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von Marie K.

Zeichnen und Benennen Sie die Schichten der Deponiebasisabdichtung einer DK 0, DK I, DK II, DK III nach Deponieverordnung.

Nennen Sie für jede Schicht ein übliches Baumaterial.

Entwässerungsschicht: Kies
Schutzschicht: Sand
Kunststoffdichtungsbahn: HDPE
mineralische Dichtungsschicht: Ton, geosynthetische Tonschicht

Welche zwei Prozesse bestimmen den Stofftransport im Deponiekörper. Nennen Sie jeweils eine Gleichung um die Prozesse darzustellen.

Diffusion:

1. Fick’sches Gesetz

Konvektion

Darcy-Gleichung

—> es wird i=30 gefordert als Vgl., in der Praxis unrealistisch -> Standsicherheit (je nach Dicke der ungesättigten Schicht, kann h zu groß sein…)

Was ist eine Kombinationsdichtung? Erklären Sie die Funktionsweise dieser und die Voraussetzung.

mineralische Abdichtung + Kunstoffdichtungsbahn (KDB)

Kunststoffdichtungsbahn ist nahezu undurchlässig, außer es sind Löcher vorhanden
Mineralische Abdichtung stellt im Bereich des Loches eine Barriere für die Konvektion und Diffusion dar.
KDB => hält aggressive Flüssigkeiten zurück (Schutz der Mineralischen Schicht)
Mineralische Dichtung (z.B. Ton) nimmt durchtretende Flüssigkeiten auf, leitet sie aber nur langsam weiter, dadurch ergibt sich entlang der KDB nur ein geringer hydraulischer Gradient und die Diffusion durch die KDB wird weiter gebremst —> Reduktion Konzentrationsgradient
—> nur bei Pressverbund

—> Kombi beider Vorteile

Welche Stoffe können eine KDB durchdringen welche nicht?

Durchtritt:

schwach polare, organische Stoffe (sehr gut) z.B. Ether, KW, CKW
stark polare, organische Stoffe (mittelmäßig) z.B. Wasser, Alkohole

—> Diffusion org. Stoffe

Undurchdringlich für:

anorganische Stoffe (Salze, Schwermetalle)

—> „Konvektiver Stofftransport“

Welche Probleme treten bei Kombinationsdichtungen auf? Nennen Sie 3.

Temperaturausdehnungen
Wellen beim Verlegen => kein Pressverbund
Beschädigung beim Aufbringen
Dichtigkeit der Schweißnähte
Keine nachgewiesene Langzeitbeständigkeit (> 50 Jahre)
Austrocknung des Bodens unter Folie => Rissbildung (Boden & Folie)

Nennen Sie vier Belastungen die auf Oberflächen und Basisabdichtung einer Deponie einwirken und zu deren Versagen führen können.

Hydrodynamische Einwirkung (Niederschlags- und Sickerwasser)
Pflanzenwurzeln
höhere tierische Organismen (Nager)
Wärmeeinwirkung
Deponiegaseinwirkung
Sickerwassereinwirkung
Setzungen (Eigensetzung, Druck durch Baufahrzeuge, Einzelbauwerke)
Mikrobiologische Einwirkung

Welche Anforderungen hinsichtlich mineralischer Abdichtung?

Verringerung des Transportes durch eine Wasserbewegung und Diffusion
Hohe Sorptionskapazität
Hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber chemischen Einwirkungen
Filterstabilität (kein Auswaschen von Feinstteilchen)
Widerstandsfähigkeit gegenüber Verformungen des natürlichen Untergrunds

chemische Resistenz (bspw. Kaolinit)
geringe Durchlässigkeit (bspw. quellfähige Tonmineralien)

Nennen Sie Alternative Abdichtungssysteme zu den (Kombinations)abdichtungen/Abdeckungen und Vorteile.

Asphaltbeton (ersetzt KDB)
- weniger Diffusion
- wird oft für den Bau von Böschungen verwendet
- Asphalt wird oft als Endabdeckung verwendet
Kies + Betonit (anstatt mineralischer Dichtung)
Kapillarsperre
- als Alternativabdeckung
- weniger anfällig gegenüber Setzungen
- unempfindlich gegenüber Austrocknung
- keine Beeinflussung durch Gas
hydraulische Falle
Methanoxidationsschicht
- nur bei geringem Gasbildungspotential

Erläutern Sie die hydraulische Falle/Abdichtung mit hydraulischen Maßnahmen (hydraulic trap).

Unter der mineralischen Dichtung wird eine zweite Dränage Schicht (B) angelegt. Diese hat einen höheren Wasserstand als die obere Dränage Schicht (A), dadurch wird das Wasser von B gepresst und es treten weder Konvektion noch Diffsion von Sickerwasser ins Erdreich auf.

—> Gegengradient

—> Nachteil: Energie für Pumpen und Sickerwasserreinigung

—> Kontrollen notw., hohe Regularien -> in D. nicht erlaubt, aber bspw. in USA

Was ist die Konsolidationstheorie (Stichwort Setzungen)?

Zeitlich verzögertes Zusammendrücken einer Bodenschicht nach Lasterhöhung -> Verringerung des Porenvolumens und Kornumlagerung (dabei wird Porenwasser ausgepresst)

Warum sollte das Aufstauen von Sickerwasser im Deponiekörper verhindert werden?

Schlechtere Standsicherheit
Belastung (hydraulisch) der Basisabdichtung

Wie lange muss eine Entwässerrungsschicht funktionieren (Ableitung Sickerwasser ohne Pumpen)?

Bis Sickerwasser ohne Gefahr in Gewässer eingeleitet werden kann
solange Basisabdichtung vorhanden

Nennen Sie die drei Phasen der Sickerwasserabgabe aus einer Deponie.

Phase 1: neue Deponie/neuer Abschnitt: hohes Wasservolumen, geringe Konzentrationen

Phase 2: offene Deponie: hohes Wasservolumen, hohe Konzentration

Phase 3: geschlossene Deponie: geringes Wasservolumen, mittlere Konzentration

Zeichnen Sie den Querschnitt einer Dränage Rohr Einbettung an der Basisabdichtung einer Deponie.

Nennen Sie drei Einflüsse durch die, die Wirkung von Dränage-Systemen beeinträchtigt werden kann.

Rohrzerstörung (durch hohe Auflast, Setzungen, Druck)
Muffenversatz (durch unterschiedliche Setzungen)
Temperaturen (Standsicherheit und Verformung)
Inkrustationen (durch Ausfällungen und Ablagerung von Biomasse und Schlämmen)
negatives Gefälle (durch Setzungen -> Verhinderung freier Abfluss)
Einspülung von Feinteilchen

Welche Probleme ergeben sich in Entwicklungs- und Schwellenländern beim Deponiebau.

geringes Know-How
geringes Umwelbewusstsein
geringe finanzielle Mittel

—>

keine Oberflächenabdichtung (oder DK0-Standard)
—> mehr Sickerwasser, mehr Schadstofffreisetzung
keine Sickerwasserfassung bzw. Entwässerung
—> Aufstauen von Niederschlagswasser => Schlechte Standfestigkeit
keine Deponiegasfassung
—> Klimaschädigung, Explosions- und Vergiftungsgefahr

Nennen Sie die drei Aufgaben der Oberflächenabdichtung und verschiedene Typen.

Fernhalten von Tier
Vermeidung von Eindringen Niederschlagswasser
Fassen von Gas
Reduzierung von Gerüchen
Vermeiden von Verwehungen
Anpassen an das Landschaftsbild

Tägliche Abdeckung
Temporäre Abdeckung
Zwischenabdeckung
Endabdeckung

Zeichnen Sie den Querschnitt einer Oberflächenabdichtung für Deponien der Klassen 0 bis III.

Wann sollte die Oberflächenabdichtung aufgebracht werden (bei Endabdeckung)?

wenn Setzungen fertig (sonst Beschädigung Abdichtung)
bis dahin temporäre Abdeckung

Nennen alternative Oberflächenabdichtungen und je zwei Vorteile.

für Rekultivierungsschicht:

Asphaltabdichtung
- für Böschungsbau geeignet
- geringere Diffusion als bei KDB

Kapillarsperre

unempfindlich gegen Setzung

unempfindlich gegen Austrocknung
keine Beeinflussung durch Gas

allg. nicht Alternative: Methanoxidationsschicht: geeignete Bodenschicht -> mikrobieller Abbau Methan (-> für geringes Gasbildungspotenzial)

Erläutere die Kapillarsperre.

Wie lautet die Gesamtwasserhaushaltsgleichung in einer Deponie und nennen Sie die Kenngrößen, die bei der Erstellung einer Wasserbilanz für eine Deponie, auf der aktuell Abfälle abgelagert werden, zu berücksichtigen sind?

Faktoren:

Versickerung des Wassers im Abfall
Klimatische Wetterdaten mit den prognostizierten Regenmengen
Wassergehalt des einzulagernden Mülls

bei frischem Abfall:

Bei MBA-Abfall:

min. Abdichtung:

KDB:

Stellen Sie sich eine offene Deponie vor auf der Frischabfälle eingelagert werden. Wie verändern sich die Parameter: Infiltrationsrate, hydraulsiche Leitfähigkeit, Oberflächenabfluss kapillarer Aufstieg wenn man Abfall verdichtet (zB. mit Kompaktor)? —> höhere Einbaudichte auch allg. bei MBA Abfällen

Infiltrationsrate: -
hydraulische Leitfähigkeit: -
Oberflächenabfluss: +
kapillarer Aufstieg: +
Verdunstung: +

—> geringerer Basisabfluss

Welche Modelle zur Wasserhaushaltsberechnung in Deponien kennen Sie?

Schichtenmodelle: Einteilung in Schichten und einzeln WH bestimmen
-> Werte geringer als in Realität
Bilanzmodelle
-> für Langzeitverhalten
Statistische Modelle: Sickerwasserdaten alte + Niederschlagsdaten und Verdunstungsdaten
-> nur für den einen Standort mit den Randbed.!!