B9..RP) erfolgte nach ca. Tagen Versuchszeit. Auch an den östlich hiervon gelegenen Messstellen (RP..B99..RP) konnte ein Durchbruch des Tracers festgestellt werden, wohingegen die noch weiter östlich gelegenen Messstellen keinen eindeutigen Anstieg der Fluoreszenz zeigten. Die Wirkung des GZB lässt sich anhand der Abstandsgeschwindigkeiten erkennen (Abb., oben). Mit hoher Geschwindigkeit (~ m/d) erfasst der GZB den Tracer und gibt ihn in die äußeren Bereiche der Strömungswalze ab (RP, RP7 9). In der Walze verbleibt ein Großteil des Tracers (RP, RP) und strömt langsam ab. Der erste Schub Tracer, eingeleitet über die äußere Zirkulation strömt rasch ab (RP*, RP*). Die Hauptmasse Tracer strömt mit einer Abstandsgeschwindigkeit um, m/d weiter (RP -, RP, RP, RP7 B9). Geschwindigkeit [m/d] 9 7 Abstandsgeschwindigkeit va mittlere Fließgeschwindigkeit vt, GZB RP* RP RP RP7 RP RP9 RP RP RP RP RP* RP RP* RP RP7 RP RP B9 Dispersionskoeffizient DL [m²/s],e+,e-,e-,e-,e-,e-,e- Dispersionskoeffizient D Dispersivität Dispersionskoeffizient D Dispersivität Längsdispersivität al [m] GZB RP* RP RP RP7 RP RP9 RP RP RP RP RP* RP RP* RP RP7 RP RP B9 Abb. : Auswertung des. Tracertests mit Bestimmung der Abstands- und der mittleren Transportgeschwindigkeit, des Dispersionskoeffizient und der Dispersivität nach Höltling []

9 Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung bericht-tracertest-afu-tfs-final.doc Seite Der Dispersionskoeffizient (Abb., unten) liegt im Mittel mit x - m²/s im feldüblichen Rahmen, nicht eingerechnet ist der hohe Dispersionskoeffizient um den GZB ( x - m²/s). Die Längsdispersivität α L liegt im Mittel aller Tracertests, nicht eingerechnet die vergleichsweise hohen Werte des GZB (α L ca. m), bei ca. m. Dies ist im feldüblichen Rahmen (Makrodispersionsansatz), jedoch wesentlich höher als die üblicherweise in numerischen Modellen eingesetzten Werte im Bereich von einigen Zentimetern. Entsprechend einem ermittelten mittleren hydraulischen Gradienten von, im Untersuchungsbereich und den während den Tracerversuchen ermittelten mittleren Abstandsgeschwindigkeiten ergibt sich eine gemittelte hydraulische Leitfähigkeit k f von, x - m/s unterstromig des GZB bis zur Kontrollebene CP-. Die Durchlässigkeitsbeiwerte im Nahbereich der Grundwassermessstellen der Kontrollebenen CP und CP- liegen zwischen, x - m/s und, x - m/s.

10 Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung bericht-tracertest-afu-tfs-final.doc Seite 9 Veranlassung und Vorgehensweise Im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), Forschungsschwerpunkt KORA geförderten ENA-Projektes sollten unterstromig des ehemaligen Gaswerksgelände der EnBW AG (vormals Neckarwerke) in Stuttgart-Ost, auf dem Gelände der EnBW AG, Logistikzentrum Stuttgart, Talstraße, vier Markierungsversuche mit konservativen Tracern (Markierungsstoffe) durchgeführt werden. Die Tracerversuche wurden gemeinschaftlich von der Universität Tübingen, ZAG und der Universität Stuttgart, VEGAS durchgeführt. Der Bericht wird entsprechend den Auflagen der wasserrechtlichen Erlaubnis des Amts für Umweltschutz der Landeshauptstadt Stuttgart ENA-Pilotanwendung, Betrieb eines Grundwasserzirkulationssystems zur Belüftung des Grundwassers mittels Wasserstoffperoxid und Luftsauerstoff vom.. erstellt. Als konservative Markierungsstoffe sollten die Substanzen Uranin und Natriumbromid eingesetzt werden. Oberstromig eines in der Grundwassermessstelle B installierten Grundwasserzirkulationssystems (GZB) wurde Uranin in die Messpegel RP, RP und RP mit einem zeitlichen Versatz von - Wochen zugegeben und der unterstromige Tracerdurchgang beobachtet. Der Grundwasserzirkulationsbrunnen war zur Erfassung des Tracers während der Markierungsversuche in Betrieb. Die Markierungsversuche dienten der Bestimmung der oberstromigen Erfassungsbreite des GZB über eine Massenbilanzierung der erfassten Markierungsstoffe und dienen der Validierung des numerischen Modellansatzes und dem Nachweis der hydraulischen Wirksamkeit des GZB. Der Grundwasserzirkulationsbrunnen wurde auf dem Testfeld mit einem unten gelegenen Entnahmefilter und einem mittels Packer (l ~ m) abgetrennten oberen Zugabefilter im ca. m mächtigen quartären Aquifer installiert. Die Funktion des GZB beruht auf der Ausbildung einer Zirkulationsströmung zwischen Zugabe- und Entnahmefilter (Ausbauskizze des GZB, s. Anhang, Abbildung ). In einem weiteren Tracerversuch wurde zeitgleich mit der Zugabe von Luftsauerstoff in die Stömungswalze des GZB Natriumbromid aufgegeben und es sollte die unterstromige Ausbreitung bestimmt werden. Dieser Markierungsversuch sollte der Bestimmung des unterstromigen Einflussbereiches des GZB dienen. Die Auswertung der Markierungsversuche sollte über Bestimmung des Durchbruchsverhaltens, bzw. dem Nachweis der Tracer an den Messpegeln RP7 RP, sowie an der Messstelle B9 erfolgen. Analog den oberstromigen Tracerversuchen sollte der numerische Modellansatz validiert werden. Die Auswertung wurde auf die gesamten Rammpegel und Überwachungsbrunnen des Testfelds erweitert. Alle Markierungsversuche wurden auf den quartären Kiesgrundwasserleiter beschränkt. Das untersuchte Gebiet befindet sich in der Kernzone des Heilquellenschutzgebiets (HQSG).

11 Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung bericht-tracertest-afu-tfs-final.doc Seite Zur Beurteilung der hydraulischen Bedingungen sollten während der Gesamtdauer der Tracerversuche -tägige Stichtagsmessungen an den Grundwasserpegeln (RP) und den Messstellen (B) der Kontrollebene CP- durchgeführt werden. Angesichts der Informationsdichte mit kontinuierlicher Wasserstandsmessung in ausgesuchten Messstellen wurden die Stichtagsmessungen des Wasserstands monatlich durchgeführt. Die kontinuierliche Messung des Pegelstandes über Eintauchlogger wurde an RP, RP7, B97, B9 und B9 realisiert. Die grundwasserspezifischen Vor-Ort-Parameter Leitfähigkeit, Temperatur, ph-wert und Redoxpotenzial wurde im Rahmen der Probenahmekampagnen zur Bestimmung der Schadstoffgehalte an PAK und NSO-Heterozyklen bestimmt.. Eingabestellen, konzentrationen und Zugabemodus Der Markierungsstoff Uranin wurde in die Messpegel RP, RP und RP, welche den quartären Kiesaquifer erschließen, mit einem zeitlichen Versatz von ca. - Wochen eingegeben. Unter dem Ansatz einer mittleren Abstandsgeschwindigkeit von m/d sollten die aufgegebenen Markierungsstoffe den unterstromig gelegenen GZB nach einer Laufzeit von ca. - Wochen erreichen. Die Eingabe des Uranins erfolgte integral über die gesamte Mächtigkeit des Aquifers mittels einer Umwälzströmung (selbstsaugende Kreiselpumpe) innerhalb der Messstelle (DN, vollverfiltert). Die Zugabe erfolgte als Dirac-Impuls mit einem Volumenstrom von l/h einer hochkonzentrierten Uraninlösung. Durch die Zugabe wurde der Grundwasserspiegel im Brunnen um maximal cm für eine Dauer von Stunden erhöht. Die interne Durchmischung im Brunnen wurde für ca. Stunden aufrecht erhalten. Ein Nachspülen erfolgte nicht. Im ersten Tracerversuch (RP) wurde eine konzentrierte Uraninlösung ( mg/l) mit einer Zugabemenge von m³ zugegeben. Gemäß der Zylinderformel sollte eine Aufweitung der Tracerwolke auf ca., m Durchmesser erreicht werden. In den beiden nachfolgenden Tracerversuchen (RP und RP) wurde zur Verbesserung der Uraninbestimmung die infiltrierte Wassermenge auf L eingegrenzt und die Zugabekonzentration auf mg/l erhöht. Die Zugabe erfolgte mit ca. L/h. Der Markierungsstoff Natriumbromid wurde über die Dauer von Tagen auf die Strömungswalze des GZB aufgegeben. Das Bromid wurde als hochkonzentrierte Lösung über eine Dosierpumpe und einem statischen Mischer dem re-infiltrierten Grundwasser zugegeben. Ziel war die Einstellung einer konstanten Konzentration von mg/l in der Strömungswalze. Im Verlauf der Zugabe wurde der Markierungsstoff über den Bereich der internen Strömungswalze (ca. m Radius) in den Aquifer eingeleitet.

12 Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung bericht-tracertest-afu-tfs-final.doc Seite Tabelle : Eingabestellen und konzentrationen der konservativen Markierungsstoffe Eingabestelle RP RP RP GZB (B) Tracer Uranin Uranin Uranin Na-Bromid Eingabekonzentration [mg/l] Eingabevolumen [m³] (Aufgabe mit, m³/h, Dauer: h), (Aufgabe mit, m³/h, Dauer: h), (Aufgabe mit, m³/h, Dauer: h) Gesamtmasse [g] Erschlossener Aquifer Quartär Quartär Quartär Quartär (Aufgabe in Strömungswalze GZB: Förderrate m³/h, Dauer: Tage). Beobachtungsstellen und zeitraum Zur Beobachtung wurden die mit dem Geoprobe-Rammverfahren installierten Grundwasserpegel RP eingesetzt. Zusätzlich wurden die Grundwassermessstellen B97 B überwacht. Sämtliche Proben werden als Pumpproben aus den vollverfilterten Brunnen entnommen. Der Tracerdurchbruch wurde mittels Lichtleitermesstechnik und Fluorometer mit kontinuierlicher Beprobung der Überwachungsbrunnen: RP, GZB, RP RP, RP7, RP, RP und B9, sowie des GZB (B) detektiert (NWG: µg/l). Zur Verifikation der kontinuierlichen Messung wurden mindestens einmal täglich über automatische Probensammler Wasserproben gezogen und im Labor analysiert. Die restlichen Überwachungsbrunnen wurden entsprechend dem Tracerdurchbruch zwischen -mal wöchentlich bis alle Wochen beprobt. Die Grundwasserbrunnen der Kontrollebene CP- wurden einzeln über Tauchpumpen (Grundfos MP), die Rammpegel wurden mittels Membranpumpen im Saugverfahren beprobt. An den Stichtagsmessungen im Rahmen der Probenahmekampagnen am..-..,.., und am..7 wurden neben dem Grundwasserstand und dem Sauerstoffgehalt die Parameter Redoxpotenzial, Leitfähigkeit, ph-wert und Temperatur an den Rammpegeln und Grundwassermessstellen der Kontrollebenen CP, CP, CP- und CP bestimmt (grafische Darstellung, Anhang, Abbildung 9 bis Abbildung ). Die Grundwasserstände der monatlichen Stichtagsmessungen an den Rammpegeln RP-, sowie den Grundwassermessstellen an CP- sind tabellarisch zusammengestellt (Anhang, Tabelle A, Tabelle A ). Zusätzlich waren in RP, RP7, B97, B9 und B99 Wasserstandslogger installiert (Anhang Abbildung ).

13 Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung bericht-tracertest-afu-tfs-final.doc Seite An B (GZB) erfolgte eine kontinuierliche Messung von Durchfluss, Redoxpotenzial, ph-wert, Sauerstoff, Leitfähigkeit und Temperatur (grafische Darstellung im Anhang, Abbildung und Abbildung ). Tabelle : Probenahmestellen und Beprobungsintervall der Uraninmessungen Bezeichnung Entnahmetiefe Probenahmesystem RP Integral Membranpumpe manuell RP Integral Membranpumpe manuell RP Integral Membranpumpe manuell RP Integral Membranpumpe manuell RP- RP Integral Peristaltikpumpe automatisch GZB (B) Integral, Zugabe Peristaltikpumpe automatisch RP7 Integral Peristaltikpumpe automatisch RP RP Integral Peristaltikpumpe automatisch RP Integral Membranpumpe manuell RP7,, Integral Peristaltikpumpe automatisch RP - Integral Membranpumpe manuell RP - Integral Membranpumpe manuell B97 Integral Membranpumpe manuell B9 Integral Peristaltikpumpe automatisch B99 Integral Membranpumpe manuell B - Integral Membranpumpe manuell Probenahmezyklus Mind. x monatlich Mind. x monatlich, kont. bei Zugabe Mind. x monatlich, kont. bei Zugabe Mind. x monatlich, kont. bei Zugabe Kont. (Durchflusszelle), bei Zugabe und je Wochen über Probensammler täglich, ansonsten x wö. Kont. (Durchflusszelle) und x täglich automatisch bei Zugabe NaBr, ansonsten x täglich über Probensammler Kont. (Durchflusszelle), automatische tägliche Probenahme (je erste vier Wochen), danach x wö Kont. (Durchflusszelle), automatische tägliche Probenahme (erste vier Wochen), danach x wö Manuell, x wö. automatische tägliche Probenahme (erste vier Wochen), danach x wö Mind. x monatlich Mind. x monatlich Mind. x monatlich automatische tägliche Probenahme (erste vier Wochen), danach x wö Mind. x monatlich Mind. x monatlich

14 Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung bericht-tracertest-afu-tfs-final.doc Seite Alle Messstellen im Kernbereich (Abstand zum GZB: max. m Abstand) wurden zunächst zweimal täglich beprobt. Abhängig von den Ergebnissen wurde der Probenahmeplan dem Versuchsverlauf angepasst und fortgeführt. Die Analytik erfolgte im Labor der Universität Tübingen mittels Spektralfluorimeter (NWG:, µg/l) zur Uraninbestimmung und Ionenchromatograph (NWG:, mg/l) zur Bromidbestimmung. Der Einsatz einer Ionenselektiven Sonde (NWG: mg/l) zur vor-ort Bestimmung der Bromidkonzentrationen erwies sich aufgrund der geringen Konzentrationen als ungenau.. Ausführungszeitraum Die Zugabe der Markierungsstoffe erfolgte am: Tabelle : Zeitrahmen und Übersicht der Tracertests Tracertest Zugabestelle Datum Startzeit Tracerzugabe Förderrate GZB (bis Abklingen Konzentrationen an GZB) Anmerkungen Uranin : RP.. : Uhr Na-Bromid: GZB.. :9 Uhr Uranin : RP.. : Uhr Uranin : RP.. : Uhr m³/h ab Mitte August: m³/h, ab Mitte September: m³/h m³/h ab Mitte August: m³/h, ab Mitte September: m³/h m³/h konst. Volumenstrom bis Mitte Dezember m³/h bis Mitte Dezember: m³/h bis Anfang Februar 7: m³/h Änderung hydraulisches Regime des GZB: Februar 7, Teilzugabe RP (Satellitenbrunnen GZB) mit Entnahme GZB:, m³/h, Zugabe RP:, m³/h Zugabe GZB:,7 m³/h

15 Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung bericht-tracertest-afu-tfs-final.doc Seite Die online-überwachung mittels automatischer Probenahme, Lichtleitermesstechnik und Fluorometer erfolgte entsprechend der Tracerausbreitung bis zum... Danach wurden bis Ende Januar 7 wöchentlich Proben aus den Überwachungsbrunnen und pegeln genommen. Bis Ende April 7 wurden im -wöchigen Rhythmus Proben an der Kontrollebene CP- (B97-B, RP RP) gewonnen. Die bis m unterstromig des GZB gelegenen Messstellen wurden aufgrund der nicht nachweisbaren Tracerkonzentration nicht weiter beprobt. Zum Ende des Überwachungszeitraums konnten noch Restkonzentrationen im Bereich von µg/l Uranin an CP- an den Brunnen im Bereich von B97, B9 und B99, also auf einer Breite von ca. m bestimmt werden. Ergebnisse der Markierungsversuche Ziel des Markierungsversuchs mit Natriumbromidzugabe ( mg/l) in den GZB war die Bestimmung des Retardationsfaktors des zeitgleich eingetragenen (Luft)Sauerstoffs im Vergleich zur Grundwasserströmung. Der Bromid-Markierungsversuch konnte infolge der bestimmten geringen Bromidkonzentrationen in den Rammpegeln außerhalb des Einzugsbereichs des GZB, bzw. der Reichweite der Grundwasserzirkulationswalze von mehr als m nicht ausgewertet werden. Auf eine Darstellung der Ergebnisse wird daher verzichtet. Bromid konnte an den Pegeln RP, RP und RP, also im Bereich der Grundwasserzirkulationsströmung eindeutig detektiert werden. An RP7, RP und RP9 mit einem Abstand von m zum GZB lagen die Konzentrationen um mg/l Bromid, während ab RP (Abstand zu GZB: m) kein Bromid detektiert werden konnte (<, mg/l). Es liegt der Schluss nahe, dass die Zugabekonzentration zu gering war, um Bromid auch weiter unterstromig detektieren zu können. Die Auswertung der Uranintracertests erfolgt mittels der Momentenmethode nach Käss [] zur Bestimmung der dominanten Abstandsgeschwindigkeit an den einzelnen Messpegeln. Hierbei wird anhand der Tracerdurchbruchskurve (c(t)) zunächst die normierte Summenkurve ( (c(t) * t)/(σ(c(t) * t)) ) berechnet und die mittlere Abstandsgeschwindigkeit v a bestimmt. Der Kurvenverlauf des Tracerdurchbruchs wird analysiert und die Zeiten der Standardabweichung (%, bzw. % der normierten Summenkurve) bestimmt. Anhand der Daten der mittleren Abstandsgeschwindigkeit und den Zeiten der Standardabweichungen und der Zeit des %-Werts der normierten Summenkurve kann der Dispersionskoeffizient D L, bzw. die Längsdispersivität α L bestimmt werden. Tabelle : Dispersivität α L ermittelt aus den Markierungsversuchen Dispersivität α L (ohne GZB) [m] Tracertest Uranin,7 Tracertest Uranin,

16 Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung bericht-tracertest-afu-tfs-final.doc Seite Dispersivität α L (ohne GZB) [m] Tracertest Uranin, Gesamt (Mittelwert), Anhand der Grundwassergleichenpläne (Oktober und Februar 7, siehe Abb. ) wurde ein mittlerer hydraulischer Gradient von, im Bereich der Tracerausbreitung ermittelt. Eine mittlere effektive Porosität von,7 wurde aus den Durchlässigkeitsbeiwerten von Pumpversuchen an den relevanten Grundwassermessstellen, den im Tracertest ermittelten mittleren Abstandsgeschwindigkeiten unterstromig des GZB (RP7 B97, B9 und B99) und dem mittleren hydraulischen Gradienten berechnet. Die Durchlässigkeitsbeiwerte der relevanten Messstellen B97, B9 und B99 wurden aus den ermittelten Transmissivitäten der Kurzpumpversuche von CDM Jungbauer [] im November berechnet. Aus der mittleren effektiven Porosität und den mittleren Abstandsgeschwindigkeiten ergibt sich ein mittlerer Durchlässigkeitsbeiwert von, x - m/s unterstromig des GZB. Dieser liegt im Bereich der über Pumpversuche ermittelten Werte an CP (B B):, x - m/s bis, x - m/s (Kurzpumpversuche durch CDM Jungbauer []) und an CP- (B97 B99):, x - bis, x - m/s. []. Tabelle : Durchlässigkeitswerte k f [m/s], Pumpversuche CDM [] Kontrollebene CP B B7 B B9 B9,9 x -, x -, x -, x - 7, x - Tabelle : Durchlässigkeitswerte k f [m/s], Pumpversuche CDM [] Kontrollebene CP B9 B9 B9 B9 GWM, x -, x - 7,9 x -, x - 9,7 x - Tabelle 7: Durchlässigkeitswerte k f [m/s], Pumpversuche CDM [] CP Ost Kontrollebene CP- B9 B97 B9 B99 B B B, x -, x -, x -,9 x -,9 x -, x - 9,9 x -

17 Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung bericht-tracertest-afu-tfs-final.doc Seite Abb. : Grundwassergleichenplan (CP CP) Grundwasserstände im Januar Grundwasserstände im April Grundwasserstände im Oktober Grundwasserstände im Februar 7

18 Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung bericht-tracertest-afu-tfs-final.doc Seite 7. Markierungsversuch RP Der Verlauf der Uranin-Konzentration über die Zeit und die Summenkurven zu den einzelnen Messstellen sind in den Diagrammen im Anhang abgebildet. Die Messstelle RP liegt oberstromig von B (GZB) und zeigte innerhalb der ersten zwei Tage nach Zugabe von Uranin in RP einen deutlichen Anstieg der Uranin- Konzentration und anschließend ein langsames Abklingen. Nach ca., Tagen erreichte die Kurve ihr Maximum mit 9, µg/l Uranin. Der GZB zeigte ein ähnliches Verhalten, nur dass das Maximum der Kurve bereits nach einem halben Tag mit 9, µg/l Uranin erreicht wurde. In der Auswertung zu der Messstelle RP ist ein Doppelpeak-Verhalten erkennbar mit dem ersten Maximum innerhalb des. Tages und einer Uranin-Konzentration von, µg/l und einem zweite Maximum mit, µg/l Uranin nach ca. Tagen. Das Doppelpeak-Verhalten resultiert aus dem Strömungsverhalten in der Zirkulationswalze des GZB. Der Tracer wird vom GZB erfasst und mit hoher Strömungsgeschwindigkeit auf der Strömungswalze verteilt. Insbesondere in die außen liegenden Bereichen der Strömungswalze gelangt der Tracer im Vergleich zur Grundwasserströmung schneller. Dies führt zu einem voraneilenden Tracerdurchbruch, der sich unterstromig fortsetzt und glättet. Die Messstellen RP7 und RP zeigten ein ähnliches Verhalten, wobei die Maxima bei und, bzw. und Tagen lagen mit Uranin-Konzentrationen unter µg/l. RP 9 zeigte einen deutlichen Anstieg mit einem Maximum von µ/l Uranin nach ca. Tagen und einen raschen Rückgang. An der Messstelle RP ist ein Durchbruch fraglich, da die Konzentration des Uranin im Bereich des Hintergrundwertes unterhalb von, µg/l lagen. Genauso ist bei RP ein Durchbruch fraglich. Zwar lassen sich Konzentrationsspitzen nach und Tagen erkennen, die Uranin-Konzentration lag jedoch im Bereich des Hintergrundwertes. An RP begann der Anstieg der Uranin-Konzentration nach ca. Tagen und endete nach ca. Tagen mit 9 µ/l. Anschließend wurde ein langsames Abklingen beobachtet. Die Kurve zu RP zeigt mehrere Maxima, wobei nach und Tagen die ersten beiden deutlichen Maxima mit bzw.,7 µg/l erkennbar sind. RP zeigte nach ca. Tagen einen deutlichen Peak, die Maximalkonzentrationen lagen jedoch unter µg/l Uranin. RP hatte ähnlich geringe Konzentrationen wie RP, mit deutlichen Maxima nach und Tagen. Aufgrund des Kurvenverlaufs kann hier von einem Tracerdruchbruch ausgegangen werden. RP7 zeigte einen Konzentrationsanstieg nach ca. Tagen und ein Maximum von,9 µ/l Uranin nach 9 Tagen. An der Messstelle B97 lässt sich kein eindeutiger Durchbruch erkennen. Zwar wurde ein Maximalwert nach ca. 7 Tagen festgestellt, aber die Konzentrationen lagen insgesamt im Bereich des Hintergrundwertes. In den Messstellen RP, RP9 und RP konnte kein Durchbruch festgestellt werden, da sich die Messwerte im Bereich der Hintergrundwerte befanden, ohne dass ein ausgeprägtes Maximum erkennbar ist. An den Messstellen RP und B9 erfolgte ein langsamer Konzentrationsanstieg. Der Maximalwert an RP wurde nach Tagen bestimmt, wobei der Durchbruch fraglich ist, da die Uranin-Konzentration mit, µg/l im Bereich des Hintergrundwertes lag. RP zeigte einen eindeutigen Durchbruch mit, µg/l Uranin nach ca. Tagen.

19 Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung bericht-tracertest-afu-tfs-final.doc Seite Alle weiteren Messstellen der Kontrollebene CP- (RP- und B99-) zeigten keinen Durchbruch, die Uranin-Konzentrationen lagen zudem im Bereich des Hintergrundwertes. In Abb. ist die Ausbreitung des Tracers dargestellt. Zum jeweiligen Zeitpunkt ist der Anteil der normierten Summenkurve für die einzelnen Messstellen dargestellt. Ist der Tracer vollständig durchgebrochen, so wurde der Anteil der Summenkurve für die nachfolgenden Zeiten auf den Wert, bzw. % gesetzt, um die Tracerausbreitung interpoliert darzustellen. Die Abstandsgeschwindigkeit v a im Feld (ohne GZB) betrug, m/d und die mittlere Fließgeschwindigkeit v t,,7 m/d. Nach der Momentenmethode errechnet sich die Abstandsgeschwindigkeit aus dem Mittelwert der Fließgeschwindigkeit (%-Wert der normierten Summenkurve) und der dominanten Fließgeschwindigkeit (Maximum der normierten Konzentration) und liegt aufgrund des Voraneilens des Maximums in der Regel höher als die mittlere Fließgeschwindigkeit. Im Mittel lagen der Dispersionskoeffizient bei,9 x - m²/s und die Dispersivität bei, m. Bei der Ermittelung der Abstandsgeschwindigkeiten, der mittleren Fließgeschwindigkeiten, der Dispersionskoeffizienten und der Dispersivitäten zu den einzelnen Messstellen (siehe Tabelle und in Abb. ) wurde die Entfernung und die dominierende Abstandsgeschwindigkeit zum GZB, der den Mittelpunkt der Strömungswalze bildet, berücksichtigt. Für die Messstellen, in denen es aufgrund der Strömungswalze zu einem Doppelpeak- Verhalten kam, wurden für beide Maxima getrennte Auswertungen durchgeführt. Die Auswertung zu dem ersten Maximum, das aufgrund der Zirkulationsströmung im äußeren Bereich der Strömungswalze entsteht, ist mit einem Stern am Namen der Messstelle gekennzeichnet.

20 Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung bericht-tracertest-afu-tfs-final.doc Seite 9 Tracer-Verteilung nach. Tagen Tracer-Verteilung nach Tag Tracer-Verteilung nach Tagen Tracer-Verteilung nach Tagen Tracer-Verteilung nach Tagen Tracer-Verteilung nach Tagen Abb. : Ausbreitung des Tracers, Uranin-Zugabe in RP

21 Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung bericht-tracertest-afu-tfs-final.doc Seite Tabelle : Advektive und dispersive Kennwerte Tracertest (Uranin-Zugabe in RP) Pegel Abstandsgeschwindigkeit v a [m/d] mittlere Fließgeschwindigkeit v t, [m/d] Dispersionskoeffizient [m²/s] Dispersivität [m] GZB,,, x -,9 RP,,,9 x -,7 RP*,9,, x -, RP,,, x -,7 RP7*,,, x -,7 RP7,7,,9 x -,9 RP*,,, x -, RP,,, x -, RP9,,7, x -,9 RP,,, x -, RP,,, x -, RP*,, 7, x -, RP,,, x -, RP,,, x - 7,7 RP*,7,, x -, RP,,, x -, RP7,,, x -,7 RP,,7 9, x -, RP,7,7, x -, B9,,, x -, Durchbruch fraglich, Konzentrationen von Uranin im Bereich des Hintergrundwertes Geschwindigkeit [m/d] 9 7 Abstandsgeschwindigkeit va mittlere Fließgeschwindigkeit vt, GZB RP RP* RP RP7* RP7 RP* RP RP9 RP RP RP* RP RP RP* RP RP7 RP RP B9 Dispersionskoeffizient DL [m²/s],e+,e-,e-,e-,e-,e-,e- Dispersionskoeffizient D Dispersivität Dispersionskoeffizient D Dispersivität 9 7 Längsdispersivität al [m] GZB RP RP* RP RP7* RP7 RP* RP RP9 RP RP RP* RP RP RP* RP RP7 RP RP B9 Abb. : Darstellung der Abstandsgeschwindigkeit, der mittleren Fließgeschwindigkeit, der Dispersionskoeffizienten und der Dispersivitäten (Uranin-Zugabe in RP)

22 Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung bericht-tracertest-afu-tfs-final.doc Seite. Markierungsversuch RP Im zweiten Tracertest mit der Uranin-Zugabe in RP zeigte die Messstelle RP ein Doppelpeak-Verhalten. Das erste Maximum mit einer Konzentration von, µg/l Uranin trat innerhalb der ersten Stunden nach Beginn des Tracertests auf und das zweite Maximum mit, µg/l nach ca. Tagen. Der GZB zeigte ein ähnliches Verhalten wie im ersten Tracertest mit einem Maximum von 7,7 µg/l nach ca. einem Tag. Die Messstelle RP zeigte ein Maximum mit 9,9 µg/l Uranin nach ca. Tagen und ein langsames Abklingverhalten. Der Anstieg in Messstelle RP7 erfolgte steil, mit einem Maximum von,7 µg/l nach ca., Tagen. RP zeigte ein ähnliches Verhalten wie RP7 mit einem Maximum nach ca. Tagen, allerdings mit geringeren Uranin- Konzentrationen von,9 µg/l im Maximum. Sehr geringe Uranin-Konzentrationen wurden in Messstelle RP9 festgestellt mit einem Maximalwert von, µg/l Uranin nach ca., Tagen. Einen flachen Verlauf zeigten sowohl die Messstellen RP mit maximal, µg/l Uranin nach ca. Tagen, als auch die Messstelle RP mit maximal,9 µg/l Uranin nach ca. 7 Tagen. RP zeigt ein ähnliches Verhalten wie im ersten Tracertest mit Uranin-Konzentrationen im Bereich des Hintergrundwertes, so dass ein Tracerdruchbruch fraglich ist. RP zeigte einen relativ steilen Anstieg von Tag bis Tag mit Uranin-Konzentrationen bis 7 µg/l, allerdings kaum ein Abklingverhalten bis zum Start des dritten Tracertest. RP und RP zeigten ein leichtes Doppelpeak- Verhalten mit dem ersten Maximum nach ca. Tagen und einem zweiten Maximum nach ca. Tagen und Uranin-Konzentrationen unter 9 µg/l. RP7 zeigte ein ähnliches Verhalten wie beim ersten Tracertest mit einem Maximum nach Tagen. Die Durchgangskurve an der Messstelle RP hatte ihr Maximum nach ca. Tagen mit, µg/l Uranin. Das tatsächliche Maximum konnte nicht genau festgestellt werden, da an dieser Messstelle nur einmal pro Woche eine Probe genommen wurde. Die beiden Messstellen B97 und RP9 zeigten zwar einen Anstieg der Konzentration, allerdings ist eine Peaktrennung zwischen dem Durchbruch des zweiten und dritten Tracertests nicht eindeutig möglich. RP und RP hatten ihre Maxima während des zweiten Tracertests nach ca. bis Tagen mit Uranin-Konzentrationen unter µg/l. Die Kurven zu RP und RP zeigen einen kontinuierlichen Anstieg bis zu ihren Maxima nach ca. Tagen mit Uranin-Konzentrationen um µg/l und anschließendem schnellen Abfallen der Uranin-Konzentrationen. B9 zeigte ein ähnliches Verhalten mit einem Maximum nach ca. Tagen mit, µg/l Uranin, allerdings mit einem anschließend geringen Rückgang der Uranin-Konzentration, bevor diese aufgrund des dritten Tracertests wieder ansteigt. Bei den Messstellen RP, RP und RP ist zwar ein Anstieg der Uranin- Konzentration auf Werte über µg/l, bzw. µg/l erkennbar, eine eindeutige Peaktrennung zwischen dem zweiten und dritten Tracertest jedoch fraglich. RP, RP7 und B99 zeigten ein ähnliches Verhalten, nur dass nach ca. Tagen ein Maximum er-

23 Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung bericht-tracertest-afu-tfs-final.doc Seite kennbar ist mit anschließendem leichtem Rückgang der Konzentrationen, bevor der Einfluss des dritten Tracertests zu einem erneuten Anstieg führt. Die Kurven zu den Messstellen RP, RP9 und B zeigen zwar auch ein Maximum nach ca. Tagen, die Gesamtkonzentrationen liegen allerdings im Bereich des Hintergrundwertes. Die Messstellen RP und B zeigten keinen Tracer-Durchbruch, die Uranin-Konzentrationen liegen im Bereich des Hintergrundwertes mit, µg/l. In Abb. 7 ist die Ausbreitung des Tracers dargestellt. Die mittlere Abstandsgeschwindigkeit im Feld (ohne GZB) betrug, m/d und die mittlere Fließgeschwindigkeit lag mit, m/d unterhalb der Abstandsgeschwindigkeit. Im Mittel lagen der Dispersionskoeffizient bei, x - m²/s und die Dispersivität bei,9 m. Bei der Ermittelung der Kenngrößen (siehe Tabelle 9 und in Abb. ) wurde die Entfernung und die dominierende Abstandsgeschwindigkeit zum GZB, der den Mittelpunkt der Strömungswalze bildet, berücksichtigt. Für die Messstellen, in denen es aufgrund der Strömungswalze zu einem Doppelpeak-Verhalten kam, wurden für beide Maxima getrennte Auswertungen durchgeführt. Für eine genaue Auswertung des Tracerdurchbruchs an der Messstelle RP fehlen zeitlich engere Messdaten. An der Kontrollebene CP- wurden aufgrund der problematischen Trennung der Durchbrüche der beiden Tracerversuche, bzw. zu geringer Konzentrationen, nur die Messstellen RP, B9 und RP aufgenommen, die auf der Centerline liegen und denen ein eindeutiger Tracerdurchgang zugeordnet werden kann.

24 Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung bericht-tracertest-afu-tfs-final.doc Seite Tracer-Verteilung nach. Tagen Tracer-Verteilung nach Tagen Tracer-Verteilung nach 9 Tagen Tracer-Verteilung nach Tagen Tracer-Verteilung nach Tagen Tracer-Verteilung nach 7 Tagen Abb. 7: Ausbreitung des Tracers, Uranin-Zugabe in RP

25 Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung bericht-tracertest-afu-tfs-final.doc Seite Tabelle 9: Advektive und dispersive Kennwerte Tracertest (Uranin-Zugabe in RP) Pegel Abstandsgeschwindigkeit v a [m/d] mittlere Fließgeschwindigkeit v t, [m/d] Dispersionskoeffizient [m²/s] Dispersivität [m] GZB,,, x -,9 RP*,9,,9 x -,7 RP,7,,7 x -,9 RP,,, x -, RP7,,, x -,7 RP,,, x -,9 RP9,,, x -,7 RP,,9, x -, RP,,, x -, RP,,, x -, RP,,, x -, RP*,, 7, x -, RP,,, x -, RP*,,, x -, RP,,, x -, RP7,,, x -, RP,,, x -, RP,,,7 x -, B9,7,, x -, Durchbruch fraglich, Konzentrationen von Uranin im Bereich des Hintergrundwertes Geschwindigkeit [m/d] 9 7 Abstandsgeschwindigkeit va mittlere Fließgeschwindigkeit vt, GZB RP* RP RP RP7 RP RP9 RP RP RP RP RP* RP RP* RP RP RP7 RP RP B9 Dispersionskoeffizient DL [m²/s],e+,e-,e-,e-,e-,e-,e- Dispersionskoeffizient D Dispersivität Dispersionskoeffizient D Dispersivität Längsdispersivität al [m] GZB RP* RP RP RP7 RP RP9 RP RP RP RP RP* RP RP* RP RP RP7 RP RP B9 Abb. : Darstellung der Abstandsgeschwindigkeit, der mittleren Fließgeschwindigkeit, der Dispersionskoeffizienten und der Dispersivitäten (Uranin-Zugabe in RP)

26 Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung bericht-tracertest-afu-tfs-final.doc Seite. Markierungsversuch RP Die Durchgangskurve an RP für den dritten Tracertest mit Uranin-Zugabe in RP hatte ihr Maximum mit µg/l Uranin nach ca. Tagen. Der GZB zeigte ein ähnliches Verhalten wie in den anderen Tracertests mit einem Maximum von µg/l nach ca. Tagen. Die Kurve zu der Messstelle RP zeigt kein ausgeprägtes Maximum, sondern ein langsames Ansteigen und Abklingen mit Uranin-Konzentrationen um 7 µg/l und einem Tracer-Durchbruch nach ca. Tagen. Die Kurve zu der Messstelle RP7 erreichte ihr Maximum von µg/l Uranin nach ca. Tagen mit einem anschließenden langsamen Abklingen. In der Auswertung zu der Messstelle RP9 ist ein Doppelpeak-Verhalten erkennbar, mit den Maxima nach ca. und ca. Tagen und Uranin-Konzentrationen unter µg/l. Der zweite Peak resultierte aus dem Nichterfassen von Tracer aus RP durch den GZB in Folge starker Schwankungen in der Durchflussrate (Anhang, Abbildung ) und dem Rückgang des Erfassungsbereichs der Strömungswalze. RP zeigte ein ähnliches Verhalten, mit dem ersten Maximum nach ca. Tagen und dem zweiten Maximum mit, µg/l Uranin nach ca. Tagen. Die Kurve zu der Messstelle RP hatte ihr Maximum von 9 µg/l nach ca. Tagen. Die Uranin-Konzentrationen an der Messstelle RP lagen im Bereich des Hintergrundwertes. Die Verläufe der Uranin-Konzentrationen an den Messstellen RP, RP und RP zeigen ihre Maxima nach ca., bzw. 9 und Tagen mit Konzentrationen von, bzw. 7, und µg/l Uranin. An den Messstellen RP und RP ist ein Doppelpeak-Verhalten erkennbar, mit deutlichen Maxima nach ca. 9 Tagen mit Konzentrationen von, µg/l und jeweils einem zweiten Peak nach ca. Tagen mit geringeren Konzentrationen. Die Kurve zu der Messstelle RP7 zeigt die höchsten Werte zwischen dem. und dem. Tag mit Konzentrationen über 9 µg/l Uranin. An den Messstellen B97 und RP9 konnte das Maximum jeweils nach ca. Tagen bestimmt werden, wobei die Uranin-Konzentration mit,7 µg/l an B97 höher ausfielen als an RP9 (, µg/l). Die Kurven zu den Messstellen RP und RP zeigen zwar ein Maximum nach ca. Tagen, welches allerdings auf den zweiten Tracertest zurückzuführen ist. Eine Reaktion auf den dritten Tracertest ist fraglich. Einen ähnlichen Verlauf zeigen die Kurven zu den Messstellen RP und RP. Bis ca. Tage nach Start des dritten Tracertests sind die Uranin-Konzentrationen über µg/l und fielen anschließend bis auf Werte im Bereich des Hintergrundwertes. Die Auswertung der Uranin-Konzentrationen zu B9-B und RP-9 zeigen ein Doppelpeak-Verhalten, wobei die jeweils ersten Maxima wahrscheinlich vom zweiten Tracertest stammen und die zweiten Maxima als Reaktion auf den dritten Tracertest zu werten sind, allerdings ist eine eindeutige Peaktrennung fraglich. Die zweiten Maxima der Messstellen B9 und RP-RP7 liegen zwischen und Tagen. An B99 zeigt sich das zweite Maxima nach ca. 7 Tagen. Eine schlüssige Erklärung des Drifts der Tracerwolke in Richtung Neckartalabbruch und Aufspaltung des Tracers in eine westli-

27 Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung bericht-tracertest-afu-tfs-final.doc Seite che (B97) und zentral gelegene Fließbewegung (Centerline GZB B9) kann nicht gegeben werden. An den Messstellen RP, RP9 und B ist zwar ein zweites Maxima nach ca., bzw. bei ca. Tagen erkennbar, die Uraninkonzentrationen lagen jedoch im Bereich des Hintergrundwerts und ein Tracer-Durchbruch ist nicht eindeutig feststellbar. Die Messstellen RP, B und B zeigen keinen Tracer-Durchbruch, die Uranin- Konzentrationen lagen im Bereich des Hintergrundwertes. In Abb. 9 ist die Ausbreitung des Tracers dargestellt. Die mittlere Abstandsgeschwindigkeit im Feld (ohne GZB) betrug, m/d und die mittlere Fließgeschwindigkeit, m/d. Im Mittel lagen der Dispersionskoeffizient bei, x - m²/s und die Dispersivität bei,9 m. Bei der Ermittelung der Kenngrößen zu den einzelnen Messstellen (siehe Tabelle und in Abb. ) wurde die dominierende Abstandsgeschwindigkeit des GZB, der den Mittelpunkt der Strömungswalze bildet, berücksichtigt. Die Kenngrößen der Messstellen mit geringen Uranin-Konzentrationen oder ohne eindeutigen Tracer-Durchbruch sind nicht aufgelistet.

28 Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung bericht-tracertest-afu-tfs-final.doc Seite 7 Tracer-Verteilung nach Tagen Tracer-Verteilung nach 9 Tagen Tracer-Verteilung nach Tagen Tracer-Verteilung nach Tagen Abb. 9: Ausbreitung des Tracers, Uranin-Zugabe in RP Tracer-Verteilung nach Tagen Tracer-Verteilung nach 7 Tagen

29 Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung bericht-tracertest-afu-tfs-final.doc Seite Tabelle : Advektive und dispersive Kennwerte Tracertest (Uranin-Zugabe in RP) Pegel Abstandsgeschwindigkeit v a [m/d] mittlere Fließgeschwindigkeit v t, [m/d] Dispersionskoeffizient [m²/s] Dispersivität [m] GZB 7,,9, x -, RP,,7, x -, RP,,,7 x -, RP7,,, x -, RP,,, x -,9 RP,,, x -7, RP9,,, x -,9 RP9,, 9, x -7, RP,,, x -, RP,9,, x -, RP,,, x -,9 RP,,, x -, RP,,,7 x -, RP,9,9,7 x -, RP,,, x -,9 RP,9,9, x -, RP7,7, 7, x -, RP9,7,, x -, RP,7,,7 x -, RP,,,9 x - 7, RP,,, x -, RP,,, x -, RP7,7,,9 x -,9 B97,,,9 x -, B9,,,9 x -, B99,,, x -,7 Peak aufgrund von Nichterfassen von Tracer aus RP durch den GZB

30 Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung bericht-tracertest-afu-tfs-final.doc Seite 9 Geschwindigkeit [m/d] Dispersionskoeffizient DL [m²/s] 9 7,E+,E-,E-,E-,E-,E-,E- GZB RP RP RP7 RP RP- RP9 RP9- Abstandsgeschwindigkeit va mittlere Fließgeschwindigkeit vt, RP RP RP RP RP RP RP- RP RP- RP7 B97 RP9 B9 Dispersionskoeffizient D Dispersivität Dispersionskoeffizient D Dispersivität GZB RP RP RP7 RP RP- RP9 RP9- RP RP RP RP RP RP RP- RP RP- RP7 B97 RP9 RP RP RP RP RP7 B99 B9 RP RP RP RP RP7 B99 Abb. : Darstellung der Abstandsgeschwindigkeit, der mittleren Fließgeschwindigkeit, der Dispersionskoeffizienten und der Dispersivitäten (Uranin-Zugabe in RP) Längsdispersivität αl [m]

31 Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung bericht-tracertest-afu-tfs-final.doc Seite Literatur [] Hölting (): Hydrogeologie: Einführung in die allgemeine und angewandte Hydrogeologie,., überarb. und erw. Aufl., München [] Käss, W. (99): Geohydrologische Markierungstechnik: Lehrbuch der Hydrogeologie, Band 9, Gebrüder Bornträger, Berlin Stuttgart [] Daten Standortbüro CDM: Kurzpumpversuche nach Bau der Grundwassermessstellen an CP und CP am 7.7. und 9.7. [] Daten Standortbüro CDM: Kurzpumpversuche nach Bau der Grundwassermessstellen an CP-, November

32 Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung Anhang - Tracerdurchbruchskurven für Tracertest RP - Tracerdurchbruchskurven für Tracertest RP - Tracerdurchbruchskurven für Tracertest RP - Vor-Ort-Messwerte - Ausbau GZB

33 Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung Tracertest RP Abbildung : Verlauf der Uranin-Konzentration an RP, GZB und RP... Abbildung : Verlauf der Uranin-Konzentration an RP7, RP und RP9... Abbildung : Verlauf der Uranin-Konzentration an RP, RP und RP... Abbildung : Verlauf der Uranin-Konzentration an RP, RP, RP und RP7... Abbildung : Verlauf der Uranin-Konzentration an B97, RP, RP9 und RP... Abbildung : Verlauf der Uranin-Konzentration an RP, RP und B9... Abbildung 7: Verlauf der Uranin-Konzentration an RP, RP, RP und RP... Abbildung : Verlauf der Uranin-Konzentration an RP7, B99, RP und RP9... Abbildung 9: Verlauf der Uranin-Konzentration an RP, B und B... Tracertest RP Abbildung : Verlauf der Uranin-Konzentration an RP, GZB und RP... Abbildung : Verlauf der Uranin-Konzentration an RP7, RP und RP9... Abbildung : Verlauf der Uranin-Konzentration an RP, RP, RP und RP... 7 Abbildung : Verlauf der Uranin-Konzentration an RP, RP, RP und RP Abbildung : Verlauf der Uranin-Konzentration an B97, RP, RP9 und RP... Abbildung : Verlauf der Uranin-Konzentration an RP, RP und B9... Abbildung : Verlauf der Uranin-Konzentration an RP, RP, RP und RP... 9 Abbildung 7: Verlauf der Uranin-Konzentration an RP7, B99, RP und RP Abbildung : Verlauf der Uranin-Konzentration an RP, B und B... Tracertest RP Abbildung 9: Verlauf der Uranin-Konzentration an RP, GZB und RP... Abbildung : Verlauf der Uranin-Konzentration an RP7, RP und RP9... Abbildung : Verlauf der Uranin-Konzentration an RP, RP, RP und RP... Abbildung : Verlauf der Uranin-Konzentration an RP, RP, RP und RP7...

34 Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung Abbildung : Verlauf der Uranin-Konzentration an B97, RP, RP9 und RP... Abbildung : Verlauf der Uranin-Konzentration an RP, RP, und B9... Abbildung : Verlauf der Uranin-Konzentration an RP, RP, RP und RP... Abbildung : Verlauf der Uranin-Konzentration an RP7, B99, RP und RP9... Abbildung 7: Verlauf der Uranin-Konzentration an RP, B, B und B... Vor-Ort-Messwerte und Ausbau GZB Abbildung : Kontinuierliche Wasserstandsmessung an RP, RP7, B97 B99... Abbildung 9: Redoxpotenzial im Testfeld während Stichtagsmessungen... Abbildung : Leitfähigkeit im Testfeld während Stichtagsmessungen... Abbildung : ph-wert im Testfeld während Stichtagsmessungen... Abbildung : Wassertemperatur im Testfeld während Stichtagsmessungen... Abbildung : Messungen GZB: Durchfluss, Redoxpotenzial und ph-wert... Abbildung : Messungen GZB: Sauerstoffgehalt, Leitfähigkeit und Temperatur... Abbildung : Ausbau GZB... 7 Tabelle A : Grundwasserstände an Stichtagsmessungen (Angaben in m. NN)... Tabelle A : Koordinaten Messstellen und Grundwasserstände Wirkungsbereich GZB (Angaben in m. NN)... 9 Tabelle A : Grundwasserstände Wirkungsbereich GZB (Angaben in m. NN)...

35 Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung Tracertest RP Anhang, Seite Tracertest RP RP RPs RP cum.... GZB GZBs GZB cum RP RP cum RPs RP cum.... Abbildung : Verlauf der Uranin-Konzentration an RP, GZB und RP RP7 RP7s RP7 cum RP7 cum RP9 RP9s RP9 cum. RP RP cum RPs RP cum Abbildung : Verlauf der Uranin-Konzentration an RP7, RP und RP9

36 Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung Tracertest RP Anhang, Seite, RP RPs Uranin (µg/l),, Durchbruch fraglich, Konzentration im Bereich des Hintergrundwertes,, Uranin (µg/l),,,,, RP RPs RP cum Durchbruch fraglich, Konzentration im Bereich des Hintergrundwertes,,,, RP RPs RP cum, Uranin (µg/l),,, Abbildung : Verlauf der Uranin-Konzentration an RP, RP und RP 7 7 RP RPs RP cum RP cum RP RPs RP cum.... RP RPs RP cum RP cum RP7 RP7s RP7 cum.... Abbildung : Verlauf der Uranin-Konzentration an RP, RP, RP und RP7

37 Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung Tracertest RP Anhang, Seite Durchbruch fraglich, Konzentration im Bereich des Hintergrundwertes B97m Start Tracertest kein Durchbruch, Konzentration im Bereich des Hintergrundwertes RPm kein Durchbruch, Konzentration im Bereich des Hintergrundwertes RP9m kein Durchbruch, Konzentration im Bereich des Hintergrundwertes RPm Abbildung : Verlauf der Uranin-Konzentration an B97, RP, RP9 und RP RP RPs RPcum Durchbruch fraglich, Konzentration im Bereich des Hintergrundwertes,,,, RP RPs RPcum Durchbruch eindeutig, Konzentration im Bereich des Hintergrundwertes,,,, B9 B9s B9cum Durchbruch eindeutig, Konzentration im Bereich des Hintergrundwertes,,,, Abbildung : Verlauf der Uranin-Konzentration an RP, RP und B9

38 Versuchseinrichtung zur Grundwasser- und Altlastensanierung Tracertest RP Anhang, Seite kein Durchbruch, Konzentration im Bereich des Hintergrundwertes RPm Start Tracertest kein Durchbruch, Konzentration im Bereich des Hintergrundwertes RPm kein Durchbruch, Konzentration im Bereich des Hintergrundwertes RPm kein Durchbruch, Konzentration im Bereich des Hintergrundwertes RPm Abbildung 7: Verlauf der Uranin-Konzentration an RP, RP, RP und RP kein Durchbruch, Konzentration im Bereich des Hintergrundwertes RP7m Start Tracertest kein Durchbruch, Konzentration im Bereich des Hintergrundwertes B99m kein Durchbruch, Konzentration im Bereich des Hintergrundwertes RPm kein Durchbruch, Konzentration im Bereich des Hintergrundwertes RP9m Abbildung : Verlauf der Uranin-Konzentration an RP7, B99, RP und RP9