Feldversuche zur Wirksamkeit von Oberflächenabdichtungssystemen mit Dichtungen aus Hafenschlick : Dissertation, Universität Hamburg. Fachbereich Geowissenschaften
Hafenschlick, die Feinfraktion von Baggergut, ist ein feinkörniges, organikreiches Material, das durch natürliche Prozesse kontinuierlich entsteht und in Stillwasserbereichen wieder sedimentiert wird. Aufgrund seiner feinkörnigen Struktur und großen spezifischen Oberfläche reichern sich nben Nährstoffen auch Schadstoffe darin an, so daß eine direkte Nutzung z.B. als Bodenverbesserungsmittel nicht möglich ist. In Hamburg wird der größte Teil des Hafenschlicks an Land in zwei hügelförmigen Lagerstätten, "Francop" und "Feldhofe", deponiert. Zur Sicherung der Umwelt vor dem belasteten Schlick und dem darin entstehenden Sickerwasser erhalten die Schlickhügel Abdichtungssysteme, deren mineralische Dichtungen aus teilentwässertem und verdichtetem Hafenschlick bestehen. Hierbei wird ausgenutzt, daß Schlickschichten sehr geringe Wasserleitfähigkeiten besitzen und daß dieses Material in großen Mengen kontinuierlich anfällt. Dichtungen aus Schlick haben jedoch auch Eigenschaften, z.B. die geringe Verdichtung und den hohen Gehalt an organischer Substanz, die sich besonders bei Oberflächenabdichtungssystemen im Vergleich zu den in der TA Siedlungsabfall (1993) vorgeschriebenen mineralischen Dichtungen ungünstig auf die Beständigkeit der Dichtung auswirken können. Ziel der Untersuchungen war, die Wirksamkeit mineralischer Dichtungen aus Hafenschlick im Oberflächenabdichtungssystem der Schlicklagerstätte Francop in einem Feldversuch zu überprüfen. Als Dichtungsschlick wurde in den Untersuchungen der in einer Anlage zur mechanischen Trennung von Hafensedimenten (METHA) aufbereitete Hamburger Hafenschlick eingesetzt. In der vorliegenden Arbeit werden sowohl die hydraulischen Eigenschaften und das Austrocknungsverhalten von Dichtungen aus METHA-Schlick beschrieben als auch die Wirksamkeit des gesamten Oberflächenabdichtungssystems mittels einer Bilanzierung des Wasserhaushalts beurteilt. Das Untersuchungskonzept beinhaltete den Bau von zwei jeweils 500 m¬ großen Testfeldern, die in das Oberflächenabdichtungssystem der Schlicklagerstätte Francop integriert wurden, d.h. einen Teil des Systems darstellen. Sie wurden so konstruiert, daß ihr Wasserhaushalt unabhängig von den angrenzenden Bereichen des Abdichtungssystems und vollständig erfaßt werden kann. Ein Testfeld, das "Standardfeld", entspricht mit einer Gesamtmächtigkeit der Abdeckschichten von 2,5 m (Rekultivierungsschicht: 1,2 m, mineralische Wurzelsperre: 0,3 m, Entwässerungsschicht 1,0 m) und einer 1,5 m mächtigen Schlickdichtung dem Standardaufbau des Oberflächenabdichtungssystems der Schlicklagerstätte. Es diente der Beurteilung der Wirksamkeit der einzelnen Schichten und des Oberflächenabdichtungssystems insgesamt. Im zweiten Testfeld, dem "Austrocknungsfeld", wurde die Überdeckung der Schlickdichtung auf 0,8 m reduziert, um das Austrocknungsverhalten der Schlickdichtung zu untersuchen. Die Ergebnisse aus dem Austrocknungsfeld wurden durch Ergebnisse aus Laborversuchen ergänzt. Als Vegetation wurden auf der Versuchsfläche Wiesenarten angesät. Der Bau der Versuchsanlage begann im Frühjahr 1995 und endete im Oktober 1995. Die Meßdatenerfassung begann unmittelbar nach der Herstellung der Schlickdichtungen im Mai 1995 und wurde nach Abschluß der Bautätigkeiten im Oktober 1995 auf einen weitgehend automatisierten Betrieb umgestellt. Über drei Jahre, bis Ende 1998, wurden Meßdaten erhoben. Das Meßprogramm umfaßte neben der bodenphysikalischen und bodenchemischen Charakterisierung der einzelnen Schichten im wesentlichen die Erfassung meteorologischer und bodenhydrologischer Größen sowie sämtlicher Flüsse innerhalb der Schichten.
