Das Projekt "Innovative Düsensauginfiltration zur energieeffizienten sowie umwelt- und ressourcenschonenden Grundwasserabsenkung (Phase 2)" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Bundesstiftung Umwelt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Hölscher Wasserbau GmbH.Die DSI-Technik ist eine Technologie zur Infiltration in Grundwasserleiter und zur Grundwasserabsenkung. Im Gegensatz zu herkömmlichen Techniken wird das Wasser dabei in eine DSI-Schicht infiltriert und wird nicht zutage gefördert und abgeleitet. Aus der Sicht des Umweltschutzes ergeben sich dadurch in verschiedenen Anwendungsgebieten erhebliche Vorteile. Die DSI-Schicht wird in einem DSI-Versuch bestimmt. Bis heute sind die Bedingungen, die bei Versuchsdurchführung zu dem DSI-Phänomen führen, nicht bekannt und erforscht. Die Zustände in unmittelbarer Nähe des DSI-Punkts sollen messtechnisch erfasst und in einem mathematischen Modell abgebildet werden. Die Bedingungen des Phänomens DSI sollen in Parameterstudien untersucht und mit Simulationsmodellen verifiziert werden. Grundwasserabsenkungen sind dort erforderlich, wo Baukörper in den Grundwasserbereich eingebaut werden oder vorhandene Baukörper geschützt werden müssen. Ein weiteres Anwendungsfeld sind Tagebaue, bei denen zur Trockenlegung und -haltung mit konventioneller Technologie in der Regel erhebliche Wassermengen gefördert und reinfiltriert werden müssen. Auch in Zehrungsgebieten ist Infiltration eine sinnvolle Maßnahme zur Verbesserung des Grundwasserdargebots. In allen diesen Anwendungsbereichen ist der den Wasserhaushalt schonende Einsatz der DSI-Technik im Dienst des Umweltschutzes sinnvoll.
DSI ist ein innovatives Verfahren, für das auch internationale Fachkreise aufgrund der Umwelt-Relevanz ein großes zukünftiges Potential sehen. Feldversuche, die Begleitung einer Pilotanlage, und Modellierungsarbeiten haben Bedingungen des DSI-Betriebs aufgezeigt. Weiterhin ungeklärt sind die relevanten Prozesse in der Bohrphase zur Identifikation des optimalen Infiltrationshorizonts.
Das Projekt "Innovative Düsensauginfiltration (DSI) zur energieeffizienten sowie umwelt- und ressourcenschonenden Grundwasserabsenkung in Baugruben (Phase 1)" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Bundesstiftung Umwelt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Hölscher Wasserbau GmbH.Die DSI-Technik ist eine Technologie zur Infiltration in Grundwasserleiter und zur Grundwasserabsenkung. Im Gegensatz zu herkömmlichen Techniken verbleibt das Wasser im Untergrund und wird nicht zutage gefördert. Aus der Sicht des Umweltschutzes ergeben sich dadurch in verschiedenen Anwendungsgebieten erhebliche Vorteile.
Arbeiten am Grundwasserspiegel sind immer dort erforderlich, wo Baukörper in den Grundwasserbereich eingebaut werden. Ein weiteres bedeutendes Anwendungsfeld ist der Tagebau, bei dem zur Trockenlegung und -haltung mit konventioneller Technologie in der Regel erhebliche Wassermengen gefördert werden müssen. In allen diesen Anwendungsbereichen ist der den Wasserhaushalt schonende Einsatz der DSI-Technik im Dienst des Umweltschutzes sinnvoll.
Was bis heute nicht bekannt ist und beherrscht wird, ist die Prognose der exakten Bedingungen, wann und wo DSI-Senken auftreten und wie die Zustände in unmittelbarer Nähe der Senken im Bohrloch einzuschätzen sind. Dazu fehlt das Werkzeug (spezielles Bohrgerät) und das detaillierte mathematische Modell. Die Bedingungen an der DSI-Stelle sollten daher im Projekt exakt untersucht und das Simulationsmodell verifiziert werden.
Am Versuchsstandort in Plötzin wurden Feldversuche mit varienden Bedingungen (Einhängtiefe, Pumprate) durchgeführt. Die erzielte Absenkung des Grundwasserspiegels bzw. der Piezometerhöhe wurde an zahlreichen Beobachtungspunkten in unterschiedlichen Teufen aufgezeichnet. Mit dem FE-Modellansatz für einen Vertikalschnitt durch den Grundwasserleiter mit freier Oberfläche konnten die beobachteten Vorgänge im Feld gut nachgebildet werden.
Das Projekt "Entwicklung eines neuartigen Infiltrationsverfahrens zur Einbringung von Suspensionen in Porengrundwasserleiter auf Basis der Düsensauginfiltration" wird/wurde gefördert durch: Arbeitsgemeinschaft Industrieller Forschungsvereinigungen 'Otto-von-Guericke' e.V.. Es wird/wurde ausgeführt durch: Forschungsinstitut für Bergbaufolgelandschaften (FIB) e.V..In weltweit zahlreichen Bergbauregionen ist das Grundwasser durch die Belüftung des Deckgebirges in Folge großflächiger und tiefreichender Entwässerung und Verkippung erheblich verändert. Die primär aus der Sulfidoxidation resultierende Beschaffenheitsveränderung schlägt sich u.a. in hohen Sulfat-, Eisen- und Protonen-Konzentrationen des Grundwassers nieder. Im Lausitzer Braunkohlenrevier lässt der Zustrom solchen Grundwassers zu den zahlreich entstehenden Tagebauseen schwefelsaure Gewässer mit charakteristischen pH-Werten um 2 bis 3 und Sulfatkonzentrationen bis 3000 mg/l entstehen. Diesen Gewässern fehlen i.A. höhere Formen von Organismen, so dass sie als lebensfeindlich zu bezeichnen sind. Ein derzeit verfolgter Ansatz zur Entwicklung eines nachhaltigen Sanierungsverfahrens ist die Stoffimmobilisierung durch Initiierung von Fällungsreaktionen und aktive Förderung biochemisch katalysierter Reduktionsprozesse in den von Grundwasser durchströmten Abraumkippen, d.h. bereits im Anstrombereich der sich füllenden Tagebauseen. Zu diesem Zweck werden alkalische Medien in den Untergrund infiltriert. Angestrebte Sanierungsziele sind insbesondere die Herabsetzung der potentiellen Säurewirkung des Wassers und eine Reduktion der Sulfatkonzentration. Die ursprünglich mit dem Sicker- und Grundwasser zu den Tagebauseen transportierten Säurefrachten werden somit reduziert und als Mineralneubildungen im Untergrund festgelegt. Die Entwicklung einer im großen Maßstab einsetzbaren Injektionstechnik zur Behandlung des Grundwassers stellt einen wesentlichen Fortschritt für die Erarbeitung von Strategien zur Sanierung des Wasserhaushaltes im Lausitzer Braunkohlenrevier dar. Ziel des Teilprojektes ist es daher, auf Basis des Düsensauginfiltrations-Verfahren (DSI) eine sichere und kostengünstige Sanierungstechnologie zur Behandlung schwefelsaurer Kippengrundwasserleiter zur entwickeln. Die DSI-Infiltrationstechnik wird innerhalb eines kleintechnischen Freilandversuches getestet. Die Durchführung verschiedener Versuchsansätze mit unterschiedlichen (Ca(OH)2)-Suspensionsstärken und Volumina ist hierbei vorgesehen. Im Ergebnis der durchzuführenden Feldversuche soll dargestellt werden, welche Suspensionsstärken mit dem DSI-Verfahren sicher infiltriert werden können und welche Standzeiten die DSI-Lanzen erzielen. Darüberhinaus soll die räumliche Verteilung/Ausbreitung des eingebrachten Wirkstoffs in den Grundwasserleiter ermittelt werden, um so die Wirksamkeit und Effektivität des DSI-Verfahrens zu bestimmen.