Quantitative Ansätze für ein modell-basiertes Risikomanagement bei der Uferfiltration in hydraulisch und hydrogeochemisch heterogenen Aquifersystemen

Dustin Knabe1, Hans-Peter Rohns2, Christian Griebler3, Alberto Guadagnini4, Björn Droste2, Irina Engelhardt1
1 Fachgebiet Hydrogeologie, Technische Universität Berlin
2 Stadtwerke Düsseldorf
3 Institut für Grundwasserökologie, Helmholtz Zentrum München – Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt
4 Department of Civil and Environmental Engineering, Politecnico di Milano

P 16.4 in Trinkwasser und Wasserversorgung

Uferfiltration ist eine wichtige Methode in Deutschland zur Trinkwassergewinnung. Auf Grund geringer Verweilzeiten sowie einem hohen Eintrag von pathogenen Bakterien und Viren aus Kläranlagen und Landwirtschaft in Oberflächengewässern sind diese auch auf dem Grundwasserpfad anzutreffen. In Abhängigkeit von den Eigenschaften des porösen Mediums können diese beim Transport durch die gesättigte Zone aus der mobilen Wasserphase entfernt werden. Aktuell ist der Transport von Viren im Grundwasserleiter besonders in Verbindung mit der Inaktivierung von Viren und unter hoch dynamischen Feldbedingungen noch unzureichend erforscht und prognostizierbar. Ziel dieses Projektes ist es ein prozessbasiertes Model zur Risikoabschätzung des Transports von pathogenen Viren bei der Uferfiltration in hydraulisch und hydrogeochemisch heterogenen Aquiferen zu erstellen. Dabei wird ein mehr-skaliger Ansatz verwendet, um die Schlüsselprozesse und Einflüsse auf den Virentransport zu bestimmen. Die wichtigsten Parameter zur Inaktivierung und Sorption von pathogenen Viren werden in kontrollierten kleinskaligen Säulenversuchen identifiziert und deren Einfluss quantifiziert. Das Transportverhalten unter kontrollierten Randbedingungen jedoch feldnahen Bedingungen, z.B. feldtypische Fließgeschwindigkeiten, wird mittels mesoskaliger Säulenversuche (2 m) analysiert. Schließlich wird ein 1-jähriges Monitoring an einem Wasserwerk, welches seit Jahrzehnten Uferfiltration betreibt, durchgeführt um die Laborbefunde auf der Feld-skala zu überprüfen. Basierend auf einem 2- und 3-dimensionalen Modell wird schließlich mittels Unsicherheitsanalyse ein neuartiges Monitoringkonzept für die Vorhersage und Risikoabschätzung des Tramsports von partikularen Stoffen in natürlichen Aquifersystemen abstrahiert.