Erfahrungen aus der langfristigen Verifizierung eines regionalen Grundwasserströmungsmodells zur Prognose der Flutung eines ehemaligen Uranbergwerkes

Thomas Metschies1, Martin Becker2
1 Abt. Bergbausanierung/Geotechnik, Wismut GmbH
2 delta h Ingenieurgesellschaft, Witten

O 14.5 in Güte und Bewertung von Grundwassermodellen

22.03.2018, 16:45-17:00, 2

Die Flutung eines untertägigen Laugungsbergwerkes in einem regionalen Grundwasserleitersystem   stellt hinsichtlich der gewählten Sanierungslösung besondere Anforderungen in Hinblick auf die Minimierung der Umweltauswirkungen.  Damit sind für die technische Planung sowie die Genehmigung der notwendigen Maßnahmen detaillierte Prognosen der regionalen hydraulischen Entwicklung, der Schadstofffreisetzung sowie des Schadstofftransportes notwendig.

Am Beispiel des ehemaligen Uranbergwerkes in Königstein (Sachsen) werden die Erfahrungen bei Aufbau, Parametrisierung, Kalibrierung und Verifizierung eines regionalen Strömungsmodells mit hinreichender Beschreibung der Einstaubedingungen in der Grube selbst dargestellt. Das vor Beginn der Teilflutung der Grube im Jahr 2001 mit dem Programm SPRING erstellte regionale Strömungsmodell wurde für die Prognose einzelner Flutungsetappen verwendet. Mit den Ergebnissen der Überwachung des Flutungsverlaufes wird das Modell bis heute fortwährend weiter angepasst, wobei sich die Betrachtungsschwerpunkte über den Flutungsverlauf aus unterschiedlichen Gründen kontinuierlich verschoben haben.

Die bei der Modellentwicklung sowie während der Nutzung des Modelles gewonnenen Erfahrungen beim Aufbau und der Anpassung eines derartig komplexen Grundwasserströmungsmodells werden dargestellt. Einen Schwerpunkt bilden dabei die bei der Beschreibung der Flutung der Grube selbst gesammelten Erkenntnisse hinsichtlich des einstaubaren Porenvolumens und dessen zeitlichen Aufsättigungsverlaufes sowie der Anpassung einzelner hydraulischer Elemente.

Im Ergebnis der durchgeführten Arbeiten lässt sich feststellen, dass ein regionales Strömungsmodell ein sehr gut geeignetes Werkzeug für die Prognose von Grubenflutungen darstellt, sofern die wesentlichen Einstauprozesse adäquat im Modell beschrieben werden. Jedoch sind eine langfristige Fortschreibung des Modellansatzes und eine ständige Anpassung des Strömungsmodelles bei derart dynamischen Prozessen wie einer Grubenflutung insbesondere unter Berücksichtigung der Wechselwirkungen mit den umgebenden Grundwasserleitern unumgänglich. Einzelne  Teilaspekte der Modellanpassung ergeben sich dabei jeweils in Abhängigkeit von dem erreichten Flutungsstand. Die Beschreibung des komplexen Einstauverhaltens auf den bei der Grubenflutung relevanten unterschiedlichen Maßstabsebenen bedarf neben Vereinfachungen auch fortlaufend einer Überprüfung der konzeptionellen Modellansätze und den hierfür erforderlichen modelltechnischen Umsetzungen insbesondere vor dem Hintergrund einer stets belastbaren Prognosefähigkeit. Die mit dem Strömungsmodell prognostizierte lange Zeitdauer des Aufgehens der GW-Spiegel im Umfeld der Grube konnte inzwischen durch Messungen bestätigt werden.



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