Auswirkungen undichter Grundleitungen mit häuslichem Abwasser auf Boden und Grundwasser:
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2011
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| adam_text | Titel: Auswirkungen undichter Grundleitungen mit häuslichem Abwasser auf Boden und Grundwasser
Autor: Thoma, Robert
Jahr: 2011
Inhalt
Kurzfassung iii
Abstract iv
Danksagung V
Inhalt vii
Abkürzungsverzeichnis xi
1 Einleitung 1
1.1 Ausgangssituation 1
1.2 Problemstellung 1
1.3 Ziele 3
2 Stand der Wissenschaft und Technik 4
2.1 Rechtliche Grundlagen 4
2.2 Technische Grundlagen flir Abwasserleitungen und -kauäle 4
2.2.1 Abvvasserleitungen und -kanäle 4
2.2.2 Prüfung von Grundlcitungen mit häuslichem Abwasser 5
2.2.3 Schadens- und Zustandsbeschreibung 6
2.2.4 Zustandsklassifikation und -bewertung 6
2.2.5 Dichtheitsprüfungen an in Betrieb befindlichen
Abwasserleitungen 8
2.3 Prüfiechniken 8
2.3.1 Optische Zustandserfassung mit Kanalkamera 8
2.4 Abwasserkanäle und -leitungen 11
2.4.1 Bestand 11
2.4.2 Untersuchungsgrad 12
2.4.3 Schäden in Abwasserkanälen und Grundleitungen 13
2.5 Abwasserinhaltsstoffe 17
2.5.1 Häusliches Abwasser 17
2.6 Exfiltration 19
2.6.1 Begriffsdefinition 19
2.6.2 Hydraulische Grundlagen des Abwasseraustritts aus einer
Leckage 20
2.6.3 Untersuchungen zur Exfiltration aus Abwasserkanälen 23
2.7 Selbstabdichtung durch Kolmation 24
2.7.1 Definitionen und Mechanismen 24
2.7.2 Kolmation in Bodenfiltern 25
2.7.3 Entwicklung der Kolmation 26
3 Material und Methoden 28
3.1 Überblick 28
3.2 Exfiltrationsmodell 28
3.2.1 Aufbau und Betrieb der Versuchsanlage 28
3.2.2 Außerplanmäßige Versuchsereignisse 30
3.2.3 Messbehälter mit den Rohrleitungsleckagen 31
3.2.4 Messtechnik zur Quantifizierung des Abwasser 33
3.2.5 Messtechnik zur Quantifizierung des Exfiltrats 34
3.2.6 Sonderuntersuchungen 35
3.2.7 Probenahmen 35
3.3 Beprobte Grundstücke mit Kanalleckagen 36
3.3.1 Grundsätzlicher Gegenstand der Untersuchungen 36
3.3.2 Klassifizierung und Bewertung von Schäden in Grundleitungen 38
3.3.3 Überblick über die Grundstücke 39
3.3.4 Grundstück 1 39
3.3.5 Grundstück 2 40
3.3.6 Grundstücks 41
3.3.7 Grundstück 4 42
3.3.8 Grundstück 5 45
3.3.9 Grundstück 6 46
3.3.10 Grundstück 7 47
3.3.11 Grundstück 8 48
3.3.12 Probenahme und Aufbereitung 48
3.4 Untersuchung der Bodenproben 50
3.4.1 Bodenansprache an der Entnahmestelle 50
3.4.2 Chemische Analysen 50
Ergebnisse 52
4.1 Exfiltrationsmodell 52
4.1.1 Quantifizierung der Abwassermengen 52
4.1.2 Quantität der Exfiltration 55
4.1.3 Einfluss der Reinigung 61
4.1.4 Exfiltration und Bodentemperatur 65
4.1.5 Einfluss der Abmessungen der Leckagen 68
4.1.6 Abwasser-und Wasserqualität 70
4.1.7 Untersuchungen des Bodenmaterials 71
4.2 Auswirkungen von Leckagen auf das Bodenmaterial 77
4.2.1 Grundsätzliche Feststellungen 77
4.2.2 Feststellungen bei den Grundstücken 1 bis 8 78
4.2.3 Zusammenfassung der Ergebnisse 86
Diskussion der Ergebnisse 89
5.1 Schäden und Undichtheiten in Abwasserleitungen 89
5.1.1 Nachweis der Abwasserexfiltration im Bodenfeststoff 89
5.1.2 Räumliche Ausdehnung im Bodenkörper 92
5.1.3 Mobilität. Rückhalt und Abbau der Abwasserinhaltsstoffe 95
5.1.4 Vergleich mit Grenz-, Prüf-, und Vorsorgewerten 99
5.2 Exfiltration unter Betriebsbedingungen 106
5.2.1 Qualität des Exfiltrats 106
5.2.2 Auswirkungen der Abwasserexfiltration auf den Bodenkörper 111
5.3 Kolmation und Quantität der Exfiltration 113
5.3.1 Abnahme der Anfangsexfiltration, Phase 1 113
5.3.2 Erhöhung der Exfiltration. Phase II 115
5.3.3 Erste Konsolidierungsphase der Exfiltration, Phase III 118
5.3.4 Gleichgewichtszustand der Exfiltration, Phase IV 119
5.3.5 Einflüsse auf die Exfiltration in der Phase IV 119
5.3.6 Aulbau der Sclbstabdichtung 122
5.3.7 Häusliches Schmutzwasser 126
5.3.8 Hydraulische Durchlässigkeit der Kolmationsschicht 128
5.3.9 Exfillrationsraten bei üblichen Betriebsbedingungen mit
Teilfullung 135
5.3.10 Exfiltrationsraten bei veränderten Betriebsbedingungen 136
5.4 Abschätzung der Exfiltrationsmengen und Stofffrachten 138
5.4.1 Grundsätzliche Vorgehensweise 138
5.4.2 Länge der Abwasserleitungen und -kanäle 138
5.4.3 Anzahl der exfiltnUionswirksamen Schäden 140
5.4.4 Mittlere Sickerwassermengen aus Grandieitungen und Kanälen 142
5.4.5 Randbedingungen und Faktoren für die Betrachtung von
Teilgebieten 144
5.4.6 Stofffrachten 148
5.5 Bewertung der Stofffrachten und Konzentrationen im
Sickerwasser 153
5.5.1 Grundsätzliches Vorgehen bei der Bewertung 153
5.5.2 Bewertung der Auswirkungen auf der makroskaligen Ebene 154
5.5.3 Bewertung der Auswirkungen auf der mesoskaligen Ebene 160
5.5.4 Bewertung der Auswirkungen auf der mikroskaligen Ebene 164
6 Zusammenfassung 169
7 Literaturverzeichnis 174
8 Tabellenverzeichnis 181
9 Abbildungsverzeichnis 185
10 Anhang I
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