Post on 17-Sep-2018
Handlungsempfehlungen
Oberflächenabdeckungen von Deponien
Auftraggeber
Auftragnehmer
Handlungsempfehlungen
zu
flächenabdeckungen von Deponien
in Österreich
Bundesministerium für Land- und
Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft
Stubenbastei 5
A - 1010 Wien
blp GeoServices gmbh
Schottenfeldgasse 63/2
A – 1070 Wien
flächenabdeckungen von Deponien
Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 2 von 90
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung ......................................................................................................... 5
1.1. Situation .................................................................................................. 5
1.2. Fragestellung ............................................................................................ 5
1.3. Ziel der Studie .......................................................................................... 6
1.4. Aufbau der Studie...................................................................................... 6
2. Regelwerke....................................................................................................... 8
2.1. Gesetze und Verordnungen ......................................................................... 8
2.1.1. Österreich........................................................................................... 8
2.1.2. International ......................................................................................17
2.2. Normen ...................................................................................................19
2.2.1. Österreich..........................................................................................19
2.2.2. International ......................................................................................20
2.3. Sonstige Richtlinien...................................................................................20
2.3.1. Österreich..........................................................................................20
2.3.2. International ......................................................................................21
3. Wissenschaftliche Grundlagen ............................................................................23
3.1. Deponiegas..............................................................................................23
3.2. Sickerwasser............................................................................................26
3.3. Prozesse zur Stabilisierung organischer Substanz .........................................27
3.3.1. Anaerober Abbau ................................................................................27
3.3.2. Aerober Abbau ...................................................................................28
3.3.3. Auswaschung .....................................................................................28
3.3.4. Weitere Prozesse ................................................................................29
4. Oberflächenabdeckungssysteme.........................................................................30
4.1. Regelaufbau.............................................................................................30
4.1.1. Aufbau und Funktionsweise..................................................................30
4.1.2. Aktueller Wissensstand und Anwendungsbeispiele...................................33
4.1.3. Einsatzbereiche und Standortfaktoren ...................................................33
4.1.4. Vor- und Nachteile, Kosten ..................................................................34
4.1.5. Wasserhaushalt und Monitoring ............................................................35
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 3 von 90
4.2. Geosynthetische Tondichtungsbahnen .........................................................37
4.2.1. Aufbau und Funktionsweise..................................................................37
4.2.2. Aktueller Wissensstand und Anwendungsbeispiele...................................37
4.2.3. Einsatzbereiche und Standortfaktoren ...................................................38
4.2.4. Vor- und Nachteile, Kosten ..................................................................38
4.2.5. Wasserhaushalt und Monitoring ............................................................39
4.3. Kapillarsperre...........................................................................................39
4.3.1. Aufbau und Funktionsweise..................................................................39
4.3.2. Aktueller Wissensstand und Anwendungsbeispiele...................................41
4.3.3. Einsatzbereiche und Standortfaktoren ...................................................42
4.3.4. Vor- und Nachteile, Kosten ..................................................................43
4.3.5. Wasserhaushalt und Monitoring ............................................................43
4.4. Wasserhaushaltsschicht .............................................................................44
4.4.1. Aufbau und Funktionsweise..................................................................44
4.4.2. Aktueller Wissensstand und Anwendungsbeispiele...................................47
4.4.3. Einsatzbereiche und Standortfaktoren ...................................................48
4.4.4. Vor- und Nachteile, Kosten ..................................................................49
4.4.5. Wasserhaushalt und Monitoring ............................................................49
4.5. Methanoxidationsschicht............................................................................51
4.5.1. Aufbau und Funktionsweise..................................................................51
4.5.2. Aktueller Wissensstand und Anwendungsbeispiele...................................53
4.5.3. Einsatzbereiche und Standortfaktoren ...................................................54
4.5.4. Vor- und Nachteile, Kosten ..................................................................55
4.5.5. Wasserhaushalt und Monitoring ............................................................56
5. Temporäre Oberflächenabdeckungen...................................................................58
5.1. Ausgangssituation.....................................................................................58
5.2. Ausführung ..............................................................................................58
5.2.1. Lösungsansatz 1 .................................................................................59
5.2.2. Lösungsansatz 2 .................................................................................61
5.2.3. Lösungsansatz 3 .................................................................................63
5.2.4. Lösungsansatz 4 .................................................................................65
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 4 von 90
5.2.5. Lösungsansatz 5 .................................................................................66
5.3. Anforderungen .........................................................................................68
5.3.1. Vorversuche.......................................................................................68
5.3.2. Qualität des Materials..........................................................................69
5.3.3. Methangrenzwert................................................................................69
5.3.4. Wasserhaushaltsdaten.........................................................................70
5.3.5. Projektierung der endgültige Oberflächenabdeckung ...............................71
5.3.6. Setzungen des Deponiekörpers.............................................................72
5.3.7. Kombination mit In-Situ Aerobisierung ..................................................72
6. Zusammenfassung............................................................................................73
Literatur ..............................................................................................................78
Zitierte Normen....................................................................................................85
Tabellenverzeichnis ...............................................................................................87
Abbildungsverzeichnis ...........................................................................................88
Abkürzungsverzeichnis ..........................................................................................89
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 5 von 90
1. Einleitung
1.1. Situation
Aufbau und Funktion von Deponie-Oberflächenabdeckungen sind ein lang- und
vieldiskutiertes Thema in der Abfallwirtschaft. Einer der Gründe dafür sind die
unterschiedlichen Funktionen, die Abdeckschichten erfüllen sollen. Zum einen sollen
Sickerwassermenge und Deponiegasaustritt minimiert werden, zum anderen soll bei
Abfällen mit hohen biologisch abbaubaren Anteilen ausreichend Wasser in die Deponie
gelangen, um den mikrobiellen Abbau nicht zu hemmen.
Dieser Spagat wird in der Österreichischen Deponieverordnung 2008 durch den Einsatz
temporärer Oberflächenabdeckungen gelöst. Dabei ist vorgesehen den Wasserhaushalt
im Deponiekörper über die Abdeckung zu optimieren. Spätestens nach 20 Jahren ist eine
endgültige Oberflächenabdeckung einschließlich Abdichtung aufzubringen.
Dafür ist neben einem Regelaufbau auch die Ausführung von alternativen
Abdeckungssystemen zulässig, sofern die vorgegebenen Kriterien
(Sickerwasserneubildungsrate < 5 % des Jahresniederschlages) eingehalten werden.
Auch die Anwendung einer Wasserhaushaltsschicht (Evapotranspirationsschicht) ist
zulässig. Die Dichtwirkung wird dabei durch das Wasserspeichervermögen des Bodens
und durch die Verdunstungsleistung von Boden und Pflanzen (Evapotranspiration) erzielt.
1.2. Fragestellung
Aus dieser neuen Situation heraus ergeben sich etliche neue Fragestellungen für
DeponiebetreiberInnen und Behörden, sowohl bezüglich der temporären als auch der
endgültigen Abdeckungen, welche im Rahmen dieser Studie diskutiert werden. Die
übergeordnete Fragestellung lautet daher:
Welche Abdecksysteme (temporär und endgültig) eignen sich unter welchen
Rahmenbedingungen wie gut?
Konkret werden folgende Fragestellungen beleuchtet:
Welche Einsatzbereiche ergeben sich für unterschiedliche Abdecksysteme?
Welche Standortfaktoren sind entscheidend für die Wahl des Systems?
Welche Vor- und Nachteile, welche Kosten ergeben sich?
Welche Sickerwassermengen sind langfristig erreichbar?
Warum sind die verschiedenen Systeme dicht bzw. nicht dicht?
Wie kann das Monitoring des Wasserhaushaltes erfolgen?
Wie kann die temporäre Abdeckschicht gestaltet werden?
Wie kann der Übergang der temporären Abdeckung zu einer endgültigen erfolgen?
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 6 von 90
1.3. Ziel der Studie
Die Studie zielt darauf ab, einen Überblick von vorhandenem Wissen und Erfahrungen zu
schaffen und DeponiebetreiberInnen, PlanerInnen und Behörden als Entscheidungshilfe
zur Verfügung zu stellen.
Dabei werden verschiedene Abdecksysteme beleuchtet. Neben dem Regelaufbau mit
mineralischen Abdichtungen bzw. Kombinationsdichtungen werden geosynthetische
Tondichtungsbahnen (Bentonitmatten) und Kapillarsperren, sowie
Wasserhaushaltsschichten und Methanoxidationsschichten betrachtet.
Ein zusätzlicher Schwerpunkt der Betrachtungen liegt bei der Ausführung der temporären
Abdeckung von Deponien mit hohen biologisch abbaubaren Anteilen, sowie deren
Übergang zur endgültigen Abdeckung.
Alle Abdeckvarianten bieten Vor- und Nachteile. Je nach Standort und Einsatzbereich
können sich die verschiedenen Eigenschaften unterschiedlich auswirken, daher ist eine
allgemeingültige Bewertung nicht sinnvoll. Ein Ziel der Studie ist daher das Aufzeigen der
jeweiligen Vor- und Nachteile bezogen auf die Einsatzgebiete.
1.4. Aufbau der Studie
Um diese Ziele zu erreichen wurden schrittweise Daten und Informationen
zusammengetragen und hinsichtlich der Fragestellungen ausgewertet. Die wesentlichen
Erkenntnisse im Hinblick auf die oben beschriebenen Fragestellungen werden in
vorliegendem Endbericht dargestellt.
Folgende Arbeitsschritte wurden durchgeführt:
Erfassung der relevanten Gesetze, Verordnungen, Normen und Richtlinien
Literaturscreening über den aktuellen Wissensstand
Befragung von ExpertInnen aus Wissenschaft und Verwaltung
Erhebung praxisbezogener Erfahrungen mittels Besuch ausgewählter Deponien
Auswertung der verfügbaren Daten und Informationen
Darstellung der Ergebnisse und Erkenntnisse in einem Endbericht
Der vorliegende Endbericht ist wie folgt aufgebaut:
Nach dem einführenden Kapitel, werden im Kapitel 2 die bestehenden Gesetze,
Verordnungen, Normen und Richtlinien beschrieben (Österreich und International) und
im Kapitel 3 wissenschaftliche Grundlagen zu relevanten Prozessen zusammengefasst.
Das Kapitel 4 beinhaltet die Erkenntnisse aus den Recherchen und Befragungen und ist
entsprechend den behandelten Abdecksystemen untergliedert:
Regelaufbau
Geosynthetische Tondichtungsbahnen
Kapillarsperren
Wasserhaushaltsschichten
Methanoxidationsschichten
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 7 von 90
Zu jedem Abdeckungssystem werden folgende Punkte behandelt:
Aufbau und Funktionsweise
Aktueller Wissensstand und Anwendungsbeispiele
Einsatzbereiche und Standortfaktoren
Vor- und Nachteile, Kosten
Wasserhaushalt und Monitoring
Im Kapitel 5 werden abschließend die Fragestellungen bzgl. temporärer Abdeckung
gesondert behandelt. Nach einer Erläuterung der Ausgangssituation werden mögliche
Ausführungsvarianten aufgezeigt. Anschließend werden diese Varianten auf folgende
Anforderungen gemäß Deponieverordnung 2008 hin beleuchtet:
Vorversuche
Qualität der Materialien
Methangrenzwert
Wasserhaushaltsdaten
Setzungen des Deponiekörpers
Projektierung der endgültigen Oberflächenabdeckung
Kombination mit In-Situ Aerobisierung
An dieser Stelle sei allen ExpertInnen aus Wissenschaft, Verwaltung und Praxis gedankt,
die im Rahmen von zahlreichen Interviews und Diskussionen ihre Erfahrungen zur
Verfügung gestellt haben (in alphabetischer Reihenfolge):
Dr. Angelika Brunner, Amt der Salzburger Landesregierung, Salzburg
DI Andreas Budischowsky, NUA-Abfallwirtschaft GmbH, Traiskirchen
DI Dr. Johann Fellner, TU Wien – Abfallwirtschaft, Wien
Ing. Günther Gretzmacher, Ökotechna GesmbH, Perchtoldsdorf
DI Johann Hepp, Altlastensanierungs- und Abraumdeponie Langes Feld, Wien
DI Dr. Marion Huber-Humer, Universität für Bodenkultur – Abfallwirtschaft, Wien
Mag. Christian Jachs, Ökodatenservice, Leobersdorf
DI Dr. Eduard Klaghofer, Institut für Kulturtechnik & Bodenwasserhaushalt,
Petzenkirchen
Ing. Christoph Kranz, ABR Schwadorf GmbH, Schwadorf
DI Kurt Mahringer, Amt der OÖ Landesregierung, Linz
DI Dr. Barbara Pippich, MA 22 – Umweltschutz, Wien
Dr. Thomas Reichenauer, AIT - Austrian Institute of Technology, Seibersdorf
DI Dr. Karl Reiselhuber, MA 48 – Abfallwirtschaft, Wien
DI Heinrich Riegler, ABR Schwadorf GmbH, Schwadorf
Ing. Josef Schrom, Linz AG, Asten
Ing. Martin Wieser, Ökotechna GesmbH, Perchtoldsdorf
Dr. Bernhard Wimmer, AIT - Austrian Institute of Technology, Seibersdorf
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 8 von 90
2. Regelwerke
2.1. Gesetze und Verordnungen
2.1.1. Österreich
Gemäß dem österreichischen Abfallwirtschaftsgesetz 2002 (BGBl. I Nr. 102/2002) ist
ein Ziel der Abfallwirtschaft (§1), schädliche oder nachteilige Einwirkungen auf Mensch,
Tier, Pflanze, deren Lebensgrundlagen und deren natürliche Umwelt zu vermeiden.
Daraus lässt sich indirekt ableiten, dass Deponien so abzudecken sind, dass Emissionen
von grundwasserverunreinigenden Sickerwässern und treibhauswirksamen Gasen
vermieden werden.
Nähere Angaben zu Ausführung und Funktion von Oberflächenabdeckungen finden sich in
der österreichischen Deponieverordnung 2008 (BGBl. II Nr. 39/2008). Demnach ist
nach Ende der Ablagerungsphase bei allen Deponien eine Deponieoberflächenabdeckung
herzustellen, welche Rekultivierbarkeit und Erosionsschutz gewährleisten muss.
Als die wesentlichen Funktionen der Deponieoberflächenabdeckung werden definiert:
Dauerhafte Minimierung des Eintrages von Niederschlagswasser
Dauerhafte Minimierung des unkontrollierten Austrages von Deponiegasen
Gewährleistung einer standortgerechten Nachnutzung.
Nach Deponieverordnung besteht eine Deponieoberflächenabdeckung in der Regel aus
(von unten nach oben):
Ausgleichsschicht
Gasdrainschicht
Oberflächendichtung
Oberflächenentwässerung
Rekultivierungsschicht
Die Ausgleichsschicht hat zumindest 0,5 m zu betragen und ist aus grobkörnigem
Material mit ausreichender Gasdurchlässigkeit herzustellen.
Bei Massenabfalldeponien, sofern eine Gasbildung zu erwarten ist, ist über der
Ausgleichsschicht eine Gasdrainschicht mit einer Mindeststärke von 0,3 m aus einem
karbonatarmen Material (Kalzium- und Magnesiumkarbonat < 30 %) herzustellen.
Darüber ist bei allen Deponieklassen (außer Bodenaushubdeponie) eine
Oberflächendichtung und Oberflächenentwässerung vorgesehen. Dadurch ist der
Niederschlagseintrag in den Deponiekörper so zu reduzieren, dass die jährliche
Sickerwasserneubildungsrate weniger als 5 % des Jahresniederschlages beträgt. Dieser
Wert ist jährlich zu bestimmen und spätestens 5 Jahre nach erfolgter Aufbringung
einzuhalten.
Diese Vorgabe kann durch einen Regelaufbau von 40 cm zweilagiger mineralischer
Dichtschicht plus Oberflächenentwässerung (für Inertabfall– und
Baurestmassendeponien) bzw. 60 cm mehrlagiger mineralischer Dichtschicht plus
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 9 von 90
Kunststoffdichtungsbahn plus Oberflächenentwässerung (für Reststoff– und
Massenabfalldeponien) erreicht werden. Die Ausführung alternativer, gleichwertiger
Dichtungssysteme, wie z.B. geosynthetische Tondichtungsbahnen ist zulässig.
Das Oberflächenentwässerungssystem hat aus einem Flächenfilter mit einer
Mindeststärke von 0,5 m zu bestehen. Alternativ kann eine geosynthetische Drainage
angeordnet werden, sofern die Rekultivierungsschicht die örtliche Frosttiefe übersteigt.
Sickerwasserleitungen sind nicht zwingend vorgeschrieben.
Kann die Vorgabe der Sickerwasserneubildungsrate von < 5 % durch die Ausführung der
Rekultivierungsschicht als Wasserhaushaltsschicht erreicht werden, kann dies unter
folgenden Bedingungen die Oberflächendichtung und Oberflächenentwässerung ersetzen:
Die Sickerwasserminimierung wird durch Vorversuche und Modellrechnungen
nachgewiesen
Die Funktionsweise der Wasserhaushaltsschicht ist in-situ durch Lysimeter oder
durch Sensoren zu überwachen
Die qualitativen Anforderungen an eine herkömmliche Rekultivierungsschicht sind
auch bei einer Wasserhaushaltsschicht einzuhalten.
Die Rekultivierungsschicht ist standortkonform aus Erde mit einer Mindeststärke von
0,5 m herzustellen. Die Rekultivierungsschicht muss einen ausreichenden Schutz der
Oberflächendichtung und -entwässerung gewährleisten. Die Anforderungen an die
Ausgangsmaterialien, die aufzubringende Erde und die hergestellte
Rekultivierungsschicht sind der Folgenutzung anzupassen und nach dem Stand der
Technik auszuführen. Der vorzusehende Bewuchs hat ausreichenden Schutz gegen
Erosion zu bieten.
Für eine Rekultivierungsschicht dürfen folgende Abfälle verwendet werden:
Bodenaushubmaterial der Schlüsselnummer SN 31411 - Spezifizierung 29 bis 32
(nach ON S 2100 : 2005), dies sind:
o SN 31411 29 „Bodenaushub“; Bodenaushubmaterial mit
Hintergrundbelastung (Grenzwerte der Tabelle 6 und 7 im
Bundesabfallwirtschaftsplan BAWP 2006, S 248)
o SN 31411 30 „Bodenaushub“; Klasse A1 - uneingeschränkte
Verwendbarkeit (Grenzwerte der Tabelle 1 und 2 im BAWP 2006, S 246)
o SN 31411 31 „Bodenaushub“; Klasse A2 - eingeschränkte Verwendbarkeit
(Grenzwerte der Tabelle 3 und 4 im BAWP 2006, S 247)
o SN 31411 32 „Bodenaushub“; Klasse A2G - eingeschränkte Verwendbarkeit
im Grundwasserschwankungsbereich (Grenzwerte der Tabelle 3, 4 und 5
im BAWP 2006, S 247 und 250)
künstlich hergestellte Erden unter Verwendung von bodenfremden Bestandteilen;
Typ E2 und E3; Anforderungen lt. BAWP 2006, Kap. 5.2.14.2
Die maßgeblichen Tabellen 1 bis 7 des Bundesabfallwirtschaftsplans 2006 sind am Ende
dieses Kapitels 2.1.1 aufgelistet.
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 10 von 90
Die Verwendung von Kompost für die Herstellung einer Rekultivierungsschicht ist nur
gemäß den Bestimmungen der Kompostverordnung (2001) zulässig (siehe Seite 12).
Der Aufbau der Rekultivierungsschicht hat nach einem konkreten Plan zu erfolgen und
sich am Aufbau eines natürlichen Bodens zu orientieren. Dabei ist speziell der abgestufte
Gehalt an organischer Substanz ist zu berücksichtigen.
Wird für die Rekultivierungsschicht Bodenaushubmaterial verwendet, sind gemäß
Deponieverordnung 2008 (Anhang 3, Kapitel 4, Tabelle 1) folgende Werte einzuhalten:
Tabelle 1: Werte für Bodenaushubmaterial gem. Deponieverordnung 2008
Wert Symbol Einheit Bereich
Skelettgehalt > 2 mm 1) 2) Gew% TM 0 - 10
Skelettgehalt > 63 mm 1) 2) Gew% TM 0
TOC 3) Gew% TM max. 5% für Tiefen von 0-60 cm
max. 3% für Tiefen von 60-120 cm
max. 0,7% für Tiefen ab 120 cm
TOC im Eluat nach
ÖNORM S 2115 : 1997 3)
mg/kg TM 200 für Tiefen von 0-60 cm
200 für Tiefen von 60-120 cm
100 für Tiefen ab 120 cm
pH-Wert nach
ÖNORM L 1083 : 2006
- 6,5 – 8
Elektrische Leitfähigkeit
nach EN 2788 im Extrakt
nach ÖNORM S 2115 : 1997
mS/m < 40
Gesamtstickstoff Nges Gew% TM < 0,5
Gesamtphosphor Pges Gew% TM < 0,08
Ballaststoffe (Störstoffe) Kunststoffe
Metall
Gew% TM
Gew% TM
< 0,5
< 0,5
1) Richtwert; Abweichungen davon sind nur mit Gutachten eines bodenkundigen Experten zulässig, das anhand
fachlich begründeter Beurteilungen bestätigt, dass die relevanten Bodenfunktionen auch bei den vorgesehenen
Abweichungen erfüllt werden.
2) Skelettgehalt: Einzelteilchen mit Durchmesser > 2 mm.
3) Bestimmt nach Absiebung auf 11,2 mm.
Für eine Rekultivierungsschicht mit der Funktion einer Wasserhaushaltsschicht sind
Abweichungen für den Parameter TOC im technisch erforderlichen Ausmaß zulässig,
wofür ein Nachweis durch einen Gutachter zu erbringen ist. Dabei darf der TOC maximal
5 Gew% TM im Durchschnitt über die gesamte Wasserhaushaltsschicht (bei einer
maximalen Schichtstärke von 2,5 m) betragen. Der Gesamtphosphorgehalt darf maximal
0,18 Gew% TM betragen.
Bei Erden, die unter Verwendung bodenfremder Bestandteile hergestellt wurden, sind
zusätzlich zur obenstehenden Tabelle die Werte der Tabelle 2 einzuhalten.
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 11 von 90
Tabelle 2: Zusätzliche Werte für Erden, die unter Verwendung bodenfremder Bestandteile
hergestellt wurden gem. Deponieverordnung 2008
Wert Symbol Einheit Bereich
Tongehalt T Gew% TM 5 – 25
Anteil austauschbarer
Kationen am
Austauschkomplex
Ca
Mg
K
Na
% von AK
% von AK
% von AK
% von AK
60 – 90
5 – 15
2 – 5
< 5
C/N-Verhältnis C/N 8 – 14
Wassergehalt bei FK
Messung nach ÖNORM
L 1063 : 2006, bei 300 hPa
Vol% 28 - 50
Besondere Bestimmungen für Deponien mit biologisch abbaubaren Abfällen:
Zur Ermöglichung einer zeitlich überschaubaren Nachsorgephase sind biologische
Abbauprozesse im Deponiekörper gezielt zu intensivieren. Bei zu geringen
Wassergehalten sind Bewässerungsmaßnahmen zu setzen.
Jedenfalls ist eine temporäre Deponieoberflächenabdeckung zu errichten.
Dadurch soll verhindert werden, dass es durch eine sofortige, vollständige Abdichtung zu
einer Trockenstabilisierung der Abfälle kommt, wodurch das Emissionspotential langfristig
erhalten bleiben und die Problematik auf nachfolgende Generationen verlagert werden
würde. Die temporäre Abdeckung soll einen gewissen Wassereintrag ermöglichen,
wodurch es zu einer Steigerung des anaeroben Abbaus und des
Deponiegaserfassungsgrades kommt. Durch das spätere Aufbringen der endgültigen
Abdeckung soll außerdem die Gefahr von Setzungsschäden für die Dichtelemente
vermieden werden.
Für eine temporäre Oberflächenabdeckung sind gem. Deponieverordnung 2008 folgende
Punkte einzuhalten:
Die Funktionsweise hinsichtlich Wasser- und Deponiegashaushalt ist mittels
entsprechender Gutachten darzulegen, erforderlichenfalls durch
Lysimeterversuche.
Durch die Qualität des Materials darf es unter Berücksichtigung der
oberflächlichen Lage zu keinen Umweltbeeinträchtigungen kommen. Für die
Herstellung der temporären Oberflächenabdeckung darf Kompost, der aus
Restmüll hergestellt wurde, nicht verwendet werden.
Die gasförmigen Emissionen aus dem Deponiekörper müssen auf maximal
5 kg CH4/(m2*a) begrenzt werden. Die Einhaltung dieses Grenzwertes ist
spätestens im zweiten Jahr nach Aufbringung der temporären
Oberflächenabdeckung und in weiterer Folge jährlich bis zum Aufbringen der
endgültigen Oberflächenabdichtung nachzuweisen.
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 12 von 90
Als geeignete Messmethode für diesen Nachweis ist insbesondere folgende
Vorgehensweise anzusehen: Durchführung von vierteljährlichen FID-
Rasterbegehungen und gleichzeitig Messungen des Methanmassenstroms mit
validierten Methoden.
Die Ausführung einer Gasverteilungsschicht ist zwingend.
Die Emissions- und Immissionskontrolle ist während des Bestandes der
temporären Oberflächenabdeckung an die Erfordernisse des Einzelfalls
anzupassen, sodass insbesondere aussagekräftige Daten zur Beschreibung des
Wasserhaushaltes des betreffenden Deponieabschnittes erhalten werden.
Die Ausführung der endgültigen Oberflächenabdeckung einschließlich -abdichtung
ist projektmäßig darzulegen.
Die vorgesehene Entfernung oder allfällige weitere Verwendung der temporären
Oberflächenabdeckung ist zu beschreiben.
Die Funktionen der temporären Oberflächenabdeckung müssen auch im Falle von
Setzungen des Deponiekörpers erhalten bleiben.
Eine endgültige Oberflächenabdeckung ist herzustellen, nach
Abschluss der aktiven Stabilisierungsmaßnahmen (z.B. Bewässerung, Aerobe
In-Situ Stabilisierung) und
Abklingen der Hauptsetzungen bzw.
max. 20 Jahren.
Im Altlastensanierungsgesetz 1989 (BGBl. Nr. 299/1989 idF BGBl. I Nr. 52/2009) ist
die Beitragspflicht geregelt:
Nach § 3 Abs. 3a sind Materialien für eine Rekultivierungsschicht und für eine temporäre
Oberflächenabdeckung von der Beitragspflicht ausgenommen, wenn sie die
Qualitätsvorgaben gemäß Anhang 3 der Deponieverordnung 2008 (siehe oben) einhalten.
Wer eine Ausnahme von der Beitragspflicht gemäß diesem Absatz in Anspruch nehmen
will, hat auf Verlangen dem Zollamt oder im Rahmen eines Feststellungsverfahrens der
Behörde (gem. § 21 ist dies die Bezirksverwaltungsbehörde, sofern nicht anders
bestimmt) nachzuweisen, dass die Voraussetzungen für diese Ausnahme vorliegen.
Laut österreichischer Kompostverordnung 2001 (BGBl. II Nr. 292/2001) sind
Anforderungen an Komposte für den Anwendungsbereich als Rekultivierungsschicht auf
Deponien dann erfüllt, wenn sie aus den Ausgangsmaterialien der Anlage 1 Teil 1 oder
Teil 2 hergestellt werden. Dies sind im Wesentlichen alle getrennt gesammelten
organischen Abfälle einschließlich Klärschlamm bestimmter Qualität.
Auch die Verwendung von Müllkompost (Ausgangsmaterialien der Anlage 1 Teil 3) zur
Herstellung einer Rekultivierungsschicht auf Deponien wäre theoretisch unter besonderen
Voraussetzungen zulässig. Jedoch fordert die Kompostverordnung ab einer bestimmten
Kompost-Aufbringungsmenge die Einhaltung strenger Qualitätsanforderungen, wodurch
eine Verwendung von Müllkompost praktisch ausgeschlossen ist.
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 13 von 90
Und zwar haben Komposte für den Anwendungsbereich als Rekultivierungsschicht
folgende Anforderungen zu erfüllen:
Bei einer Gesamt-Kompostaufbringungsmenge von > 200 t TM pro ha innerhalb
von 10 Jahren haben die Komposte den Qualitätsanforderungen der
Qualitätsklasse A (gemäß Anlage 2 Teil 3) zu entsprechen.
Bei einer Gesamt-Kompostaufbringungsmenge von > 400 t TM pro ha innerhalb
von 10 Jahren haben die Komposte den Qualitätsanforderungen der
Qualitätsklasse A+ (gemäß Anlage 2 Teil 3) zu entsprechen.
Diese Aufbringungsmengen von 200 bzw. 400 t TM/ha entsprechen lediglich einigen
Zentimetern Schütthöhe. Wodurch für eine Rekultivierungsschicht von einem halben
Meter und mehr die Qualitätsklasse A+ zum Tragen kommt. Damit sind Müllkomposte
automatische ausgeschlossen. Komposte aus anderen Abfällen müssen die strengen
Grenzwerte gemäß A+ einhalten.
Jedoch unterliegt nach Bundesabfallwirtschaftsplan 2006 Kompost, der als
Mischkomponente zur Erdenherstellung verwendet wird, einer speziellen Regelung:
Bei der Erdenherstellung (und Nutzung der Erde als Rekultivierungsschicht) hat der
Kompost der Qualität A (bei landwirtschaftlicher Nutzung) oder der Qualität B (bei nicht
landwirtschaftlicher Nutzung) zu entsprechen und die daraus resultierende Erde hat
zusätzlich noch die Anforderungen des Bundesabfallwirtschaftsplans 2006 einzuhalten.
Die Verwendung von Hausmüll und hausmüllähnlichen Abfällen zur Herstellung von Erden
ist grundsätzlich nicht zulässig.
Weiters sind im Bundesabfallwirtschaftsplan 2006 die Grenzwerte für
Bodenaushubmaterialien, die gemäß Deponieverordnung 2008 (Anhang 3) für eine
Rekultivierungsschicht verwendet werden dürfen, festgelegt.
Als Ergänzung zu den entsprechenden Erläuterungen dazu (auf Seite 9 dieser Studie)
werden die entsprechenden Tabellen 1 bis 7 des Bundesabfallwirtschaftsplans im
Folgenden dargestellt:
Tabelle 3: Grenzwerte gem. BAWP 2006 (S 246, Tabelle 1) anorganischer Inhaltsstoffe für eine
weitestgehend uneingeschränkte, d.h. auch landwirtschaftliche Verwendung (Klasse A1)
Parameter Gesamtgehalt
[mg/kg TM leichter
Boden]
Gesamtgehalt
[mg/kg TM mittel-
schwerer Boden]
Gesamtgehalt
[mg/kg TM schwerer
Boden]
Arsen (als As) 20 20 20
Blei (als Pb) 30 50 70
Cadmium (als Cd) 0,5 0,7 1,1
Chrom gesamt (als Cr) 40 40 70
Kupfer (als Cu) 30 30 40
Nickel (als Ni) 30 30 50
Quecksilber (als Hg) 0,2 0,3 0,7
Zink (als Zn) 100 100 140
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 14 von 90
Tabelle 4: Grenzwerte gem. BAWP 2006 (S 246, Tabelle 2) für Gesamtgehalte organischer
Inhaltsstoffen und AOX im Eluat für eine weitestgehend uneingeschränkte Verwendung (Klasse A1)
Parameter Gesamtgehalt
[mg/kg TM leichter Boden]
Summe Kohlenwasserstoffe ( KW) Gesamtgehalt 20, 50, 100, 200 1)
PAK (16 EPA-Kongenere) Gesamtgehalt 2) 2
PAK (Benz[a]pyren) Gesamtgehalt 0,2
BTEX Gesamtgehalt 0,1
PCB Gesamtgehalt 3) 0,1
AOX als Chlor, Eluatgehalt 0,3
1) der Grenzwert 20 mg/kg gilt für Bodenaushub und Bodenaushubmaterial mit TOC ≤ 0,3 %
1) der Grenzwert 50 mg/kg gilt für Bodenaushub und Bodenaushubmaterial mit 0,3 % < TOC ≤ 0,5 %
1) der Grenzwert 100 mg/kg gilt für Bodenaushub und Bodenaushubmaterial mit 0,5 % < TOC ≤ 2 %
1) der Grenzwert 200 mg/kg gilt für Bodenaushub und Bodenaushubmaterial mit TOC > 2 %
2) bezogen auf Trocknung bei 30°C
3) Summe von 6 Einzelsubstanzen nach Ballschmiter (siehe Österreichisches Lebensmittelbuch Anhang C)
Tabelle 5: Grenzwerte gem. BAWP 2006 (S 247, Tabelle 3) organischer Inhaltsstoffe und ihrer
eluierbaren Anteile für eine eingeschränkte Verwendung (Klasse A2)
Parameter Gesamtgehalt
[mg/kg TM]
eluierbarer Anteil
[mg/kg TM]
Arsen (als As) 30 0,3
Blei (als Pb) 100 0,3
Cadmium (als Cd) 1,1 0,03
Chrom gesamt (als Cr) 90 0,3
Cobalt (als Co) 30 2) 0,5 2)
Kupfer (als Cu) 60 (90) 1) 0,6
Nickel (als Ni) 55 0,6
Quecksilber (als Hg) 0,7 0,01
Zink (als Zn) 300 (450) 1) 18
1) Bei Materialien mit einem pH > 7 gilt der höhere Grenzwert, nicht jedoch für Klasse A2-G
2) gilt für die Klasse A2-G
Tabelle 6: Grenzwerte gem. BAWP 2006 (S 247, Tabelle 4) anorganischer Inhaltsstoffe und ihrer
eluierbaren Anteile für eine eingeschränkte Verwendung (Klasse A2)
Parameter Gesamtgehalt
[mg/kg TM]
eluierbarer Anteil
[mg/kg TM]
KW-Index 20, 50, 100, 200 1) 5 (1) 2)
PAK (16 EPA-Kongenere) 3) 2 3) 0,02 2)
PAK (Benz[a]pyren) Gesamtgehalt 0,2
BTEX 1 0,3 2)
PCB 4) 0,1 0,005 2)
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 15 von 90
AOX als Chlor, Eluatgehalt 0,3
anionenaktive Tenside (als TBS) 1 2)
TOC 5000 2) 100 2)
Phenolindex 0,05 2)
1) der Grenzwert 20 mg/kg gilt für Bodenaushub und Bodenaushubmaterial der Klasse A2-G
1) der Grenzwert 50 mg/kg gilt für Bodenaushub und Bodenaushubmaterial mit TOC ≤ 0,5 %
1) der Grenzwert 100 mg/kg gilt für Bodenaushub und Bodenaushubmaterial mit 0,5 % < TOC ≤ 2 %
1) der Grenzwert 200 mg/kg gilt für Bodenaushub und Bodenaushubmaterial mit TOC > 2 %
2) gilt für die Klasse A2-G
3) bezogen auf Trocknung bei 30°C
4) Summe von 6 Einzelsubstanzen nach Ballschmiter (siehe Österreichisches Lebensmittelbuch Anhang C)
Tabelle 7: Zusätzliche Grenzwerte gem. BAWP 2006 (S 250, Tabelle 5) der eluierbaren Anteile
anorganischer Inhaltstoffe für die eingeschränkte Verwendung, jedoch auch im
Grundwasserschwankungsbereich (Klasse A2-G)
Parameter eluierbarer Anteil
[mg/kg TM]
pH Wert 6,5 - 9,5
Leitfähigkeit [mS/m] 50
Abdampfrückstand 5000
Aluminium (als Al) 5
Antimon (als Sb) 0,1
Barium (als Ba) 5
Beryllium (als Be) 0,05
Bor (als B) 5
Chrom VI (als Cr) 0,2
Eisen (als Fe) 5
Mangan (als Mn) 0,5
Selen (als Se) 0,1
Silber (als Ag) 0,2
Thallium (als Tl) 0,1
Vanadium (als V) 0,5
Zinn (als Zn) 0,5
Ammonium (als N) 1
Nitrat (als N) 70
Nitrit (als N) 0,5
Cyanid, leicht freisetzbar (als CN) 0,1
Cyanid, gesamt (als CN) 0,1
Fluorid (als F) 15
Chlorid (als Cl) 1000
Phosphat (als P) 1
Sulfat (als SO4) 1500
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 16 von 90
Tabelle 8: Grenzwerte gem. BAWP 2006 (S 248, Tabelle 6) anorganischer Inhaltsstoffe und ihrer
eluierbaren Anteile für den begrenzten Einsatz von Bodenaushub mit erhöhter
Hintergrundbelastung (Klasse A2)
Parameter Gesamtgehalt
[mg/kg TM]
eluierbarer Anteil
[mg/kg TM]
Aluminium (als Al) (*) 1)
Arsen (als As) 50 0,5
Barium (als Ba) 10
Blei (als Pb) 150 1
Cadmium (als Cd) 2 0,05
Chrom gesamt (als Cr) 300 1
Chrom VI (als Cr) 0,5
Cobalt (als Co) 50 1
Eisen (als Fe) (*) 1)
Kupfer (als Cu) 100 2
Nickel (als Ni) 100 1
Quecksilber (als Hg) 1 0,01
Silber (als Ag) 0,2
Zink (als Zn) 500 20
Zinn (als Sn) 2
Ammonium (als N) 8
Chlorid (als Cl) 2000
Cyanid, leicht freisetzbar (als CN) 0,2
Fluorid (als F) 20
Nitrat (als N) 100
Nitrit (als N) 2
Phosphat (als P) 5
1) Der Wert ist zu bestimmen und im Analysenbericht anzugeben
Tabelle 9: Grenzwerte gem. BAWP 2006 (S 248, Tabelle 7) organischer Inhaltsstoffe und ihrer
eluierbaren Anteile für den begrenzten Einsatz von Bodenaushub mit erhöhter
Hintergrundbelastung (Klasse A2)
Parameter Gesamtgehalt
[mg/kg TM]
eluierbarer Anteil
[mg/kg TM]
KW-Index 200 5
PAK (16 EPA-Kongenere) Gesamtgehalt 4
PAK (Benz[a]pyren) Gesamtgehalt 0,4
AOX als Chlor, Eluatgehalt 0,3
anionenaktive Tenside (als TBS) 1
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 17 von 90
2.1.2. International
Die EU-Deponierichtlinie (1999/31/EG des Rates vom 26. April 1999) wurde schon
2004 in der österreichischen Deponieverordnung großteils umgesetzt und findet sich nun
in der Deponieverordnung 2008 vollständig wieder.
Bezüglich Oberflächenabdeckungen legt die EU-Deponierichtlinie fest, dass die zuständige
Behörde eine Oberflächenabdichtung vorschreiben kann, wenn nach Abwägung der
Gefährdung für die Umwelt der Sickerwasserbildung vorgebeugt werden muss.
Als Empfehlung für den Aufbau einer Oberflächenabdichtung gibt die EU-Richtlinie
folgenden Aufbau an:
Deponiedrainageschicht
Künstliche Abdichtungsschicht (nur für Deponien für gefährliche Abfälle)
Undurchlässige mineralische Abdichtungsschicht
Drainageschicht > 0,5 m
Oberbodenabdeckung > 1 m
In der Richtlinie gibt es den Begriff „Oberflächenabdichtung“, der das gesamte
Abdeckungssystem einschließt. Im Unterschied dazu unterscheidet die österreichische
Deponieverordnung zwischen den Begriffen „Oberflächenabdeckung“ für das gesamte
System und „Oberflächendichtung“ für das Dichtelement innerhalb der gesamten
Abdeckung.
Mit der deutschen Verordnung zur Vereinfachung des Deponierechts 2009
(Bundesgesetzblatt 2009 Teil I Nr. 22) soll das historisch gewachsene zersplitterte
Deponierecht in Deutschland zu einer übersichtlichen Regelung zusammengefasst
werden, indem die Anforderungen der Deponieverordnung 2002, der
Abfallablagerungsverordnung 2001 sowie der Deponieverwertungsverordnung 2007 in
einem Regelwerk zusammengeführt werden.
Bezüglich Oberflächenabdichtungssystem schreibt diese Verordnung vor, dass für alle
Deponien in der Stilllegungsphase unverzüglich die erforderlichen Maßnahmen zur
Errichtung des Oberflächenabdichtungssystems nach folgenden Vorgaben (Anhang 1,
Tabelle 2) durchzuführen sind:
Tabelle 10: Aufbau des Oberflächenabdichtungssystems gem. deutscher Verordnung zur
Vereinfachung des Deponierechts 2009
Nr Systemkomponente DK 0 DK I5) DK II6) DK III
1 Ausgleichsschicht 1) nicht
erforderlich
ggf. 7)
erforderlich
ggf. 7)
erforderlich
ggf. 7)
erforderlich
2 Gasdrainschicht 1) nicht
erforderlich
nicht
erforderlich
ggf.8)
erforderlich
ggf. 8)
erforderlich
3 Erste
Abdichtungskomponente
nicht
erforderlich
erforderlich 2) erforderlich2) erforderlich 3)
4 Zweite
Abdichtungskomponente
nicht
erforderlich
nicht
erforderlich
erforderlich2) erforderlich )
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 18 von 90
5 Dichtungskontrollsystem nicht
erforderlich
nicht
erforderlich
nicht
erforderlich
erforderlich
6 Entwässerungsschicht 4)
d ≥0,3m, k≥10-3m/s,
Gefälle >5%
nicht
erforderlich
erforderlich erforderlich erforderlich
7 Rekultivierungsschicht /
Technische Funktionsschicht
erforderlich erforderlich erforderlich erforderlich
1) Die Ausgleichsschicht kann bei ausreichender Gasdurchlässigkeit und Dicke die Funktion der Gasdrainschicht
nach Nummer 2 mit erfüllen.
2) Bei mineralischen Abdichtungen: k ≤ 5x10-9 m/s oder Durchfluss ≤ 20mm/Jahr; Bei
Kunststoffdichtungsbahnen: Dicke ≥ 2,5 mm
3) Bei mineralischen Abdichtungen: k ≤ 5x10-10 m/s oder Durchfluss ≤ 10mm/Jahr; Bei
Kunststoffdichtungsbahnen. Dicke ≥ 2,5 mm
4) Abweichungen von Mindestdicke, Durchlässigkeitsbeiwert und Gefälle sind möglich, wenn die hydraulische
Leistungsfähigkeit der Entwässerungsschicht und die Standsicherheit der Rekultivierungsschicht dauerhaft
gewährleistet sind.
5) An Stelle der Abdichtungskomponente, der Entwässerungsschicht und der Rekultivierungsschicht kann eine
Wasserhaushaltsschicht ausgeführt werden, wenn der Durchfluss durch die Wasserhaushaltsschicht
≤ 20 mm/Jahr beträgt.
6) An Stelle der zweiten Abdichtungskomponente und der Rekultivierungsschicht kann eine
Wasserhaushaltsschicht eingebaut werden.
7) Müssen Unebenheiten der Oberfläche des abgelagerten Abfalls ausgeglichen oder bestimmte Tragfähigkeiten
hergestellt werden, um die Systemkomponenten ordnungsgemäß einbauen zu können, ist auf der Oberfläche
eine ausreichend dimensionierte Ausgleichsschicht einzubauen.
8) Das Erfordernis der Gasdrainschicht richtet sich nach der Deponiegasmenge sowie den Maßnahmen zur
Deponiegaserfassung, -behandlung und –verwertung.
Für die Rekultivierungsschicht gelten folgende Bestimmungen:
Die Dicke, die Materialauswahl und der Bewuchs der Rekultivierungsschicht sind
nach den Schutzerfordernissen der darunter liegenden Systemkomponenten zu
bemessen.
Eine Mindestdicke von 1 m darf nicht unterschritten werden.
Das Material soll eine nutzbare Feldkapazität von mindestens 140 mm aufweisen.
Der Bewuchs soll die Oberfläche vor Wind- und Wassererosion schützten und eine
möglichst hohe Evapotranspiration ermöglichen.
Wird die Rekultivierungsschicht als Wasserhaushaltsschicht ausgeführt, gilt zusätzlich:
Eine Mindestdicke von 1,50 m
eine nutzbare Feldkapazität von mindestens 220 mm
die Durchsickerung darf höchstens 10 % vom langjährigen Mittel des
Niederschlags (in der Regel 30 Jahre), höchstens 60 mm pro Jahr, spätestens fünf
Jahre nach Herstellung betragen.
Soll die Rekultivierungsschicht zugleich Aufgaben einer Methanoxidation von Restgasen
übernehmen, sind zusätzliche Anforderungen an die Schicht mit der zuständigen Behörde
abzustimmen. Wechselwirkungen der Methanoxidation und des Wasserhaushalts der
Rekultivierungsschicht sind zu bewerten.
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 19 von 90
Für eine mögliche Nachnutzung der Deponieflächen wird in der deutschen Verordnung
der Begriff technische Funktionsschicht definiert: Bei einer Nachnutzung der
Deponieoberfläche als Verkehrsfläche, Parkplatz, Bebauung und dgl. kann die
Rekultivierungsschicht durch eine technische Funktionsschicht ersetzt werden. Dabei gilt:
Das eingebaute Material muss mindestens die Anforderungen an Schadstoffgehalt
und Auslaugbarkeit einhalten, unter denen eine Verwendung außerhalb des
Deponiestandortes unter vergleichbaren Randbedingungen zulässig wäre.
Die Dicke ist nach den Schutzerfordernissen der darunter liegenden
Systemkomponenten zu bemessen.
Es muss sichergestellt sein, dass nur solches Material eingesetzt wird, dass das in
der Entwässerungsschicht gefasste Wasser nach den wasserrechtlichen
Vorschriften eingeleitet werden kann.
Nach Aufgabe der Nutzung ist die Fläche so herzustellen, dass sie eine natürliche
Funktion des Standortes erfüllen und die Schutzerfordernisse wahren kann.
Wird das Oberflächenabdichtungssystem ohne eine Konvektionssperre (idR.
Kunststoffdichtungsbahn) hergestellt, ist bei Deponien der Klasse I, II und III ein
Kontrollfeld von wenigstens 300 Quadratmetern Größe an repräsentativer Stelle im
Oberflächenabdichtungssystem einzurichten, mit dem der Durchfluss durch das
Oberflächenabdichtungssystem bestimmt werden kann. Das Kontrollfeld ist bis zum Ende
der Nachsorgephase zu betreiben.
2.2. Normen
2.2.1. Österreich
Bezüglich Oberflächenabdeckungen gibt es in Österreich ein umfangreiches Normenwerk.
Die Deponieverordnung 2008 verweist in folgenden Kapiteln auf Normen:
Anhang 3 Kapitel 4.1 (Ausgleichsschicht):
ÖNORM B 4400 : 1978 „Erd- und Grundbau; Bodenklassifikation für bautechnische
Zwecke und Methoden zum Erkennen von Bodengruppen“
Anhang 3 Kapitel 4.3 (Anforderungen an mineralische Dichtungsschichten für
Oberflächenabdichtungen):
ÖNORM S 2074-2 : 2004 „Geotechnik im Deponiebau - Teil 2: Erdarbeiten“
Anhang 3 Kapitel 4.3 (Geosynthetische Tondichtungsbahnen als Oberflächenabdichtung):
ÖNORM S 2081-1 : 2006 „Deponien - Geosynthetische Tondichtungsbahnen –
Teil 1: Anforderungen und Prüfungen“
ÖNORM S 2081-2 : 2004 „Deponien - Geosynthetische Tondichtungsbahnen –
Teil 2: Verlegung“
Anhang 3 Kapitel 4.2 und 4.4 (Geosynthetische Drainelemente):
ÖNORM S 2082 : 2005 „Deponien - Oberflächenabdeckungen –
Systemanforderungen“
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 20 von 90
Weitere relevante österreichische Normen sind:
ÖNORM S 2073 : 2006 „Deponien - Dichtungsbahnen aus Kunststoff -
Anforderungen und Prüfungen“
ÖNORM S 2074-1 : 2004 „Geotechnik im Deponiebau - Teil 1:
Standorterkundung“
ÖNORM S 2076-1 : 2008 „Deponien - Dichtungsbahnen aus Kunststoff –
Verlegung“
ÖNORM S 2076-2 : 2006 „Deponien - Geotextile Schutzlagen - Teil 2:
Systemanforderungen und Einbaubedingungen“
ÖNORM S 2078 : 2008 „Deponien - Anforderungen an Fachverlegebetriebe für den
Einbau von Kunststoffkomponenten in Abdichtungssystemen“
2.2.2. International
In Deutschland existieren Normen z.B. zum Einsatz von Geokunststoffen und
geosynthetischen Dichtungsbahnen in Oberflächenabdeckungen:
DIN EN 14414 : 2004 „Geokunststoffe - Auswahlprüfverfahren zur Bestimmung
der chemischen Beständigkeit bei der Anwendung in Deponien“
DIN EN 13492 : 2005 „Geosynthetische Dichtungsbahnen - Eigenschaften, die für
die Anwendung beim Bau von Deponien für flüssige Abfälle, Zwischenlagern und
Auffangbecken für flüssige Abfallstoffe erforderlich sind“
DIN EN 13493 : 2005 „Geosynthetische Dichtungsbahnen - Eigenschaften, die für
die Anwendung beim Bau von Deponien und Zwischenlagern für feste Abfallstoffe
erforderlich sind“
2.3. Sonstige Richtlinien
2.3.1. Österreich
Der Österreichische Verein für Altlastenmanagement ÖVA hat im Rahmen des
Arbeitskreises „Technische Leitfäden“ in der Arbeitsgruppe „Methanoxidation“ einen
technischen Leitfaden zu Methanoxidationsschichten (Huber-Humer et al., 2008)
herausgegeben. Der praxisorientierte Leitfaden soll als Entscheidungshilfe für
Amtssachverständige, Planer und ausführende Baufirmen dienen. Er gibt Information zu
Einsatzbereiche, notwendige Vorversuche, Verfahrensbeschreibung, Monitoring, etc. von
Methanoxidationsschichten.
Nach demselben Aufbau wurde schon früher im Rahmen des Forschungsprojektes
INTERLAND ein technischer Leitfaden zum Thema Evapotranspirationsschichten (Wimmer
et al., 2005) erstellt. Die Erkenntnisse beider Leitfäden finden sich in den Kapiteln 4.4
und 4.5 dieser Studie wieder.
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 21 von 90
2.3.2. International
Von der deutschen Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Abfall (LAGA), einem
Arbeitsgremium der Umweltministerkonferenz sind zum Themenbereich
"Oberflächenabdichtungen und Oberflächenabdeckungen" folgende Arbeitspapiere
erarbeitet und als Vollzugsempfehlung weitergegeben worden:
Einführung zum Themenbereich "Oberflächenabdichtungen und -abdeckungen"
Asphaltabdichtung
Bentokiesabdichtung
Einsatz von Bentonitmatten
Geotextile Entwässerungsschichten
Kapillarsperre
Kunststoffdichtungsbahnen
Temporäre Oberflächenabdeckungen
Wasserglasvergütete Abdichtung
Rekultivierung
Infiltration von Wasser in den Deponiekörper
Die Deutsche Gesellschaft für Geotechnik e.V. DGGT, Fachsektion 6 –
Umweltgeotechnik hat folgende Empfehlungen zur Thematik der
Oberflächenabdeckungen von Deponien und Altlasten veröffentlicht:
E2 Empfehlungen zu Entwurfsgrundsätzen:
o E2-04 Kombiniertes Oberflächenabdichtungssystem
o E2-07 Gleitsicherheit der Abdichtungssysteme
o E2-13 Verformungsnachweis für mineralische Abdichtungsschichten
o E2-15 Systemdurchlässigkeit von mineralischen Abdichtungen
o E2-20 Entwässerungsschichten in Oberflächenabdichtungssystemen
o E2-30 Modellierung des Wasserhaushalts der
Oberflächenabdichtungssysteme von Deponien
o E2-31 Rekultivierungsschichten
o E2-32 Gestaltung des Bewuchses auf Abfalldeponien
o E2-33 Kapillarsperren als Oberflächenabdichtungssystem
o E2-36 Oberflächenabdichtungssysteme mit GTD Tondichtungsbahnen
o E2-37 Zwischenabdichtungen
E3 Empfehlungen zu geotechnischen Eignungsprüfungen:
o E3-01 Eignungsprüfung mineralischer Oberflächen- und Basisabdichtungen
o E3-05 Versuchsfelder für mineralische Basis- und
Oberflächenabdichtungsschichten
E4 Empfehlungen zu Herstellungsverfahren:
o E4-02 Herstellung von mineralischen Entwässerungs- und Schutzschichten
E5 Empfehlungen zum Qualitätsmanagement:
o E5-07 Lysimeter-Meßeinrichtung für mineralische Oberflächenabdichtungen
o E5-09 Bestimmung der Wasserdurchlässigkeit von mineralischen
Flächendichtungen im Feld
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 22 von 90
Von der Bundesanstalt für Materialforschung und –Prüfung (BAM) sind folgende
Richtlinien relevant:
Anforderungen an die Schutzschicht für die Dichtungsbahnen in der
Kombinationsdichtung, Zulassungsrichtlinie für Schutzschichten (1995).
Richtlinie für die Zulassung von Kunststoffdichtungsbahnen für die Abdichtung von
Deponien und Altlasten (1999).
Anforderungen an Dichtungskontrollsysteme in Oberflächenabdichtungen von
Deponien (2000).
Eignungsnachweis für Kunststoff-Drainelemente in Oberflächenabdichtungen von
Deponien und Altlasten (2003).
Der Ingenieurtechnischer Verband Altlasten e.V. (ITVA), hat eine Arbeitshilfe
"Oberflächensicherung", H1-8/98 mit Anwendungsbereichen, Gestaltungsprinzip und
Anforderungen bzgl. Oberflächenabdichtungen und, Oberflächenabdeckungen
herausgegeben.
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 23 von 90
3. Wissenschaftliche Grundlagen
Da zwei wesentliche Funktionen von Oberflächenabdeckungen die Minimierung des
Austrages von Deponiegas und von Sickerwasser sind, daher wird in den folgenden
Kapiteln 3.1 und 3.2 ein kurzer Abriss über vorhandenes Wissen zu Menge und
Zusammensetzung von Gas und Sickerwasser gegeben.
Die Deponieverordnung 2008 sieht bei Kompartimenten mit hohen Anteilen biologisch
abbaubarer Abfälle verschiedene Maßnahmen zur Intensivierung biologischer
Abbauprozesse und damit zur Beschleunigung der Stabilisierung organischer Substanzen
vor. In Kapitel 3.3 werden wissenschaftliche Grundlagen der biologischen Abbauprozesse
und anderer Stabilisierungsprozesse beschrieben.
3.1. Deponiegas
Wird die organische Substanz durch mikrobielle Umsetzungsprozesse unter anaeroben
Bedingungen zersetzt, kommt es zu Deponiegasbildung. Die Hauptbestandteile des
Deponiegases sind Methan und Kohlenstoffdioxid, wobei auch Spurengase wie z.B.
Kohlenwasserstoffe, enthalten sein können. Verlässt das Gas unkontrolliert die Deponie,
kann es zu erheblichen negativen Auswirkungen kommen.
Direkte Risiken für den Menschen bestehen durch Explosions- und Erstickungsgefahr. Die
Hauptproblematik besteht aber in der Treibhauswirksamkeit des Deponiegases. Die
Methanemissionen aus österreichischen Deponien wurden z.B. für das Jahr 2007 mit
83.000 t angenommen (Umweltbundesamt, 2009). Dies entspricht einem Anteil von etwa
25 % der gesamten österreichischen Methanemissionen in diesem Jahr.
Je nachdem, ob aerobe oder anaerobe Zustände vorherrschen, erfolgt die Gasbildung in
unterschiedlichen Phasen. Die kurzfristigen Entwicklungen der Gasbildung wurden schon
von Farquhar et al. (1973) durch 4 Phasen (I bis IV) charakterisiert. An diese
Anfangsphasen schließen zeitlich die von Rettenberger (1992) beschriebenen Gasphasen
V bis IX für die mittel- bis langfristige Gasentwicklung an. Abbildung 1 zeigt eine
schematische Darstellung dieses 9-Phasen-Modells (nach Rettenberger, 2005).
Die Phasen I bis III treten zu Beginn der Gasentwicklung auf. Das Deponiegas weist in
Phase II und III ein sehr hohes Geruchspotential auf. Die hohen Konzentrationen an
Ammoniak sind auch hinsichtlich des hohen Treibhauspotentials von Bedeutung. Unter
idealen Bedingungen dauert Phase I einige Wochen, Phase II einige Monate, und Phase
III bis zu mehreren Jahren.
Aerobe Phase (I): Der Deponiekörper enthält nach Einbau des Abfalls noch
Luftsauerstoff. Durch den aeroben Abbau wird O2 in den Poren verbraucht und es
entsteht CO2, Wasser und Wärme.
Saure Gärung (II): Die Poren enthalten keinen Sauerstoff mehr. Fette,
Kohlenhydrate und Proteine werden anaerob in ihre Bausteine zerlegt, diese
werden dann weiter zu den Gärprodukten Essigsäure, CO2 und H2 abgebaut.
Instabile Methanphase (III): Die Gärprodukte aus Phase II werden zu Methan und
Kohlenstoffdioxid umgewandelt.
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 24 von 90
Stabile Methanphase (IV): Die Gaszusammensetzung bleibt mit 55 % CH4, 44 %
CO2 und < 1 % Spurengase konstant.
Langzeitphase (V): Die CH4-Konzentration liegt deutlich über 60 %, die CO2-
Konzentration ist entsprechend geringer. Das Verhältnis CH4 zu CO2 kann Werte
bis 4 erreichen.
Lufteindringphase (VI): Die Gasbildung geht so stark zurück, dass Umgebungsluft
in den Deponiekörper eindringen kann, wobei der Sauerstoff jedoch noch
vollständig aufgebraucht wird. Das Auftreten von Stickstoff, bei gleichzeitiger
Abwesenheit von Sauerstoff bestätigt dies.
Methanoxidationsphase (VII): Es dringt verstärkt Luft ein und Methan kann durch
methanotrophe Bakterien zu CO2 oxidiert werden. Zusätzlich entsteht beim
aeroben Abbau CO2, wodurch das Verhältnis CH4 zu CO2 deutlich sinkt.
Kohlenstoffdioxidphase (VIII): Im Deponiekörper dominieren aerobe
Bedingungen. Aufgrund des Abbaus der Restorganik können die CO2-
Konzentration noch bis zu 20 % erreichen, die CH4-Konzentration geht gegen Null.
Luftphase (IX): Der Deponiekörper ist annähernd biologisch stabil und die
Zusammensetzung der Gasphase ist vergleichbar mit jener von natürlicher Böden
(Umgebungsluft mit geringfügig erhöhten CO2-Gehalten).
Abbildung 1: Zeitlicher Verlauf der Deponiegaszusammensetzung und Produktion (Rettenberger,
2005)
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 25 von 90
Die Gasproduktion in ihrem zeitlichen Verlauf ist ein wichtiger Faktor in der
Deponienachsorge. Da sie nur unvollständig gemessen werden kann, ist deren
modellhafte Abschätzung wichtig.
Das gesamte Gasbildungspotential wird zumeist mit folgender Gleichung nach Tabasaran
(1976) abgebildet:
Ge = 1,868 * Corg * (0,014 * T + 0,28)
Ge Summenwert der Gasproduktion [m3/t TM]
Corg organischer Kohlenstoff [kg C/t TM]
T Temperatur in °C
Der entscheidende Faktor der Gasbildung ist dabei der Gehalt an abbaubarem
Kohlenstoff. Beim vollständigen Abbau von einem Kilogramm biologisch verfügbarem
organischen Kohlenstoff werden 1,868 m3 Deponiegas gebildet. Bei einer Temperatur von
25°C und einem Kohlenstoffgehalt von 250 kg/t TM ergibt sich ein theoretisches
Gasbildungspotential von 300 m3/t TM.
Ehrig (1986) ermittelte mit theoretischen Überlegungen zur Abbaubarkeit der einzelnen
organischen Stoffgruppen mit 200 bis 230 m3/t TM etwas geringere Werte und bestätigte
diesen Bereich anhand von Laborversuchen mit frischem Hausmüll (160 bis
230 m3/t TM).
In der Praxis werden diese theoretischen Werte nicht erreicht. Lechner (2004) z.B. gibt
für die Ablagerung von unvorbehandeltem Hausmüll eine Größenordnung von 100 bis
180 m3/t TM an.
Die zeitliche Beschreibung der Gasproduktion wird nach Tabasaran (1976) als
Abbaukinetik 1. Ordnung beschrieben:
Gt = Ge * (1-10-k*t)
Gt bis zur Zeit t gebildete spezifische Deponiegasmenge [m3/t TM]
k Abbaukonstante k = -ln 2/t½
t½ Halbwertszeit [a]
t Zeit [a]
Die Abbaukonstante beschreibt den zeitlichen Verlauf der Gasproduktion und wird als
Halbwertszeit ausgedrückt. Die Halbwertszeit wird z.B. von Ehrig (1986) für frischen
Hausmüll mit 2 bis 3,5 Jahre und von Weber (1990) mit 6 bis 10 Jahre für
abgeschlossene Deponien angegeben.
Für unterschiedliche Deponien lassen sich folgende Größenordnungen für die Gasbildung
angeben (gemittelt aus Angaben verschiedener Deponiebetreiber und Literaturstellen):
Jüngere Deponien mit hohen Anteilen unvorbehandelter organischer Abfälle:
10 bis 20 m3 Deponiegas pro Tonne Abfall und Jahr
Ältere Hausmülldeponien mit hohen Anteilen unvorbehandelter organischer
Abfälle: 3 bis 10 m3 Deponiegas pro Tonne Abfall und Jahr
Deponien mit überwiegend biologisch vorbehandelten Abfällen: 1 bis 5 m3
Deponiegas pro Tonne Abfall und Jahr
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 26 von 90
3.2. Sickerwasser
Wird der Deponiekörper von Niederschlagswasser durchsickert, entsteht durch die
Aufnahme verschiedener Abfallinhaltstoffe belastetes Sickerwasser. Menge und
Zusammensetzung des Sickerwassers sind in der Deponienachsorge von entscheidender
Bedeutung (Kosten, Dauer, Gefährdungspotential, etc).
Das Sickerwasser wird von vielen Parametern wie z.B. Abfallart, klimatische Verhältnisse,
Oberflächenabdeckung beeinflusst. Auch die Phase des anaeroben Abbaus der
organischen Substanz in der Deponie bestimmt die Sickerwasserbelastung maßgeblich:
In der sauren Phase jüngerer Deponien ist die organische Belastung des Sickerwassers
z.T. sehr hoch. Dabei handelt es sich überwiegend um niedermolekulare Carbonsäuren
(z.B. Essigsäure, Propionsäure), die beim anaeroben Abbau entstehen. In dieser Phase
sind sowohl der chemische (CSB), als auch der biologische Sauerstoffbedarf (BSB5) sehr
hoch. Der Verhältniswert von BSB5 zu CSB ist mit 0,5 sehr hoch.
Da die niedermolekularen Carbonäuren leicht abbaubar sind, kommt es beim Übergang
zur stabilen Methanphase zu einer raschen Abnahme des BSB5. Die verbleibende
organische Belastung besteht überwiegend aus schwer abbaubaren Verbindungen (CSB),
wodurch das Verhältnis von BSB5 zu CSB sehr niedrig wird (0,05 bis 0,15).
Krümpelbeck (1999) wertete die Daten von 76 Deponien bzw. Deponieabschnitten aus
Deutschland (Alte Bundesländer) aus einer Zeitspanne von bis zu 30 Jahren aus. Die
Deponien bzw. Deponieabschnitte waren vollständig mit unvorbehandelten Abfällen
verfüllt und mit unterschiedlichen Oberflächenabschlüssen versehen. Tabelle 11 zeigt für
vier verschiedene Zeitintervalle des Ablagerungsalters die Mittelwerte relevanter
Sickerwasserparameter.
Tabelle 11: Mittelwerte ausgewählter Sickerwasserparameter von 76 Deponien aus Deutschland
(Krümpelbeck, 1999)
Parameter Einheit 1-5 Jahre 6-10 Jahre 11-20 Jahre 21-30 Jahre
pH-Wert - 7,3 7,5 7,6 7,7
Leitfähigkeit µS/cm 9.280 12.160 10.610 12.930
CSB mg O2/l 3.810 3.255 1.830 1.225
BSB5 mg O2/l 2.285 1.210 465 290
TOC mg/l 1.235 845 520 475
NH4-N mg/l 405 600 555 445
NO3-N mg/l 3,6 7,6 11,7 9,2
NO2-N mg/l 0,064 0,63 0,54 0,84
Die Stickstoffparameter Ammonium, Nitrit und Nitrat zeigen sich relativ unbeeinflusst
vom Ablagerungsalter. Lediglich leichte Anstiege der Gehalte an Nitrit und Nitrat weisen
auf einen allmählichen Sauerstoffzutritt hin. Auch die Konzentration an anorganischen
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 27 von 90
Salzen, ausgedrückt durch die elektrische Leitfähigkeit ist nicht signifikant beeinflusst
durch die biologischen Abbauphasen.
Hingegen beträgt die gesamte organische Belastung (CSB, TOC) nach 21 bis 30 Jahren
nur noch ein Drittel jener von jungen Deponien. Die leicht abbaubaren Verbindungen
(BSB5) gehen sogar auf ein Zehntel zurück.
3.3. Prozesse zur Stabilisierung organischer Substanz
Verschiedene natürliche Prozesse führen zur Stabilisierung organischer Substanzen in
Deponiekörpern:
Abbaubare Substanzen werden durch die Aktivität von Mikroorganismen anaerob
oder aerob zu mineralischen Verbindungen umgewandelt (mineralisiert)
Lösliche organische Verbindungen werden über das Sickerwasser ausgetragen
Aus abbaubaren Verbindungen können durch Huminstoffaufbau, durch Komplex-
und Aggregatbildung stabile Substanzen entstehen.
Stabilisierungsmaßnahmen sind künstliche technische oder planerische Maßnahmen, die
sich diese natürlichen Prozesse zu Nutze machen und sie in Gang setzen,
aufrechterhalten oder intensivieren.
3.3.1. Anaerober Abbau
Erfolgt der Abbau unter Luftabschluss, werden die organischen Verbindungen von
fakultativ und obligat anaeroben Mikroorganismen zu Methan und Kohlenstoffdioxid
umgewandelt. An diesem Vorgang sind verschiedene Organismengruppen in
unterschiedlichen Phasen des Abbaus beteiligt (siehe Abbildung 2).
Abbildung 2: Hauptabbauwege der organischen Abfälle unter anaeroben Bedingungen (vgl. Bahadir
et.al., 1999)
Hydrolyse Säurebildung Methanbildung
Biomasse
(Kohlenhydrate,
Proteine, Fette)
Zucker,
Aminosäuren,
Glycerin,
Fettsäuren
Essigsäure,
H2, CO2
Essigsäure,
H2, CO2
Propionsäure,
Buttersäure,
Alkohole,u.a.
Biogas:
CH4,
CO2
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 28 von 90
In der ersten Phase (Hydrolyse) werden polymere, wasserunlösliche organische
Substanzen (z.B. Kohlenhydrate, Proteine und Fette) von extrazellulären Enzymen in
monomere Bestandteile (z.B. Monosaccharide, Amonisäuren oder Fettsäuren) zerlegt und
somit für Bakterien verfügbar gemacht.
In der anschließenden Phase der Säurebildung werden diese monomeren organischen
Verbindungen von acidogenenen (säurebildenden) Bakterien zu höheren organischen
Säuren (z.B. Buttersäure, Propionsäure), Alkoholen oder direkt zu CO2, H2 und
Essigsäure umgewandelt. Die Säuren und Alkohole werden in weiterer Folge von
acetogenen (essigsäurebildenden) Bakterien zu CO2, H2 und Essigsäure abgebaut.
In der abschließenden methanogenen Phase werden CO2, H2 und Essigsäure von
methanbildenenden Bakterien zu Methan und CO2 umgesetzt.
Der anaerobe Abbau für Glukose kann vereinfacht durch folgende Formel beschrieben
werden:
C6H10O5 + H2O 3 CH4 + 3 CO2 + 405 kJ/Mol + Biomasse
Nach Braun (2001) ist ein Großteil (90 bis 95 %) der transformierten Energie im Biogas
(CH4) gespeichert, nur ein geringer Teil (5 bis 10 %) in der Biomasse.
3.3.2. Aerober Abbau
Beim biochemischen Abbau unter aeroben Verhältnissen werden organische
Verbindungen zu CO2 und H2O abgebaut. Dabei wird Biomasse aufgebaut und Wärme
freigesetzt. Beim vollständigen Abbau entstehen Kohlenstoffdioxid, Wasser und
mineralische Bestandteile.
Die folgende Gleichung beschreibt den aeroben Abbau von Glukose:
C6H10O5 + H2O + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + 2.880 kJ/Mol + Biomasse
Beim aeroben Abbau werden 50 % der transformierten Energie in der Biomasse
gespeichert und 50 % in Form von Wärme und CO2 freigesetzt (Braun, 2001).
Für die Abbaubarkeit organischer Verbindungen sind chemische Bindung,
Vernetzungsgrad, Struktur, und abiotische Faktoren (Temperatur, Sauerstoff,
Wassergehalt, pH-Wert) entscheidend.
3.3.3. Auswaschung
Wasserlösliche Abfallinhaltsstoffe werden über Deponiesickerwasser ausgetragen. Diese
Auswaschung passiert zum einen natürlich durch den Zutritt von Niederschlagswasser,
und kann zum anderen durch künstliche Bewässerungsmaßnahmen gefördert werden.
Dieser Vorgang wird maßgeblich vom Wasserhaushalt einer Deponie beeinflusst, welcher
durch die Wasserhaushaltgleichung beschrieben werden kann.
Demnach hängt der Sickerwasserabfluss hauptsächlich von klimatischen Faktoren
(Niederschlag, Verdunstung, etc.), der Oberflächenbeschaffenheit (Oberflächenabfluss,
Verdunstung, etc.) und den abgelagerten Abfällen (Speicherung, Rückhalt, etc.) ab. Eine
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 29 von 90
gleichmäßige Durchsickerung des Deponiekörpers ist nur selten gegeben, da es in
Abhängigkeit von Abfallart und Einbautechnik zu bevorzugten Fließwegen des
Sickerwassers kommt.
3.3.4. Weitere Prozesse
Neben den bisher genannten Vorgängen können noch weitere physikalisch-chemische
Prozesse stabilisierend wirken:
Bei geeigneten Bedingungen können aus den Abbauprodukten des aeroben und
des anaeroben Abbaus durch Humifizierung neue höhermolekulare Verbindungen
entstehen.
Tonminerale können aufgrund ihrer besonderen chemisch-physikalischen
Eigenschaften (große Oberfläche, Ladung, etc.) organische Verbindungen wie z.B.
Proteine, Fette, Kohlenhydrate adsorptiv oder kovalent an sich binden und
organo-mineralische Komplexe bilden. Dabei werden die organischen Substanzen
schwerer verfügbar und somit vor mikrobiellem Abbau geschützt.
Spezielle organische Verbindungen wie z.B. Exopolymere, die von
Mikroorganismen unter bestimmten Bedingungen gebildet werden, können durch
ihre kittende Wirkung gemeinsam mit anorganischen Stoffen größere Aggregate
bilden. Dies kann durch Veränderung der physikalischen Eigenschaften bezüglich
Wasseraufnahme oder Sauerstoffzutritt eine Verringerung des mikrobiellen
Abbaus zur Folge haben.
Diese Prozesse nehmen in der Regel mengenmäßig nur eine untergeordnete Rolle ein. So
ist z.B. bei Altablagerungen der Anteil des organischen Kohlenstoffs, der in Huminstoffen
gebunden ist gering (< 5 %) und kann auch im Zuge einer In-Situ Aerobisierung nicht
wesentlich gesteigert werden (Prantl, 2007).
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 30 von 90
4. Oberflächenabdeckungssysteme
Bei allen Deponien ist nach Ende der Ablagerungsphase (bzw. nach einer temporären
Abdeckung) eine endgültige Deponieoberflächenabdeckung herzustellen. Wesentliche
Funktionen und Ziele dieser Abdeckung sind:
Dauerhafte Minimierung des Eintrages von Niederschlagswasser
Dauerhafte Minimierung des Austrages von Restgasen
Eingliederung der Deponie ins Landschaftsbild
Rekultivierbarkeit
Erosionsschutz
Böschungsstabilität
Minimierung von Staub- und Geruchsbildung
Verhinderung von Verwehungen von Abfällen
Um diese Ziele zu erreichen, wird in der Deponieverordnung 2008 ein Regelaufbau mit
Ausgleichsschicht, Gasdrainschicht, Oberflächendichtung, Oberflächenentwässerung und
Rekultivierungsschicht vorgeschlagen (siehe Kapitel 2.1.1).
Dabei werden als Dichtelemente je nach Deponieklasse mineralische Dichtschichten oder
eine Kombinationsdichtung aus mineralischen Dichtschichten plus
Kunststoffdichtungsbahn vorgeschlagen. Dieser Regelaufbau und seine Komponenten
werden im Kapitel 4.1 näher beleuchtet.
Alternativ dazu können aber auch andere Abdeckungssysteme verwendet werden, um die
oben genannten Ziele zu erreichen. Dabei werden einzelne Komponenten des
Regelaufbaues durch alternative Materialien, bzw. durch gleiche Materialien mit
geänderten Eigenschaften und Ausführungsweisen ersetzt.
Im Wesentlichen sind dies die Ausführung des Dichtungselementes in Form von
Kapillarsperren (Kapitel 4.3) oder geosynthetischen Tondichtungsbahnen (Kapitel 4.2)
sowie die Ausführung der Rekultivierungsschicht als Wasserhaushaltsschicht (Kapitel 4.4)
und/oder als Methanoxidationsschicht (Kapitel 4.5).
Diese Auflistung erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit, beinhaltet aber aus Sicht
der Autoren die wichtigen, zulässigen und dem Stand der Technik entsprechenden
Systeme.
4.1. Regelaufbau
4.1.1. Aufbau und Funktionsweise
Der Regelaufbau einer Oberflächenabdeckung besteht aus folgenden Komponenten:
Ausgleichsschicht: dient der Profilierung unmittelbar über dem Müllkörper und
besteht aus grobkörnigem Material mit einer Mindeststärke von 0,5 m.
Gasdrainschicht: kann als Teil der Ausgleichsschicht angesehen werden und ist bei
Massenabfalldeponien, sofern eine Gasbildung zu erwarten ist, mit einer
Mindeststärke von 30 cm aufzubringen. Der Kalzium- und
Magnesiumkarbonatanteil des Materials darf 30 Masse-% nicht überschreiten.
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 31 von 90
Oberflächendichtung: mineralische Dichtungsschichten mit einer Gesamtstärke
von mind. 40 cm (Inertabfall- und Baurestmassendeponien), bzw. mineralische
Dichtungsschichten mit einer Gesamtstärke von mind. 60 cm in Kombination mit
Kunststoffdichtungsbahnen (Reststoff- und Massenabfalldeponien)
Oberflächenentwässerung: Flächenfilter mit Mindeststärke von 50 cm
Rekultivierungsschicht: Die Rekultivierungsschicht ist standortkonform aus Erde
mit einer Stärke von mindestens 50 cm herzustellen.
Bewuchs
Abbildung 3: Regelaufbau einer Oberflächenabdeckung mit Kombinationsdichtung
Die mineralischen Dichtungsschichten müssen nach Deponieverordnung 2008 folgende
Anforderungen einhalten:
Durchlässigkeitsbeiwert kf < 10-9 m/s (bzw. 5 x 10-8 m/s bei Inertabfalldeponien)
Die Kornabstufung muss eine Suffusionsbeständigkeit und eine geringe
Rissanfälligkeit gewährleisten. Der Feinstkornanteil (< 2 μm) muss zumindest
20 Masse-% aufzuweisen, und der Anteil der Tonmineralien am Feinstkorn muss
zumindest 50 Masse-% betragen (Reststoff- und Massenabfalldeponien)
Keine Kornfraktionen > 63 mm
Oberste Lage: keine scharfkantigen Körner; Größtkorn < 20 mm.
Organisch gebundener Kohlenstoff < 5 Masse-%
Anforderungen an Eignungs-, Kontroll- und Abnahmeprüfungen gemäß ÖNORM S
2074-2 : 2004 „Geotechnik im Deponiebau – Teil 2: Erdarbeiten“ sind zu erfüllen.
Bewuchs
Rekultivierungsschicht, mind. 50 cm
Entwässerungsschicht, Flächenfilter, mind. 50 cm, kf > 10-2 cm/soder Drainagebahn
Schutzschicht, VliesKunststoffdichtungsbahn
Mineralische Dichtschicht, mehrlagig, mind. 40 bzw. 60 cmkf < 5*10-8 bzw. < 10-9 cm/s
Gasdrainschicht, mind. 30 cm
Ausgleichsschicht, mind. 50 cm
Abfall
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 32 von 90
Die Kunststoffdichtungsbahn übernimmt erstens die Funktion der Konvektionssperre
(gegen eindringendes Niederschlagswasser und austretendes Deponiegas) und schützt
zweitens die mineralische Dichtschicht gegen Austrocknung, Durchwurzelung, etc. Die
Ausführung der Kunststoffdichtungsbahn hat gemäß den ÖNORMEN S 2073 : 2006 und
ÖNORM S 2076-1 : 2008 zu erfolgen.
Die Oberflächenentwässerung ist aus gewaschenem, verwitterungsbeständigem Kies
(z.B. Rundkorn, 16/32) mit einer Mindeststärke von 50 cm und einer
Mindestdurchlässigkeit von kf > 10-2 m/s herzustellen. Alternativ dazu können auch
geosynthetische Drainagebahnen Verwendung finden. Vor allem bei geringmächtigen
Deponien können solche Bahnen sinnvoll sein, um Deponievolumen zu gewinnen.
Für die Entwässerung ist ein Mindestgefälle und damit bei ebenem Gelände eine
Profilierung der Deponieoberfläche erforderlich. Bei Flächenfiltern aus 50 cm Kies ist ab
einem Mindestgefälle von 2 % die Entwässerung auch über größere Entwässerungslängen
sichergestellt. Für Drainagebahnen geben die Hersteller produktspezifische
Entwässerungslängen bei gleichzeitigem Mindestgefälle an, welches einzuhalten ist. Um
das erforderliche Mindestgefälle zu reduzieren (und dadurch Deponievolumen zu
gewinnen) können Querdrainagen zum Einsatz kommen, die die Entwässerungslängen
verkürzen.
Die Rekultivierungsschicht soll die tieferliegenden Funktionsschichten vor schädlichen
Einflüssen schützen, einen guten Pflanzenstandort bieten und den Wasserhaushalt des
Gesamtsystems optimieren. Dies wird durch folgende Anforderungen erreicht:
Ausreichende Mächtigkeit
Gute Durchwurzelbarkeit
Hohe nutzbare Feldkapazität
Ausreichendes Luftporenvolumen
Standsicherheit
Erosionsbeständigkeit (Wind, Wasser, Suffusion, Kontakterosion)
Stabiles Korngerüst und Bodengefüge
Ausreichende pflanzenverfügbare Nährstoffgehalte
Günstige Bodenreaktion und Pufferung
Erfolgt die darunter liegende Oberflächenentwässerung durch eine geosynthetische
Drainage, ist die Rekultivierungsschicht stärker als die örtliche Frosttiefe, zumindest
jedoch 80 cm herzustellen.
Langfristig, nach Beendigung der Nachsorge, wird sich auf vielen Deponien eine
Vegetation aus Sträuchern und Bäumen etablieren. Dafür ist eine Rekultivierungsschicht
von 1,5 bis 2,0 m erforderlich. Auch aus Gründen der Frostsicherheit und v.a. des
Wasserhaushaltes ist auf jeden Fall eine Mächtigkeit der Rekultivierungsschicht von mehr
als die vorgeschriebenen 0,5 m sinnvoll.
Die Mächtigkeit der Rekultivierungsschicht ist einerseits wichtig für die langfristige
Funktionsfähigkeit und für einen geringen Wartungsaufwand, andererseits natürlich auch
ein bedeutender Kostenfaktor (sowohl direkt bei der Herstellung, als auch indirekt durch
die Reduktion von Deponievolumen).
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 33 von 90
4.1.2. Aktueller Wissensstand und Anwendungsbeispiele
Für die einzelnen Komponenten des Regelaufbaues existieren in Österreich und
international Normen und Regelwerke, die Materialeigenschaften, Einbaubestimmungen
und Eignungsprüfungen definieren und vorgeben (siehe Kapitel 2.2 und 2.3.). Es kann
daher davon ausgegangen werden, dass bei Einhaltung dieser Vorgaben (Verwendung
der vorgegebene Materialien, fachgerechter Einbau, etc.) die aktuelle Funktionsfähigkeit
der Abdeckung bestmöglich gegeben ist.
Die wissenschaftlichen Erkenntnisse der letzten Jahre zeigen jedoch auch sehr deutlich,
dass bei einer Abdeckung nach Regelaufbau die langfristige Funktionsfähigkeit gefährdet
sein kann. So kommt z.B. ein Status-Workshop in Deutschland (Ramke, 2006) zum
Schluss, dass die Kombinationsdichtung in der derzeitigen Form nicht geeignet ist,
langfristig das Einsickern von Niederschlagswasser zu verhindern.
Vor allem die Reduktion der Funktionsfähigkeit der mineralischen Abdichtung durch
Austrocknungseffekte wird häufig als problematisch erachtet. Auch die
Kunststoffdichtungsbahn kann bei nicht fachgerechter Verlegung und zu geringmächtiger
Überdeckung in ihrer Funktionsfähigkeit beeinträchtigt sein.
Die Kombinationsdichtung verfolgt den Ansatz, dass nach Versagen der
Kunststoffdichtungsbahn langfristig die mineralische Dichtschicht die gesamte
Dichtwirkung übernimmt. Da aber bei Versagen der Kunststoffdichtungsbahn auch deren
Schutzfunktion für die mineralische Komponente verloren geht, wird dadurch auch ein
Versagen der mineralischen Dichtschicht wahrscheinlicher.
Durch eine ausreichend mächtige Rekultivierungsschicht können sowohl die Gefahr einer
Beschädigung der Kunststoffdichtungsbahn als auch die Gefahr von Trockenrissen in der
mineralischen Dichtschicht minimiert werden.
Der Regelaufbau bestehend aus mehrlagiger mineralischer Dichtschicht (und evt.
Kunststoffdichtungsbahn), Entwässerungsschicht und Rekultivierungsschicht kam bisher
bei einem Großteil der Deponien sowohl in Österreich, als auch international zum Einsatz.
Dies ist auch auf die gesetzlichen Bestimmungen und die damit verbundene
Rechtssicherheit zurückzuführen. So kommt z.B. eine Erhebung des Geosythetic
Research Institute (Koerner, 2008) zum Ergebnis, dass bei ca. 75 % aller
Hausmülldeponien weltweit eine mineralische Dichtschicht gesetzlich vorgegeben ist.
In den letzten Jahren haben jedoch die hohen Errichtungskosten, die Unsicherheiten in
der langfristigen Funktionsfähigkeit von mineralischer Dichtschicht und
Kunststoffdichtungsbahn sowie die Gefahr einer Trockenstabilisierung des Abfalls dazu
geführt, dass vermehrt Abweichungen vom Regelaufbau projektiert und auch bewilligt
wurden.
4.1.3. Einsatzbereiche und Standortfaktoren
Es gibt aber auch zahlreiche Argumente, die unabhängig von den gesetzlichen
Bestimmungen für den sinnvollen Einsatz des Regelaufbaus sprechen. Dies ist vor allem
die rasche und starke Reduktion der Sickerwasserneubildung, die in dieser Form mit
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 34 von 90
anderen Systemen nicht oder nur schwer erreicht werden kann. Die damit verbundenen
geringen Entsorgungskosten für das Sickerwasser sind ein gewichtiges finanzielles
Argument für DeponiebetreiberInnen.
Auch wenn ein rascher und effektiver Schutz des Grundwassers durch die sofortige
Unterbindung der Sickerwasserbildung erforderlich ist, kommt der Regelaufbau zum
Einsatz.
Darüber hinaus lassen sich folgende innere und äußere Standortfaktoren definieren, die
den sinnvollen Einsatz des Regelaufbaues maßgeblich bestimmen:
Abfalleigenschaften: ein hohes Schadstoffpotential der Abfälle kann eine sofortige
Abdichtung der Deponie und somit den Regelaufbau erforderlich machen; dabei
sind jedoch die möglichen Setzungen des Abfallkörpers zu berücksichtigen
Niederschlag: bei hohen Niederschlägen kann der Regelaufbau die sinnvollste
Alternative sein, die Sickerwasserneubildung auf das erforderliche Maß von 5 %
des Jahresniederschlages zu reduzieren
Sickerwasserfassung / Schutzgut Grundwasser: Eine mögliche Gefährdung des
Schutzgutes Grundwasser z.B. bei fehlender Sickerwasserfassung kann eine
sofortige Unterbindung der Sickerwasserneubildung erforderlich machen
Deponiegeometrie / Böschungsneigung: Bei Böschungsneigungen über 1:2 kann
die Standfestigkeit einzelner Komponenten des Regelaufbaus gefährdet sein; dies
ist durch einen Standsicherheitsnachweis zu überprüfen
Verfügbarkeit der Materialien (Kies, Lehm, Boden, etc.): Die Treibhausrelevanz
der Herstellung (v.a. durch lange Transportwege) ist zu bedenken. Ist z.B. der
Lehm für eine mineralische Abdichtung in ausreichender Menge und Qualität leicht
verfügbar, kann dies für den Regelaufbau sprechen.
Nachnutzung: Eine Nachnutzung, die eine Versiegelung oder eine Verdichtung
verursacht, oder keinen Bewuchs erlaubt, kann andere Alternativen, wie eine
Wasserhaushaltsschicht oder eine Kapillarsperre unmöglich machen.
4.1.4. Vor- und Nachteile, Kosten
Die Wesentlichen Vorteile des Regelaufbaus sind:
Stand der Technik, viel Erfahrungswerte
Rechtssicherheit für DeponiebetreiberInnen, PlanerInnen und Behörden
Rasche und starke Reduktion der Sickerwasserbildung
Geringe Kosten für die Sickerwasserentsorgung
Kurz- bis mittelfristige Unterbindung des Schadstoffaustrages
Demgegenüber stehen folgende mögliche Nachteile bzw. Einschränkungen:
Rissgefährdung tonmineralischer Dichtschichten durch Austrocknung und
mechanische Beanspruchung
Setzungsempfindlichkeit der Dichtelemente
Relativ hohe Baukosten
Standfestigkeitsproblem bei steileren Böschungen, v.a. beim Flächenfilter und bei
Folien und Vliesen
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 35 von 90
Mögliche Gefahr einer Trockenstabilisierung des Abfalls bei zu frühem Aufbringen
der Abdichtung und dadurch
o Verlängerung der Nachsorgezeiträume und Verlagerung der Problematik in
die Zukunft
o Verringerung der Gasproduktion und ineffizienter Betrieb der Gaserfassung
und Gasnutzung
Die Kosten für die Herstellung einer Abdeckung nach Regelaufbau sind (wie für alle
Abdecksysteme) beträchtlichen Schwankungen unterlegen und können daher nur als
Größenordnung angegeben werden (gemittelt über verschiedene Angaben aus Literatur
und Praxis). Der Hauptgründe für die Schwankungen liegt in der Verfügbarkeit der
Materialien.
Die Kosten für die Herstellung einer Oberflächenabdeckung nach Regelaufbau mit
Kombinationsdichtung liegen in einer Größenordnung von 50,- bis 70,- €/m2 und teilen
sich wie folgt auf:
Rekultivierungsschicht und Bewuchs: 5,- bis 15,- €/m2
Entwässerungsschicht:
o Flächenfilter: 5,- bis 10,- €/m2
o Entwässerungsbahnen: 3,- bis 5,- €/m2
Schutzvlies: 2,- bis 5,- €/m2
Kunststoffdichtungsbahn: 10,- bis 15,- €/m2
Mineralische Dichtschicht: 15,- bis 25,- €/m2
Ausgleichs- und Gasverteilungsschicht: 5,- bis 10,- €/m2
4.1.5. Wasserhaushalt und Monitoring
Die Dichtwirkung des Regelaufbaus hängt naturgemäß von der Funktionstüchtigkeit der
mineralischen Abdichtung und der Kunststoffdichtungsbahn ab.
Eine Zusammenstellung von Deponie-Testfeldern aus Deutschland (Behling, 2007) zeigt,
dass mit intakten mineralischen Dichtschichten relativ unabhängig von der
Niederschlagsmenge Sickerwassermengen von unter 30 mm/a (bei kf < 5*10-9 m/s)
bzw. unter 10 mm/a (bei kf < 5*10-10 m/s) erreicht werden. Es zeigen sich jedoch auch
bei etlichen Testfeldern (4 von 11) sprunghafte Anstiege der Sickerwassermengen auf
100 bis 200 mm/a aufgrund von Trockenrissen nach einigen Jahren.
Bei alle Testfeldern handelte es sich dabei um rein mineralische Dichtschichten ohne
Kunststoffdichtungsbahnen. Ein größeres Gefälle der Testfelder zeigte keine
Verbesserung, eine mächtigere Rekultivierungsschicht hingegen schon.
Untersuchungen aus den USA (z.B. Albright et al., 2006) zeigen eine Erhöhung des
Durchlässigkeitsbeiwertes bei mineralischen Abdichtungen innerhalb weniger Jahre um
mehrere Zehnerpotenzen. Dies verdeutlicht, dass es durch Austrocknung
tonmineralischer Abdichtungsschichten zu Trockenrissen kommen kann, wodurch die
Abdichtung praktisch unwirksam wird.
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 36 von 90
Die Ursachen, die die Dichtwirkung reduzieren können, sind im Wesentlichen
Veränderung der Materialeigenschaften aufgrund von:
Frost, Periodische Durchfeuchtung und Austrocknung
Erosion (Wind, Wasser)
Mechanische Beanspruchung durch Bodentiere und Durchwurzelung
Deponiegas
Belastung durch Verformungen und Setzungen der Deponie
Alterungsbedingte Veränderungen der Materialeigenschaften
Ein Teil dieser Ursachen kann durch entsprechende Maßnahmen verhindert oder
zumindest reduziert werden:
Das spätere Aufbringen der Abdeckung, wie es in der Deponieverordnung 2008 für
Kompartimente mit hohen biologisch abbaubaren Anteilen vorgesehen ist, reduziert die
Gefahr der negativen Auswirkungen durch Deponiegas und durch Verformungen und
Setzungen.
Eine ausreichend mächtige Rekultivierungsschicht minimiert die äußeren Einflüsse (Frost,
Austrocknung, Erosion, mechanische Beanspruchung, etc.) auf die Dichtelemente.
Darüber hinaus können folgende Maßnahmen die Lebensdauer der Dichtelemente
verlängern (nach Witt, 2006):
Verwendung von leicht- bis mittelplastischen Böden oder gemischtkörnigen
Bodenmaterialien
Einbau unterhalb des optimalen Wassergehalts der PROCTOR-Kurve reduziert die
Austrocknungsgefahr
Schutz der Abdichtung durch eine mächtige Rekultivierungsschicht mit einem
hohen Wasserspeichervermögen
Einbau einer Wurzelsperre (z.B. Geotextil) oberhalb der Entwässerungsschicht
zusätzlicher Schutz der mineralischen Abdichtung durch eine Sandschicht oder ein
Vlies, keine unmittelbare Auflagerung der Entwässerungsschicht
Für das Monitoring des Wasserhaushalts ist nach Deponieverordnung 2008 für alle
Deponieklassen außer der Bodenaushubdeponie eine Wasserbilanz zu erstellen. Dazu
sind der Niederschlag und die Verdunstungsraten zu messen oder anhand
nächstgelegener Messstationen zu ermitteln, sowie die aus dem Deponiekörper
abfließenden Deponiesickerwassermengen zu messen. Alle Werte sind als
Monatssummen darzustellen.
Die aus dem Deponiekörper austretenden Wassermengen (Sickerwasser) sind als
Prozentsatz der eingetragenen Wassermengen (Niederschläge minus Verdunstung plus
Sickerwasserrückführung) darzustellen. Dieser Prozentsatz muss als Jahresmittelwert
immer unter 5 % liegen. Dieser Grenzwert ist spätestens 5 Jahre nach der Errichtung der
endgültigen Oberflächenabdeckung (Stilllegung) einzuhalten und ab dann jährlich bis
zum Ende der Nachsorge.
Das Neuartige an diesem Ansatz ist, dass auch für den Regelaufbau eine
Funktionskontrolle erforderlich wird. Bisher war dies nicht erforderlich. Die Tatsache,
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 37 von 90
dass unter langfristigen Praxisbedingungen auch mineralische Dichtschichten und
Kunststoffdichtungsbahnen oft rascher als erwartet Schwachstellen aufweisen, macht
dieses Vorgehen sehr sinnvoll.
4.2. Geosynthetische Tondichtungsbahnen
4.2.1. Aufbau und Funktionsweise
Geosynthetische Tondichtungsbahnen („Bentonitmatten“) stellen kein eigenständiges
Abdichtungssystem dar, sondern kommen als Alternative zu herkömmlichen
mineralischen Dichtschichten beim Regelaufbau zum Einsatz, daher werden sie an dieser
Stelle behandelt.
Bentonitmatten sind ein industriell vorgefertigtes, mechanisches Verbundsystem. Dabei
wird ein quellfähiger Ton (Bentonit) beidseitig von Geotextilbahnen eingefasst und
mechanisch fixiert (vernadelt, vernäht oder geklebt). Die Bahnen sind in trockenem
Zustand in der Regel zwischen 5 und 10 mm dick. Pro m2 werden zwischen 4 und 10 kg
Bentonit verwendet.
Auf die Anforderungen an die Materialien und an die Verlegung wird an dieser Stelle nicht
näher eingegangen, sondern auf folgende Normen verwiesen:
ÖNORM S 2081-1 : 2006 „Deponien - Geosynthetische Tondichtungsbahnen –
Teil 1: Anforderungen und Prüfungen“
ÖNORM S 2081-2 : 2004 „Deponien - Geosynthetische Tondichtungsbahnen –
Teil 2: Verlegung“
In durchfeuchtetem Zustand (gequollen) weisen geosynthetische Tondichtungsbahnen
sehr geringe Durchlässigkeitsbeiwerte von kf ≤ 10-10 m/s auf.
Bei Reststoff- und Massenabfalldeponien ist der Einsatz von zwei übereinander verlegten
Bentonitmatten sinnvoll, da der rechnerische Ersatz von 60 cm mineralischer Abdichtung
durch eine Matte nur schwer zu erreichen ist. Um eine Durchwurzelung der
Bentonitmatten zu vermeiden, kann der Einsatz von Geotextilien als Wurzelsperre
sinnvoll sein.
4.2.2. Aktueller Wissensstand und Anwendungsbeispiele
Materialanforderungen an die Textilien, den Bentonit und deren Verbund, sowie
Anforderungen an die Verlegung der Bahnen gelten als wohl bekannt und normiert (z.B.
oben genannten Normen). Weiters bieten die entsprechende Empfehlung der deutschen
Gesellschaft für Geotechnik (E2-36) und das Arbeitspapier der Bund/Länder-
Arbeitsgemeinschaft Abfall (LAGA) gute Zusammenfassungen des Wissensstandes.
Offene Fragestellungen bei Bentonitmatten bestehen bzgl. der Alterungsvorgänge und
der daraus resultierenden Minderung der Scherfestigkeit sowie hinsichtlich geeigneter
Schutzmaßnahmen gegen Austrocknung und Durchwurzelung.
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 38 von 90
In Österreich gibt es etliche Anwendungsbeispiele für den Einsatz von Bentonitmatten als
Teil der Oberflächenabdeckung. So z.B. auf den Deponien Am Ziegelofen (St. Pölten),
Bauer Deponie (Fischamend) und Redlham (Attnang-Puchheim).
Auch in Deutschland werden Bentonitmatten seit über 15 Jahren auf Deponien
eingesetzt. Beim überwiegenden Teil der Anwendungen in Deutschland wurden die
Bentonitmatten als temporäre Oberflächenabdeckung eingesetzt, um in der Phase der
Hauptsetzungen die Dichtwirkung zu erreichen.
Beispiele dafür sind die Deponien Außernzell (LK Deggendorf), Nevern (LK Nordwest-
Mecklenburg), Berndshof (LK Uecker-Randow), Tagewerben (LK Weoßenfels) und Hillern
(LK Soltau-Fallingbostel).
Aber auch als Teil von endgültigen Oberflächenabdeckungen gibt es zahlreiche
Anwendungsbeispiele in Deutschland für Bentonitmatten: u.a. die Deponien Neu
Wulmsdorf (LK Harburg), Großkerbetha (LK Weißenfels), Eichenthal (LK Saale-Orla) und
Dorotheenhof (LK Demmin).
4.2.3. Einsatzbereiche und Standortfaktoren
Ein Einsatzbereich von Bentonitmatten ist die Verwendung als temporäre Abdeckung von
Deponien. Da in der ersten Phase nach Stilllegung der Deponie oft noch hohe Setzungen
und Sackungen zu erwarten sind, können Bentonitmatten aufgrund ihrer Verformbarkeit
diese Setzungen besser mitmachen als herkömmliche mineralische Dichtschichten. Für
die Zielsetzung der österreichischen Deponieverordnung bzgl. temporärer Abdeckungen
sind Bentonitmatten jedoch nicht sinnvoll, da sie keinen Wassereintrag ermöglichen.
Bentonitmatten können bei einer endgültigen Oberflächenabdeckung nach Regelaufbau
die 40 bzw. 60 cm starke mineralische Dichtschicht ersetzen. Sie sind einfacher zu
verlegen und dadurch billiger. Auch kann durch ihre geringe Dicke Deponievolumen
gewonnen werden, was v.a. bei geringmächtigen Deponien wichtig sein kann.
Häufig kommen Bentonitmatten auch im Böschungsbereich zum Einsatz. Auch hier sind
die einfache Verlegbarkeit und die Flexibilität bei Übergängen von Vorteil.
Allgemeine Standortfaktoren bei denen Bentonitmatten besonders geeignet oder
ungeeignet sind, lassen sich nicht definieren. Wichtig sind die normgemäße Herstellung
und Verlegung und v.a. ein ausreichender Schutz gegen Austrocknung und
Durchwurzelung.
4.2.4. Vor- und Nachteile, Kosten
Der Einsatz von Bentonitmatten bei Oberflächenabdeckungen bietet etliche Vorteile:
Schnelle Verlegung und einfache Handhabung
Geringe Schichtstärke – dadurch Gewinn an Deponievolumen
Schonung von Erdmaterialressourcen
Hohe Dichtwirkung
Setzungsresistenter als mineralische Dichtschichten
Restistenz gegen chemische Beanspruchungen
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 39 von 90
Demgegenüber sehen Kritiker in Bentonitmatten die negativen Eigenschaften von
mineralischen Dichtungen und von Kunststoffdichtungsbahnen vereinigt (z.B. Bothmann,
2002). Folgende Nachteile werden angeführt:
Mechanische Verletzbarkeit (z.B. durch Durchwurzelung)
Austrockungsempfindlich
Altersbedingte Materialverschlechterung
Reduktion der Dichtwirkung durch Umwandlung von Natrium- in Kalziumbentonit
um bis zu einer Zehnerpotenz
Geringere Sorptionskapazität gegenüber herkömmlichen mineralischen
Dichtschichten
Standsicherheitsgefahr bei steileren Böschungen
Bentonitmatten sind in der Regel billiger als herkömmliche mineralische Dichtschichten.
Während für eine mineralische Dichtschicht mit 15,- bis 25,- €/m2 gerechnet werden
muss, liegen die Kosten für Bentonitmatten in der Größenordnung von 5,- bis 15,- €/m2.
Dieser Unterschied liegt überwiegend im geringeren Arbeitsaufwand und nicht bei den
Materialkosten.
4.2.5. Wasserhaushalt und Monitoring
Zum Nachweis der Dichtwirkung von Bentonitmatten wird im Labor in einem
Durchlässigkeitsversuch die Permittivität ermittelt. Dies ist die Wasserdurchlässigkeit
bezogen auf die Dicke der Abdichtung.
Langjährige Feldmessungen an Oberflächenabdeckungen aus Bentonitmatten mit 1,0 bis
1,3 m Überdeckung durch Entwässerungsschicht und Rekultivierungsschicht zeigen je
nach klimatischen Bedingungen eine Sickerwasserneubildung von 5 bis 25 mm/a
(Rettig et al., 2006; Reuter, 2006; Wolfsfeld, 2005). Bei Niederschlagsmengen von
500 mm/a bis 1000 mm/a ergibt das Sickerwasserneubildungsraten von weit unter 5 %.
Erfahrungen aus den USA zeigen, dass mit einer Kombinationsdichtung aus KDB und GTD
in Relation zu allen anderen Systemen, die mit Abstand geringsten Sickerwassermengen
erreicht werden können (Heerten & Koerner, 2008).
Bei Austrocknung kann es aber zu einer deutlichen Reduktion der Dichtwirkung kommen.
Bei ausreichender Überdeckung (Auflast > 20 kPa) wird jedoch von einem zuverlässigen
Selbstheilungsvermögen ausgegangen (Reuter, 2006).
Das Monitoring für einen Aufbau einer Abdeckung mit Bentonitmatte entspricht im
Normalfall jenem eines Regelaufbaues (vgl. Kapitel 4.1.5).
4.3. Kapillarsperre
4.3.1. Aufbau und Funktionsweise
Eine viel versprechende Abdeckvariante stellt die Kapillarsperre dar. Dabei wird das
einsickernde Niederschlagswasser an einer Schichtgrenze kapillar gehalten und bei
entsprechendem Gefälle lateral abgeführt. Eine Kapillarsperre besteht aus zwei
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 40 von 90
mineralischen Schichten mit unterschiedlichen Korngrößenverteilungen: eine grobkörnige
Schicht (Kapillarblock) wird überlagert von einer feinkörnigen Schicht (Kapillarschicht).
Aufgrund des Sprungs der Porengrößen an der Schichtgrenze kommt es zu deutlich
höheren Kapillarkräften in der oberen, feinkörnigen Schicht. Das Wasser wird kapillar
gehalten, was zu höheren Wassergehalten und zu einer höheren hydraulischen
Leitfähigkeit (bei ungesättigten Verhältnissen) oberhalb der Schichtgrenze führt.
Dadurch wird das einsickernde Niederschlagswasser am Eindringen in den Kapillarblock
gehindert und über die Schwerkraft aufgrund der Hangneigung lateral abgeführt.
Die Kapillarsperre ist also kein abdichtendes System im herkömmlichen Sinn, sondern
erreicht die Dichtwirkung durch diesen Saugspannungsunterschied. Eine Kapillarsperre ist
in der Regel aus folgenden Schichten (von unten nach oben) aufgebaut:
Ausgleichsschicht
Kapillarblock
Kapillarschicht
Rekultivierungsschicht
Abbildung 4: Aufbau einer Kapillarsperre
Für den Kapillarblock ist ein grobkörniges Material von Grobsand (0,6 – 2 mm) bis
Feinkies (2 – 6,3 mm) zu verwenden. Das verwendete Material muss
verwitterungsbeständig und mechanisch beanspruchbar sein, die Korngrößenverteilung
sollte langfristig stabil sein. Die Mächtigkeit des Kapillarblocks sollte zumindest 20 cm
betragen.
Alternativ zum Kapillarblock kann auch eine Kapillarblockbahn verwendet werden, welche
aus einem 2 cm starken PEHD Abstandsgewebe, werkseitig gefüllt mit geeignetem
Material (z.B. Feinkies) besteht.
Bewuchs
Rekultivierungsschicht, mind. 1 m
Kapillarschicht, mind. 30 cm
Kapillarblock, mind. 20 cm
Ausgleichsschicht, mind. 50 cm
Abfall
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 41 von 90
Die Kapillarschicht wird aus Feinsand (0,06 - 0,2 mm) oder Mittelsand (0,2 – 0,6 mm)
hergestellt. Der Feinanteil muss möglichst gering (z.B. < 0,1 mm < 8 Gew.-%) und die
Korngrößenverteilung möglichst steil sein (U < 2,5). Es dürfen keine quellfähigen
Bestandteile enthalten sein. Die Schichtdicke muss zumindest 30 cm betragen.
Die gewählte Materialkombination muss die Filterstabilität nach Terzaghi einhalten:
d15 < 4 x D85
d15…Korndurchmesser bei 15 Gew.-% Siebdurchgang im Kapillarblock
D85… Korndurchmesser bei 85 Gew.-% Siebdurchgang in der Kapillarschicht
Für die Materialwahl der Kapillarschicht und des Kapillarblocks sind Kipprinnenversuche
zu empfehlen. Der großtechnische Einbau der Kapillarsperre ist anspruchsvoll und sollte
von erfahrenen Firmen durchgeführt werden. Wird die Schichtgrenze nicht sauber
hergestellt, kann die Dichtwirkung der Kapillarsperre massiv beeinträchtigt sein.
Auch der Einsatz von Bauschutt u.Ä. für Kapillarsperren kann ökonomisch und ökologisch
vorteilhaft sein. Die langfristige Funktionsfähigkeit (v.a. die mechanische und chemische
Stabilität) und mögliche negative Umweltauswirkungen durch die Materialien sind dabei
zu prüfen. Bezüglich der Funktionsfähigkeit gibt es schon gute Erfahrungen mit dem
Einsatz von Bauschuttmaterialien (z.B. Bauer, 1997).
Eine wichtige Rolle übernimmt die Rekultivierungsschicht. Sie muss in der Lage sein,
einsickerndes Niederschlagswasser zu speichern und zum Teil durch Evapotranspiration
wieder abzugeben und das restliche Wasser gleichmäßig über die darunterliegende
Kapillarsperre zu verteilen. Dadurch soll eine Überbelastung und ein möglicher
Durchbruch der Kapillarsperre verhindert werden.
Für die problemlose Ableitung des Wassers aufgrund der Schwerkraft, ist ein
Mindestgefälle von 1:7 notwendig. Bis zu einer Neigung von 1:2,5 ist die Herstellung der
Kapillarsperre kein Problem. Bei steileren Böschungen kann die Standfestigkeit
problematisch werden.
Die Böschungsstandsicherheit ist rechnerisch nachzuweisen, z.B. anhand der Empfehlung
„E 2-7 Gleitsicherheit der Abdichtungssysteme“ der deutschen Gesellschaft für
Geotechnik (GDA).
4.3.2. Aktueller Wissensstand und Anwendungsbeispiele
In Österreich gibt es noch wenig Erfahrung mit Kapillarsperren als Oberflächenabdeckung
von Deponien, in Deutschland jedoch fanden bereits etliche Untersuchungen dazu statt
(z.B. von der Hude, 1999; Kämpf, 1996; Sehrbrock, 2005).
Die Empfehlung der deutschen Gesellschaft für Geotechnik (E2-33) und das
entsprechende Arbeitspapier der Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Abfall (LAGA) liefern
gute Zusammenfassungen des Wissensstandes bzgl. Kapillarsperren.
Die grundsätzliche Eignung der Kapillarsperre als Oberflächenabdeckung mit der
Anforderung die Sickerwasserbildung zu minimieren gilt als nachgewiesen. Nach
derzeitigem Wissenstand wird ein Schichtaufbau bestehend aus einer Ausgleichsschicht,
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 42 von 90
einem 20 cm starken Kapillarblock (Grobsand bis Feinkies), einer 30 cm starken
Kapillarschicht (Feinsand bis Mittelsand) und einer 1 m starken Rekultivierungsschicht
empfohlen. Wesentlich ist die Hangneigung, welche zumindest 1:7 betragen soll.
Bei einem derartigen Aufbau werden mit Kapillarsperren Sickerwassermengen von unter
30 mm/a erreicht. Bei steileren Böschungen und höheren Verdunstungsraten in der
Rekultivierungsschicht werden Sickerwassermengen von unter 10 mm/a erreicht. Schon
die 30 mm/a würden praktisch in ganz Österreich das Erreichen der Vorgabe von 5 %
nach Deponieverordnung 2008 bedeuten.
Forschungsbedarf besteht bei der Dimensionierung, Bemessung und rechnerischen
Simulation des Systems, bei der Langzeitfunktionsfähigkeit sowie bei Gestaltung der
Anschlüsse und Gestaltung bei Einbauten (Sickerschächte und Gasbrunnen).
Anwendungsbeispiele in Österreich für den Einsatz einer Kapillarsperre als
Oberflächenabdeckung gibt es bisher keine. In Deutschland hingegen wurden schon seit
den 90-er Jahren etliche Deponien und Altablagerungen erfolgreich mit Kapillarsperren
abgedeckt. So z.B. die Deponien Karlsruhe, Breinermoor (LK Leer) und Heinersgrund (LK
Bayreuth), sowie die Altdeponien Buchschlag (Offenbach), Rheinfelden (LK Lörrach) und
„Monte Scherbelino“ (Frankfurth a.M.).
Auf der Deponie Breinermoor wurde die Kapillarsperre mit einer Kunststoffdichtungsbahn
kombiniert (von der Hude et al., 1999). Auf der Deponie „Am Lemberg“ (LK Ludwigsburg)
wurde die Kapillarschicht auf ebener Fläche dachförmig profiliert um den lateralen Abfluss
zu erreichen (Tschackert, 2004).
4.3.3. Einsatzbereiche und Standortfaktoren
Da für Kapillarsperren eine Mindestneigung erforderlich ist, ist deren Einsatz als
Oberflächenabdichtung vor allem im Böschungsbereich von Deponien sinnvoll.
Der Einsatz einer Kapillarsperre ohne zusätzliches Abdichtungselement ist bei Deponien
mit geringer Gasproduktion möglich. Ist die entstehende Deponiegasmenge in einer
umweltrelevanten Größenordnung, dann ist die Kombination der Kapillarsperre mit
anderen Dichtelementen oder einer Methanoxidationsschicht erforderlich.
Für den sinnvollen Einsatz einer Kapillarsperre an einem bestimmten Standort sind
folgende innere und äußere Standortfaktoren zu überprüfen:
Abfalleigenschaften (i.W. aktuelle Gasbildung und Gasbildungspotential): bei
umweltrelevanter Gasbildung ist die Kapillarsperre alleine keine Option, kann
jedoch in Kombination mit einer Methanoxidationsschicht oder eines zusätzlichen
gasdichten Elementes gut eingesetzt werden
Deponiegeometrie / Böschungsneigung: Ideale Böschungsneigung für eine
Kapillarsperre ist 1:2,5 bis 1:7; bei steileren Böschungen kann die Standsicherheit
gefährdet sein; bei flacheren Böschungen ist der Abfluss nicht gewährleistet
Niederschlag: sehr hohe Niederschläge (auch kurze Starkregenereignisse) können
die Kapillarschicht überlasten und zu Durchbrüchen führen; dies kann durch gute
Ausführung der Rekultivierungsschicht verhindert werden
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 43 von 90
Parameter, die die Evapotranspiration in der Rekultivierungsschicht beeinflussen
sind zu berücksichtigen: klimatische Faktoren (Globalstrahlung, Temperatur,
Luftfeuchtigkeit und Windstärke), Neigung und Ausrichtung der Deponieböschung
Die Verfügbarkeit der Materialien (Sand, Kies, etc.) beeinflusst die Kosten und
auch die Umweltauswirkungen (v.a. durch lange Transportwege) der
Oberflächenabdeckung wesentlich
Nachnutzung: Eine starke Verdichtung ist sowohl für die Funktion der
Kapillarschicht, als auch der Rekultivierungsschicht zu vermeiden
4.3.4. Vor- und Nachteile, Kosten
Der Einsatz einer Kapillarsperre als Oberflächenabdeckung bietet folgende Vorteile:
Starke Sickerwasserminimierung
Unempfindlich gegen Austrocknung
Kostengünstiger als der Regelaufbau
Demgegenüber stehen folgende Nachteile bzw. Einschränkungen:
Bei umweltrelevanter Deponiegasproduktion nur in Kombination mit anderen
Elementen einsetzbar
Bei flachem Gelände (< 1:10) nur mit aufwändiger Profilierung einsetzbar
In Österreich noch keine Erfahrungswerte
Die Herstellungskosten für eine Abdichtung mit Kapillarsperre lassen sich mit 30,- bis
40,- €/m2 abschätzen und teilen sich wie folgt auf:
Rekultivierungsschicht und Bewuchs: 5,- bis 15,- €/m2
Evt. Trennvlies: 2,- bis 5,- €/m2
Kapillarschicht: 5,- bis 10,- €/m2
Kapillarblock: 5,- bis 10,- €/m2
Ausgleichsschicht: 3,- bis 5,- €/m2
Sehrbrock (2003) entwickelte ein Konzept mit einer Kunststoffdichtungsbahn zwischen
Kapillarschicht und Kapillarblock und gibt dafür Kosten von 41 €/m2 an.
4.3.5. Wasserhaushalt und Monitoring
Grundsätzlich kann bis zum Erreichen der kritischen Wassermenge das gesamte
eindringende Niederschlagswasser seitlich abgeführt werden.
Diese kritische Wassermenge (Leistungsfähigkeit einer Kapillarsperre) wird durch die
maximal mögliche laterale Drainkapazität bestimmt. Dies ist die maximal abführbare
Wassermenge in Liter pro Tag und Böschungsbreite, bevor es zum Durchbruch kommt.
Sie ist abhängig von den Materialeigenschaften von Kapillarblock und Kapillarschicht und
der Böschungsgeometrie. Die laterale Drainkapazität für die gewählten Materialien ist in
Kipprinnenversuchen zu ermitteln. In der Regel werden je nach Böschungsneigung Werte
von 120 l/m*d bis 450 l/m*d erreicht (Sehrbrock, 2005).
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 44 von 90
Als Faustregel lässt sich angeben, dass bei Böschungsneigungen von 1:3
Böschungslängen von 50 m und bei Böschungsneigungen von 1:7 Böschungslängen von
20 m vollständig entwässert werden können.
Wenn die laterale Drainkapazität einer Kapillarsperre nicht ausreicht, um eine gesamte
Böschungslänge auf einmal zu entwässern, können Querdrainagen eingebaut werden.
Auch wenn die kritische Wassermenge aufgrund außergewöhnlicher
Niederschlagsereignisse erreicht wird, kommt es nur zu einer kurzfristigen Überlastung,
die Kapillarsperre erlangt danach innerhalb kurzer Zeit wieder die volle
Funktionsfähigkeit.
Eine Zusammenstellung von 14 Deponie-Testfeldern mit Kapillarsperren aus Deutschland
(Behling, 2007) zeigt, dass bei ausreichendem Gefälle (> 1:5) Oberflächenabdeckungen
mit Kapillarsperren Sickerwassermengen von < 30 mm/a erreichen. Bei steileren
Böschungen und höheren Verdunstungsraten in der Rekultivierungsschicht werden
Sickerwassermengen von < 10 mm/a erreicht. Bei vergleichsweise geringen Neigungen
(1:10 bis 1:7) sind die Sickerwassermenge mit 40 bis 50 mm/a immer noch relativ
gering. Im Vergleich mit herkömmlichen mineralischen Dichtungen zeigen die
Kapillarsperren in dieser Aufstellung ein deutlich besseres Langzeitverhalten.
Diese Werte verdeutlichen, dass die in der österreichischen Deponieverordnung 2008
geforderte Sickerwasserneubildungsrate mit Kapillarsperren bei ausreichender
Böschungsneigung unabhängig vom Jahresniederschlag (d.h. österreichweit) erreicht
werden kann.
Da es bisher keine Möglichkeit zur rechnerischen Ermittlung der Drainkapazität
bestimmter Materialien gibt, sind Kipprinnenversuche zur Ermittlung der geeigneten
Materialien und zum Nachweis der Funktionsfähigkeit sehr wichtig (z.B.
von der Hude, 1999 oder Berger, 2008).
Für die Ermittlung und Überwachung der Wassermengen, die aus dem Deponiekörper
austretenden ist eine Wasserbilanz zu erstellen. Dazu sind der Niederschlag und die
Verdunstungsraten zu messen oder anhand nächstgelegener Messstationen zu ermitteln,
sowie der Oberflächenwasserabfluss und die Sickerwassermengen zu messen.
4.4. Wasserhaushaltsschicht
4.4.1. Aufbau und Funktionsweise
Eine weitere viel versprechende Alternative zum Regelaufbau, die unter der
Voraussetzung, dass der 5 % Grenzwert erreicht wird, zulässig ist, ist die sogenannte
Wasserhaushaltsschicht. Dabei wird durch Speicherung des Niederschlagswassers und
entsprechender Verdunstung über den Boden und den Bewuchs der Wassereintrag in die
Deponie derart reduziert, dass keine herkömmliche Abdichtung oder Entwässerung
erforderlich ist.
Die Herausforderung dabei ist die richtige Wahl des Bodenmaterials und des Bewuchses
und ein fachgerechter Einbau.
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 45 von 90
Eine Wasserhaushaltsschicht ist aus folgenden Schichten aufgebaut (Wimmer et al.,
2006):
Drainschicht, zur homogenen Verteilung des eindringenden Niederschlagswassers
auf den Abfall und zur homogenen Verteilung des aufsteigenden Deponiegases auf
die Rekultivierungsschicht zur Methanoxidation
Rekultivierungsschicht bestehend aus Unterboden und Oberboden zur
Speicherung und Abgabe des Wassers
Bewuchs, standortangepasst, mit hoher Transpirationsleistung
Abbildung 5: Aufbau einer Wasserhaushaltsschicht
Die Gasdrainschicht muss langfristig eine hohe Gasdurchlässigkeit gewährleisten. Ein
Aufbau von 50 cm, grobkörnigem (mind. 16/32), kalkarmen Grobschotter hat sich bisher
bewährt. Oberhalb der Drainschicht ist der Einbau eines Trennvlieses sinnvoll, um das
Einschwemmen von Feinteilchen zu verhindern.
In Deutschland kommt teilweise unterhalb der Wasserhaushaltsschicht eine
Kunststoffdichtungsbahn zum Einsatz, um die erforderliche Sickerwasserminimierung zu
erreichen, wobei auf die Entwässerung und die Böschungsstabilität zu achten ist.
Die Wasserhaushaltsschicht muss langfristig eine ausreichende Speicherkapazität
gewährleisten. Dazu sind eine Mächtigkeit von insgesamt 2 bis 2,5 m und eine hohe
Bewuchs (Strauch-, Baumbewuchs)
Oberboden, 30 - 50 cm
Unterboden, 150 – 170 cm
Trennvlies
Gasdrainschicht, 50 cm
Abfall
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 46 von 90
Wasserspeicherfähigkeit des Materials des Unterbodens von mindestens 200 mm pro
Meter Bodenmächtigkeit erforderlich.
Der Oberboden sollte folgenden Anforderungen entsprechen (Wimmer et al., 2006):
Mächtigkeit: 30 bis 50 cm
Sandig – schluffig (Grobanteil (> 2mm) < 20 Masse-%)
Wasserleitfähigkeit: 10 bis 50 cm/d
Humusgehalt: > 3 Masse-%
pH-Wert: 6 bis 8
Elektrische Leitfähigkeit: < 500 µS/cm
Kationenaustauschkapazität: > 80 % Ca, > 5 % Mg, > 2 % K, < 1 % Na
C:N-Verhältnis: 10:1 bis 15:1
An den Unterboden werden folgende Ansprüche gestellt:
Mächtigkeit: 150 bis 170 cm
Schluff, Lehm, Lössboden
Wasserleitfähigkeit: 1 bis 10 cm/d
Karbonatanteil: 1 bis 15 Masse-%
Humusgehalt: < 0,5 Masse-%
Elektrische Leitfähigkeit: < 100 µS/cm
Kationenaustauschkapazität: > 80 % Ca, > 5 % Mg, > 2 % K, < 1 % Na
Bei der Aufbringung des Substrates ist darauf zu achten, dass es zu wenig Verdichtungen
kommt, da diese den Grob- und Mittelporenanteil verringern und somit sowohl die
Wasserspeicherfähigkeit, als auch die erforderliche Gaswegigkeit für die Methanoxidation
vermindern würden. Außerdem behindert eine zu starke Verdichtung das
Wurzelwachstum und die Wuchskraft der Pflanzen, was sich negativ auf die
Transpirationsleistung auswirkt.
Soll die Wasserhaushaltsschicht auch methanoxidierende Funktion übernehmen, sind
zusätzlich noch folgende Kriterien einzuhalten, welche im Kapitel 4.5 noch näher
beschrieben werden:
Humusgehalt > 5 Masse-%
Luftgefüllte Poren bei Wasserkapazität: 15 – 20 Vol%
Generell sind für eine Wasserhaushaltsschicht eher feinkörnige Materialien erforderlich
und für eine Methanoxidationsschicht eher grobkörnige. Jedoch kann in der Regel ein
sandig-schluffiges Bodenmaterial mit Anteilen an stabiler Organik beiden Anforderungen
entsprechen. Es handelt sich auch um zeitlich versetzte Prozesse: in der ersten Phase
(z.B. als temporäre Abdeckung) steht die Methanoxidation im Vordergrund und ein
Wassereintrag ist erwünscht. In weiterer Folge nimmt die Gasbildung ab und die
Minimierung der Sickerwasserbildung tritt in den Vordergrund. Durch natürliche Setzung
und Konsolidierung der Rekultivierungsschicht, durch Bodenverbesserung und durch das
Aufbringen eines geeigneten Bewuchses, kann diesen zeitlich versetzten Anforderungen
entsprochen werden.
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 47 von 90
Für den Bewuchs sollten lokale Pflanzen Verwendung finden. Als Endstufe der Begrünung
ist idealerweise ein Baumbestand mit einer Strauchschicht vorzusehen. Pappeln sind
aufgrund der hohen Wasseraufnahmeraten, des schnellen Wachstums sowie der raschen
Wurzelwachstumsraten gut geeignet (Aitchinson, 2003). Weiden bieten ähnliche Vorteile
wie Pappeln und sind gut einsetzbar. Robinien, Eichen und Kiefern besitzen hohe
Verdunstungsleistungen, ihre tiefen Wurzeln sind jedoch zu beachten.
4.4.2. Aktueller Wissensstand und Anwendungsbeispiele
Zum Thema Wasserhaushaltsschichten wurden bereits etliche Untersuchungen
durchgeführt: In Österreich z.B. am AIT - Austrian Institute of Technology
(Reichenauer, 2001; Wimmer et al., 2006) oder am Institut für Kulturtechnik und
Bodenwasserhaushalt des Bundesamtes für Wasserwirtschaft (z.B. Schmid, 2006).
Auch International gab es im letzten Jahrzehnt einige große Forschungsvorhaben zu
Wasserhaushaltsschichten: So z.B. in den USA (Albright et al., 2004; Benson et al.,
2002; Dwyer et al., 2000; Dwyer, 2003) und in Deutschland (Egloffstein, 2008; Melchior,
2005; Bönecke, 2001). Zum Nachweis der Wirksamkeit von Wasserhaushaltsschichten
wurde in Deutschland ein Forschungsvorhaben zur Validierung und Anpassung des
Simulationsmodells HELP für deutsche Verhältnisse durchgeführt (Berger et al., 1998).
Als gut erforscht gelten die Anforderungen an das Material und an den Aufbau. Nach
derzeitigem Wissensstand wird mit einem Schichtaufbau, bestehend aus 30 bis 50 cm
Gasverteilungsschicht (grobkörnig, kalkarm), 150 bis 170 cm Unterboden, 30 bis 50 cm
Oberboden und einem Bewuchs aus Strauch- und Baumbestand unter kontinental
geprägten mitteleuropäischen Klimabedingungen bei einem Jahresniederschlag von bis zu
900 mm eine Sickerwasserbildungsrate von unter 10 % erreicht. Es herrscht die Meinung
vor, dass die nach Deponieverordnung geforderten 5 % nur bei Niederschlägen bis ca.
700 mm möglich sind.
Weiterer Forschungsbedarf besteht v.a. hinsichtlich der langfristigen Entwicklung. Es wird
zwar davon ausgegangen, dass sich die Funktionsfähigkeit mit der Zeit verbessert,
langfristige Daten dazu gibt es bisher jedoch keine. Ein wichtiger Punkt ist auch die Frage
nach dem geeigneten Schichtaufbau, der die beiden Funktionen Wasserhaushalt und
Methanoxidation optimal verbindet.
Für die zukünftige Anwendung der Wasserhaushaltsschicht in der Praxis wären die
folgenden beiden Entscheidungshilfen wünschenswert:
Eine Österreichkarte mit der Darstellung der Regionen in denen mit
Wasserhaushaltsschichten die Sickerwasserneubildungsrate von < 5 % erreicht
werden kann. Dies würde Planer und Behörden helfen einzuschätzen, ob eine
Wasserhaushaltsschicht überhaupt in Frage kommen kann.
Bodendreiecke mit der Darstellung, welche Böden bei bestimmten Bedingungen
generell geeignet sind. Dies würde Deponiebetreiber und deren Planer bei der
Wahl eines geeigneten Bodenmaterials helfen.
In Österreich gibt es bisher in der Praxis nur ein Anwendungsbeispiel, bei dem eine
Wasserhaushaltsschicht ohne ein darunterliegendes Abdichtungselement als endgültige
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 48 von 90
Oberflächenabdeckung ausgeführt wurde: Bei der Baurestmassendeponie „Langes Feld“
wird eine Schicht aus 2 bis 2,5 m Erde aus einem Vererdungsprozess als
Wasserhaushaltsschicht aufgebracht. Bei einigen weiteren Deponien gibt es
Überlegungen dazu (z.B. NUA-Deponie Waidhofen/Thaya).
International gibt es etliche Beispiele für den Einsatz von Wasserhaushaltsschichten:
In Deutschland wurden z.B. die Deponien Wannsee (Berlin) und Eckerkoppel (Hamburg)
mit Wasserhaushaltsschichten ohne zusätzliches Abdichtungselement abgedeckt.
In den USA wurden schon seit Anfang der 90-er Jahre etliche Wasserhaushaltsschichten
mit Baumvegetation auf Deponien ausgeführt (z.B. Deponie Lakeside).
4.4.3. Einsatzbereiche und Standortfaktoren
Hauptziel einer Wasserhaushaltsschicht ist die Reduktion der Sickerwasserneubildung auf
das erforderliche Maß, nicht aber die völlige Abdichtung des Deponiekörpers. Dadurch
kommt es zu einem Zutritt von Niederschlagswasser in den Deponiekörper, wodurch der
mikrobielle Abbau der organischen Substanzen im Abfall ermöglicht bzw. beschleunigt
wird. Dies bedeutet aber auch, dass es zur Neubildung von kontaminiertem Sickerwasser
kommen kann.
Der Einsatz der Wasserhaushaltsschicht ist vor allem sinnvoll,
in niederschlagsarmen Gebieten (z.B. Ostösterreich), wo die Anforderungen an die
Sickerwasserneubildungsrate (< 5%) erreichbar sind
bei Deponien mit hohen Anteilen organisch abbaubarer Abfälle, bei denen eine
temporäre Abdeckung erforderlich ist
wenn keine akute Gefährdung des Grundwassers durch kontaminiertes
Sickerwasser besteht
Folgende innere und äußere Standortfaktoren sind für den sinnvollen Einsatz einer
Wasserhaushaltsschicht zu überprüfen:
Niederschlag: bei sehr hohen Niederschlägen reicht die Speicherfähigkeit und die
Evapotranspiration nicht aus, um die erforderliche Dichtwirkung zu erzielen
Klimatische Faktoren (Globalstrahlung, Temperatur, Luftfeuchtigkeit und
Windstärke) sowie die Neigung und die Ausrichtung der Deponieböschung
beeinflussen die Verdunstung
Deponiegeometrie / Böschungsneigung: Mit Wasserhaushaltsschichten sind in der
Regel steilere Böschungen als beim Regelaufbau möglich; jedoch auch hier ist bei
Neigungen > 1:2 der Standfestigkeitsnachweis von großer Wichtigkeit;
Böschungsneigungen erhöhen den Oberflächenwasserabfluss und beeinflussen
somit die Wasserbilanz positiv;
Sickerwasserfassung / Schutzgut Grundwasser: Eine mögliche Gefährdung des
Schutzgutes Grundwasser durch die Sickerwasserbildung ist zu prüfen
Die Verfügbarkeit der Materialien (Kies, Boden, etc.) beeinflusst die Kosten und
die Umweltauswirkungen (v.a. durch lange Transportwege) der
Oberflächenabdeckung wesentlich
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 49 von 90
Nachnutzung: Bei einer Nachnutzung, die eine erhebliche Verdichtung der
Abdeckschicht oder eine Versiegelung der Fläche erfordert, ist eine
Wasserhaushaltsschicht nicht möglich. Der Bewuchs ist wesentlicher Teil des
Systems – dies ist bei der Nachnutzung zu berücksichtigen.
4.4.4. Vor- und Nachteile, Kosten
Eine Wasserhaushaltsschicht bietet gegenüber anderen Abdecksystemen folgende
wesentlichen Vorteile:
Einfaches, natürliches System
Wenig Betriebs- und Wartungsaufwand (geringer Aufwand zur Bewuchspflege,
keine Entwässerungseinrichtungen, etc.) und dadurch langfristig kostengünstig
Langfristige Funktionsfähigkeit, da Beeinträchtigungen der Dichtwirkung durch
mechanische Beanspruchung (Setzungen, etc.) kaum zu befürchten sind
Kombination von Methanreduktion und Wasserhaushaltsoptimierung möglich
Offenes System, daher keine Trockenstabilisierung des Abfalls
Ressourcenschonung durch den Einsatz von Bodenaushub oder Erde
Demgegenüber stehen folgende Nachteile bzw. Einschränkungen:
Gesetzliche Anforderungen (5 % Grenzwert) in niederschlagsreichen Gebieten
schwer oder gar nicht zu erreichen
Mehrere Jahren bis zur vollen Wirksamkeit erforderlich
Monitoringaufwand (siehe unten)
Nachnutzungseinschränkungen
Die Kosten für eine Wasserhaushaltsschicht lassen sich mit 30,- bis 50.- €/m2
abschätzen, die sich wie folgt aufteilen:
Oberboden und Bewuchs: 5,- bis 15,- €/m2
Unterboden: 10,- bis 25,- €/m2
Trennvlies: 2,- bis 5,- €/m2
Ausgleichs- und Gasverteilungsschicht: 5,- bis 10,- €/m2
Bei Wasserhaushaltsschichten spielt die Verfügbarkeit des Bodenmaterials eine große
Rolle. Allgemeingültige Angaben zu Herstellungskosten lassen sich daher nur schwer
abschätzen. Durch den Einsatz von Bodenaushub oder Erde können die Kosten deutlich
gesenkt werden. Dabei sind die Anforderungen der Deponieverordnung 2008 (Anhang 3)
zu berücksichtigen.
4.4.5. Wasserhaushalt und Monitoring
Die Dichtwirkung des Systems und damit die zu erwartenden Sickerwassermengen sind
im Wesentlichen von folgenden Parametern abhängig:
Bodeneigenschaften und Mächtigkeit
Bewuchs
Niederschlag, Verdunstung und Oberflächenwasserabfluss
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 50 von 90
Über die erreichbare Dichtwirkung gibt es zahlreiche Untersuchungen und
unterschiedliche Angaben in der Literatur:
Nach Wimmer et al. (2006) kann in Gebieten mit Klimabedingungen entsprechend einem
kontinental geprägten mitteleuropäischen Raum durch Wasserhaushaltsschichten (mit
Gehölz bepflanzt) bei Niederschlagsmengen bis zu 900 mm eine Sickerwasserbildung von
unter 10 % des Niederschlages erreicht werden.
Auch Gomiscek (1999) ermittelte in Lysimeterversuchen mit einem Erde-Kompost-
Gemisch und einem raschwüchsigen Bewuchs eine Sickerwasserneubildungsrate von
unter 10 % des Niederschlages (bei NS = 700 mm).
Egloffstein & Burkhardt (2007) geben an, dass die Sickerwasserneubildungsraten von
unter 10 % in Gebieten mit Niederschlägen über 650 mm/a nicht erreicht werden
können. Wolfsfeld & Arlt (2004) ermittelten in Lysimetern eine
Sickerwasserneubildungsrate von 15 % (bei 100 mm Bodenschicht) bzw. 6 % (bei
200 mm Bodenschicht).
Ergebnisse eines Forschungsprojektes aus den USA („Alternative Cover Assessment
Project - ACAP)“ zeigen, dass die Leistungen von Wasserhaushaltsschichten an ariden,
semiariden und subhumiden Standorten mit denen konventioneller mehrlagiger
Oberflächenabdichtungen vergleichbar sind. An humiden Standorten jedoch konnten sie
das Ziel, die Sickerwassermenge effektiv zu reduzieren, nicht erreichen (Albright et al.,
2004). An humiden Standorten wurden mit Wasserhaushaltsschichten (Baumbewuchs)
Sickerwasserraten von 10 bis 18 % erreicht.
Für das Monitoring der Funktionsweise der Wasserhaushaltsschicht hat nach
Deponieverordnung 2008 die Messung der maßgeblichen Parameter in-situ zu erfolgen.
Das bedeutet, dass die geforderte Sickerwasserneubildungsrate von unter 5 % des
Jahresniederschlages durch Einbau und Betrieb von Lysimetern oder Druckpotential- und
Wassergehaltssensoren (Tensiometer) nachzuweisen ist.
Als Lysimeter können abgedichtete Versuchsfelder mit mehreren Metern Seitenlänge oder
kleinere Gefäße ( 1 m mit Kippwaage) zum Einsatz kommen. Wichtig ist, dass einfache
Systeme, mit wenig Betriebs- und Wartungsaufwand zum Einsatz kommen um eine
möglichst lange Funktionsfähigkeit zu gewährleisten.
Wertvolle Hinweise zur Herstellung von Lysimetern finden sich auf der Homepage der
österreichischen „Arbeitsgruppe Lysimeter“ (http://www.lysimeter.at) und in der
entsprechenden Empfehlung der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik (E5-07).
Durch Tensiometer kann das Beobachtungsnetz verdichtet werden und die Sicherheit bei
Ausfall eines Systems erhöht werden. Bei kleineren Deponien können die Sensoren auch
anstelle der Lysimeter verwendet werden. Die Tensiometer werden im untersten Bereich
der Wasserhaushaltsschicht eingebaut und messen Wassergehalt und Saugspannung.
Aus den Veränderungen kann die Wassermenge abgeleitet werden, die an der Meßstelle
nach unten aussickert. Ist die Saugspannung höher als die Feldkapazität, wird das
Wasser entgegen der Schwerkraft gehalten und es kommt zu keiner Sickerwasserbildung.
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 51 von 90
Die klimatischen Größen für den Wasserhaushalt (Niederschlag, Temperatur, etc.) sollten
direkt auf der Deponiefläche gemessen werden. Werden nähergelegene Meßstationen
herangezogen, ist die Übertragbarkeit dieser Werte zu überprüfen.
Das Monitoring wird idealerweise von einer unabhängigen Stelle durchgeführt, oder
zumindest von einer unabhängigen Stelle überprüft.
Weiters muss schon im Vorhinein ein Projekt vorgelegt werden, in dem die geforderte
Sickerwasserminimierung durch Vorversuche und Modellrechnungen nachgewiesen wird.
Der Nachweis durch Vorversuche kann erfolgen durch:
Ermittlung der Wasserspeicherfähigkeit des Bodens
Ermittlung der Wasserleitfähigkeit des Bodens
Ermittlung der Wirksamkeit des Gesamtsystems in Lysimetern
Der Nachweis durch Modellrechnungen kann mittels speziell für die Simulation von
Deponieoberflächenabdeckungen entwickelten Programmen erfolgen, wie z.B.:
Wasserhaushaltsmodell HELP (Hydrologic Evaluation of Landfill Performance)
Wasserhaushaltsmodell BOWAHALD (Bodenwasserhaushalt von Halden),
oder anhand von allgemeinen Bodenwasserhaushaltsmodellen (z.B. HYDRUS, UNSAT-H).
In der deutschen GDA-Empfehlung „E2-30 Modellierung des Wasserhaushalts der
Oberflächenabdichtungssysteme“ wird das HELP-Modell empfohlen. Das HELP-Modell liegt
in einer deutschen Weiterentwicklung vor (Berger, 2002). Mit dem Modell können alle
wichtigen Wasserhaushaltsgrößen für Abdecksysteme abgeschätzt werden.
Eine deutsche Untersuchung (Berger, 1998) zeigt eine gute Übereinstimmung der
gemessenen und der berechneten Werte bei den maßgeblichen Prozessen wie
Verdunstung, Versickerung und Speicherung im Boden. Wimmer et al. (2006) hingegen
erreichten keine befriedigende Übereinstimmung beim Vergleich der mittels HELP
prognostizierten Sickerwassermengen mit real gemessenen Felddaten. Hier besteht
sicher noch Forschungsbedarf, v.a. bezüglich einer exakteren Bestimmung der
Eingangsparameter und einer Verbesserung der Algorithmen der Modellrechnung.
Die Ergebnisse aus Modellrechnungen können gute Richtwerte liefern, die exakteren
Aussagen sind jedoch aus Vorversuchen und in weiterer Folge v.a. aus dem
Betriebsmonitoring zu erzielen.
4.5. Methanoxidationsschicht
4.5.1. Aufbau und Funktionsweise
Methanoxidationsschichten sind Oberflächenabdeckungen, mit der Hauptfunktion,
geeignete Lebensbedingungen für methanoxidierende Mikroorganismen zu schaffen.
Dabei wird Methan von den Mikroorganismen im aeroben Milieu zu Kohlenstoffdioxid und
Wasser, sowie Wärme und Biomasse umgewandelt:
CH4 + 2O2 => CO2 + 2H2O + Energie
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 52 von 90
Durch diesen natürlichen Prozess wird das Methan des ausströmenden Deponiegases
innerhalb der Oberflächenabdeckung auf ein umweltverträgliches Maß reduziert.
Die Mikroorganismen benötigen für diesen Prozess:
Methan und Sauerstoff
Wasser und Nährstoffe
Geeignete Umgebungstemperatur
Eine Methanoxidationsschicht ist in der Regel wie folgt aufgebaut:
Gasverteilungsschicht, mit einer hohen Gasdurchlässigkeit, um das Deponiegas
homogen auf die darüber liegende Oxidationsschicht zu beaufschlagen
Oxidationsschicht, in der die Lebensbedingungen der methanotrophen
Mikroorganismen optimiert und möglichst konstant gehalten werden
Abbildung 6: Aufbau einer Methanoxidationsschicht
Die hohe Wirksamkeit einer Methanoxidationsschicht wird durch die geringe
Flächenbelastung (aufgrund der großen Fläche) erreicht. Wesentliche Voraussetzung
dafür ist, dass das Gas gleichmäßig auf die Methanoxidationsschicht beaufschlagt wird.
Dazu ist eine Gasverteilungsschicht unumgänglich. Diese muss langfristig eine hohe
Gasdurchlässigkeit gewährleisten. Ein Aufbau von 50 cm, grobkörnigem (mind. 16/32),
kalkarmen Grobschotter hat sich bisher bewährt.
Eine Möglichkeit besteht im Einsatz von Recyclingmaterialien (z.B. Bauschutt) als
Gasverteilungsschicht. Dabei ist der Nachweis der langfristigen Funktionsfähigkeit (v.a.
der physikalischen und chemischen Stabilität der Materialien) von großer Bedeutung und
mögliche negative Umweltauswirkungen durch die Materialien sind zu prüfen.
Bewuchs
Oxidationsschicht, mind. 1,2 m
Gasverteilungsschicht, 50 cm
Abfall
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 53 von 90
Die Oxidationsschicht selbst sollte aus grobkörnigen, strukturstabilen Substraten mit
hohem Anteil stabiler organischer Substanz aufgebaut sein und folgende Anforderungen
erfüllen (Huber-Humer et al., 2008):
ausreichende Gaspermeabilität, damit Luftsauerstoff von oben und Methan von
unten in die Schicht eindringen kann
die Zumischung von stabilem Strukturmaterial, wie z.B. Holzhäcksel erhöht die
Gaspermeabilität langfristig
hohe Anteile organischer Substanz, wegen der positiven Wirkung auf
Wasserspeicherfähigkeit und Luftporenvolumen
ausreichende Reife der organischen Substanz
keine Hemmstoffe, wie z.B. Ammonium oder Nitrit
Die besten Erfahrungen wurden bisher mit Oxidationsschichten bestehend aus reifen
Komposten mit ausreichendem Anteil an Strukturmaterial gemacht. Komposte verfügen
über eine hohe Strukturstabilität, eine hohe Wasserspeicherfähigkeit, eine gute
Nährstoffverfügbarkeit und eine hohe Wärmespeicherfähigkeit. Durch diese
Eigenschaften kommen Komposten den Anforderungen der Mikroorganismen entgegen.
Die Mindestdicke der Oxidationsschicht sollte beim Einbau 1,2 m betragen. Damit ist
gewährleistet, dass nach natürlichen Setzungs- und Konsolidierungsprozessen eine
langfristige Mächtigkeit von zumindest einem Meter bestehen bleibt. Die Maximalhöhe ist
dadurch beschränkt, dass in die gesamte Oxidationsschicht Sauerstoff eindringen sollte.
In Abhängigkeit des verwendeten Materials, ist das bis 2 – 2,5 m gewährleistet. Darüber
hinaus bestimmt auch die Art der Bepflanzung die erforderliche Mächtigkeit.
4.5.2. Aktueller Wissensstand und Anwendungsbeispiele
Der Einsatz der mikrobiellen Methanoxidation in Biofiltern, Methanoxidationsfenstern und
Methanoxidationsschichten zur Reduktion von Deponiegasemissionen wird seit mehr als
einem Jahrzehnt in Österreich und international intensiv erforscht.
In Österreich wurden Untersuchungen u.a. am Institut für Abfallwirtschaft der Universität
für Bodenkultur (Huber-Humer, 2004) am Institut für Bodenforschung der Universität für
Bodenkultur, (Watzinger et al., 2005), am AIT Austrian Institute of Technology
(Reichenauer, 2001), sowie von der Niederösterreichischen Umweltschutzanstalt NUA
(Amann, 2006) durchgeführt.
Internationale Forschungsaktivitäten zu Methanoxidationsschichten finden u.a. in
Deutschland (Gebert, 2006; Felske, 2003), in Dänemark (Kjeldsen et al., 2007;
Scheutz et al., 2004) und in den USA (Bogner et al., 2005) statt. Derzeit laufen z.B.
große Projekte in Deutschland (MiMethox) und in Dänemark (Biocover).
Als mittlerweile gut erforscht gelten die Anforderungen an die verwendeten Materialien
und an den Aufbau der Methanoxidationsschicht. Auch über die erreichbaren Abbauraten
bei unterschiedlichen Rahmenbedingungen gibt es etliche Untersuchungen.
Nach derzeitigem Wissensstand wird mit einem Schichtaufbau, bestehend aus 30 bis
50 cm Gasverteilungsschicht und 100 bis 150 cm Oxidationsschicht aus einem Gemisch
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 54 von 90
aus reifem Kompost (hohe Anteile stabiler organischer Substanz) mit Strukturmaterial
(hohe Gaspermeabilität) bei durchschnittlichen österreichischen Klimabedingungen
ganzjährig eine Methanfracht von 25 kg CH4/m2a problemlos abgebaut. Die maximale
Flächenbelastung, die in der Regel bei idealen Bedingungen noch vollständig abgebaut
werden kann liegt bei ca. 60 kg CH4/m2a. Diese Werte bedeuten, dass bei
durchschnittlichen Bedingungen der Methangrenzwert nach Deponieverordnung für
temporäre Abdeckungen (siehe 2.1.1) auch bei Deponien mit relevanter Gasbildung
problemlos eingehalten werden kann.
Weiterer Forschungsbedarf besteht beim Nachweis der Methanoxidation im Feld und den
dafür erforderlichen Messungen, sowie bei den Kombinationsmöglichkeiten mit anderen
Abdeckungselementen (wie z.B. Kapillarsperren, Wasserhaushaltsschicht) im Hinblick auf
die gesetzlich erforderliche Sickerwasserminimierung.
Anwendungsbeispiele für den erfolgreichen Einsatz von Methanoxidationsschichten gibt
es etliche. In Österreich wurden bisher 3 Deponien der Niederösterreichischen
Umweltschutzanstalt mit Methanoxidationsschichten aus Klärschlammkomposten
abgedeckt (Tulln, St. Valentin und Ameis). Dabei wurden die Abdeckschichten temporär
auf ca. 20 Jahre bewilligt. Die Methanoxidationsraten liegen bei allen 3 Deponien
großteils über 90 %. Eine weitere Altablagerung in Braunau wurde ebenfalls vollflächig
mit einer Methanoxidationsschicht abgedeckt und bei mehreren Deponien wurden
Methanoxidationsfenster installiert (Amstetten, Pausendorf, Oberaich).
International gibt es etliche große Forschungsprojekte mit Versuchsfeldern, aber
großflächige Anwendungsbeispiele gibt es bisher noch kaum.
4.5.3. Einsatzbereiche und Standortfaktoren
Hauptzweck einer Methanoxidationsschicht ist die Reduktion der Methanemission. Daher
ist der Einsatz einer solchen Oberflächenabdeckung bei Deponien sinnvoll, deren
Gasproduktion noch umweltrelevante Methanemissionen verursacht, aber eine
energetische Nutzung des Gases nicht mehr möglich oder sinnvoll ist.
Die untere Grenze der relevanten Gasbildung wird von Huber-Humer et al. (2008) mit ca.
3 kg CH4/m2a angegeben. Die obere Grenze stellen die verfahrensabhängigen Werte für
Methanfracht und Methankonzentration zur energetischen Nutzung des Gases dar. Wird
eine Methanoxidationsschicht zusätzlich zu einer aktiven Entgasung eingesetzt gilt diese
obere Grenze natürlich nicht.
Idealer Einsatzbereich einer Methanoxidationsschicht ist die erste Phase nach der
Schließung einer Deponie mit hohen Anteilen organischer Abfälle in Form von temporären
Abdeckungen. Dabei kann die Methanemission stark reduziert werden und ausreichend
Wasser in den Deponiekörper eindringen um die Deponiegasproduktion zu forcieren.
Dies kann auch zusätzlich zu einer aktiven Entgasung sinnvoll sein, um die
Deponiegasproduktion zu fördern und gleichzeitig die Restemissionen zu minimieren.
Auch in Kombination mit In-Situ Aerobisierungsmaßnahmen kann eine
Methanoxidationsschicht sinnvoll sein. Dadurch kann der Wassergehalt für den aeroben
Abbau optimiert werden und Restemissionen reduziert werden.
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 55 von 90
Folgende innere und äußere Standortfaktoren sind entscheidend für den sinnvollen
Einsatz einer Methanoxidationsschicht:
Abfalleigenschaften (i.W. aktuelle Gasbildung und Gasbildungspotential): eine
geringe Gasbildung macht eine Methanoxidation überflüssig; bei einer sehr hohen
Gasbildung ist eine energetische Nutzung sinnvoller
Deponiegeometrie / Böschungsneigung: Böschungen bis 1:2,5 sind in der Regel
kein Problem; bei steileren Böschungen kann die Standsicherheit gefährdet sein;
Niederschlag: sehr hohe Niederschläge können die Gaspermeabilität negativ
beeinflussen; sehr geringe Niederschläge können zur Austrocknung der
Abdeckschicht und damit zum Erliegen der Methanoxidation führen
Temperatur: sehr niedrige Temperaturen über längere Zeiträume können die
mikrobielle Aktivität negativ beeinflussen
Sickerwasserfassung / Schutzgut Grundwasser: Eine mögliche Gefährdung des
Schutzgutes Grundwasser durch die Sickerwasserbildung ist zu prüfen
Die Verfügbarkeit der Materialien (Kies, Kompost, etc.) beeinflusst die Kosten und
auch die Umweltauswirkungen (v.a. durch lange Transportwege) der
Oberflächenabdeckung wesentlich
Nachnutzung: Bei einer Nachnutzung, die eine erhebliche Verdichtung der
Abdeckschicht oder eine Versiegelung der Fläche erfordert, ist eine
Methanoxidationsschicht nicht sinnvoll
4.5.4. Vor- und Nachteile, Kosten
Der Einsatz von Methanoxidationsschichten bietet etliche Vorteile:
Einfaches, natürliches System
Wenig Betriebs- und Wartungsaufwand
Ideal einsetzbar als temporäre Abdeckung
Ressourcenschonung durch den Einsatz von Bodenaushub oder Kompost
Demgegenüber stehen folgende Nachteile bzw. Einschränkungen:
Gesetzliche Anforderungen (Sickerwasserneubildungsrate) ohne zusätzliches
Dichtelement nur schwer zu erreichen
Monitoringaufwand
Nachnutzungseinschränkungen
Bisherige Erfahrungswerte für die Herstellungskosten von Methanoxidationsschichten mit
Gasverteilungsschicht und Oxidationsschicht aus Kompost und Strukturmaterial liegen bei
20 bis 30.- Euro pro m2 und teilen sich wie folgt auf:
Oxidationsschicht und Bewuchs: 15,- bis 25,- €/m2
Ausgleichs- und Gasverteilungsschicht: 5,- bis 10,- €/m2
Die Kosten liegen damit deutlich unter jenen eines herkömmlichen Aufbaues mit Dicht-
und Entwässerungselement und auch unter jenen einer Wasserhaushaltsschicht. Jedoch
stellt die Methanoxidationsschicht mit diesem Aufbau noch keine endgültige
Oberflächenabdeckung dar, wodurch es noch zu zusätzlichen Kosten kommt.
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 56 von 90
4.5.5. Wasserhaushalt und Monitoring
Methanoxidationsschichten werden ohne zusätzliches Dichtelement ausgeführt. Daher
dringt eine bestimmte Menge an Niederschlagswasser in den Deponiekörper ein.
Dies kann einerseits in Form einer temporären Abdeckschicht genützt werden um
ausreichend Wasser zum mikrobiellen Abbau organischer Abfälle in den Deponiekörper zu
bringen. Andererseits kann bei endgültigen Abdeckungen die Ausführung derart erfolgen,
dass die Sickerwasserneubildungsrate minimiert wird:
Bei Ausführung der Methanoxidationsschicht ähnlich einer Wasserhaushaltsschicht (hohes
Wasserspeichervermögen, Bewuchs mit hoher Transpirationsleistung, etc.) kann die
Sickerwasserneubildungsrate in Ostösterreich (mit NS < 700 mm/a) auf < 5 % des
Jahresniederschlages reduziert werden.
In niederschlagsreicheren Gegenden, wenn die 5 % nicht erreicht werden, können z.B.
Drainagerohre in die Gasverteilungsschicht eingelegt werden, oder die
Gasverteilungsschicht kann in Form einer Kapillarsperre (und damit als Dichtelement
gegenüber Wasser) ausgeführt werden.
Beim Einlegen von Drainagerohren in die Gasverteilungsschicht ist darauf zu achten, dass
kein Gas durch diese Rohre entweichen kann. Dies kann z.B. durch die Ausgestaltung
eines Siphons erreicht werden.
Die Kombination von Kapillarsperre und Methanoxidationsschicht erscheint sehr sinnvoll,
da sich dabei zwei natürliche Systeme in ihrer Wirkung hinsichtlich Gas und Wasser
ergänzen. Untersuchungen in Deutschland (Berger, 2008) zeigen gute Resultate beim
Einsatz dieser Kombination auf einer großmaßstäblichen Versuchsanlage.
Die Leistungsfähigkeit bzgl. des Methanabbaus hängt stark von den verwendeten
Materialien und dem Aufbau ab. Bei guter Ausführung der Methanoxidationsschicht
können bei durchschnittlichen österreichischen Klimabedingungen ganzjährig
Methanfrachten von 25 kg CH4/m2a problemlos abgebaut werden.
Dies entspricht (bei einer Schütthöhe von 15 m) ungefähr einer Deponiegasproduktion
von 5 m3 Deponiegas pro Tonne Abfall und Jahr, was der durchschnittlichen
Gasproduktion einer älteren Hausmülldeponie entspricht. Sind vorbehandelte MBA-
Materialien oder teilweise inerte Abfälle abgelagert ist der Wert noch geringer.
Die maximale Flächenbelastung, die in der Regel unter idealen Bedingungen noch
vollständig abgebaut werden kann, liegt bei ca. 60 kg CH4/m2a. Dies entspricht ungefähr
der Gasproduktion jüngerer Deponien mit hohen Anteilen unvorbehandelter organischer
Abfälle.
Für das Monitoring zur Überprüfung der Methanoxidationsschicht wird im Leitfaden zur
Methanoxidation (Huber-Humer et al., 2008) folgendes empfohlen:
Abnahmeprüfung über das erste Jahr:
o Qualitative Methanmessung mittels FID, 4 x pro Jahr (20 x 20 m Raster)
o Quantitative Methan- und CO2-Messungen (mittels Trichter, Messkammern
oder Messtunnel), 2 x pro Jahr
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 57 von 90
Laufendes Monitoring, 1 x pro Jahr
o FID-Rastermessung, 30 x 30 m
o Bei Bedarf, basierend auf den Ergebnissen der FID-Rastermessungen
Methanmassenstrom-Bestimmungen
o Kontrollpegel für tiefengestaffelte Temperatur- und
Gaskonzentrationsmessungen (CH4, O2, CO2) in der Abdeckschicht
o Feststoffuntersuchungen (Bodenbohrer/Schlagsonden), alle 5 - 10 Jahre;
Mineralisierungsverlauf (GV, TOC, AT4), Nährstoffsituation (N, P, K, Ca)
und Luftporenvolumen (Stechzylinder, Wassergehalt)
Bei kleinen und sehr schwach gasenden Deponien kann das Monitoringprogramm
reduziert werden. Bei Methanoxidationsfenstern ist das Programm zu intensivieren.
Für die Einhaltung des Grenzwertes von 5 kg CH4/m2a für die temporäre Abdeckung
werden lt. Deponieverordnung 2008 vierteljährlich Messungen der Methankonzentration
(FID-Rasterbegehung) und anfänglich gleichzeitig Messungen der Methanfracht (z.B.
Haubenmessungen) vorgeschlagen.
Aus diesen gesetzlichen Vorgaben und aus den oben genannten fachlichen Vorgaben ist
standortbezogen das erforderliche und sinnvolle Monitoringprogramm festzulegen.
Weiters sind schon in der Planungsphase folgende Vorerhebungen und Vorversuche
durchzuführen (Huber-Humer et al., 2008):
Erhebung der Gasemissionssituation der Deponie
Untersuchung der Methanoxidationskapazität des verwendeten Substrates
Untersuchung der Luftdurchlässigkeit des verwendeten Substrates
Das Monitoring bzgl. des Wasserhaushaltes wird wie bei der Wasserhaushaltsschicht
mittels In-Situ Messungen mit Lysimeter und Sonden (siehe Kapitel 4.4.5) und Erstellung
einer Wasserbilanz durchgeführt.
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 58 von 90
5. Temporäre Oberflächenabdeckungen
5.1. Ausgangssituation
Wie in Kapitel 2.1.1 ausgeführt, sieht die österreichische Deponieverordnung 2008 zur
Steuerung des Wasserhaushaltes und zur Steigerung des Deponiegaserfassungsgrades in
der Stilllegungsphase bei Deponien mit hohen Anteilen biologisch abbaubarer Abfälle eine
temporäre Abdeckung vor.
Beim Begriff der temporären Oberflächenabdeckung ist zu berücksichtigen, dass darunter
in Deutschland und in Österreich unterschiedliche Ansätze verstanden werden:
In Deutschland wird mit temporären Abdeckungen das Ziel verfolgt, die erste Phase nach
Stilllegung, bis zum Abklingen der Hauptsetzungen durch setzungsunempfindliche
Abdeckungen zu überbrücken. D.h. es steht die Überbrückung der Hauptsetzungen im
Vordergrund und nicht eine Optimierung des Wasserhaushaltes. Dafür werden häufig
Dichtelemente (z.B. Bentonitmatten) verwendet.
In Deutschland gibt es dazu einige Untersuchungen und ein Arbeitspapier „Temporäre
Oberflächenabdeckungen“ der Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Abfall (LAGA). Diese
Untersuchungen haben jedoch mit den Intentionen der österreichischen
Deponieverordnung, mit einer durchlässigen Abdeckung den Wasserhaushalt zu steuern,
wenig gemeinsam. Über die temporären Oberflächenabdeckungen, so wie sie die
österreichische Deponieverordnung vorsieht, gibt es keine Untersuchungen und auch
keine Erfahrungswerte.
Die Wichtigsten offenen Fragen in diesem Zusammenhang sind:
Gestaltung der temporäre Abdeckschicht
Übergang zur endgültigen Abdeckung.
Beide Fragen hängen stark vom Niederschlag und anderen standortbezogenen Faktoren
ab und sind daher nicht allgemeingültig zu beantworten.
5.2. Ausführung
Die Ausführung der temporären Abdeckung verlangt primär eine Optimierung bzgl.
Wasserhaushalt und Methanoxidation.
Die Anforderungen denen die Abdeckung gerecht werden muss, sind:
Methanemission über die Oberfläche < 5 kg CH4/m2*a
Genügend Wasserinfiltration zur Aufrechterhaltung bzw. Steigerung des
anaeroben (evt. aeroben) Abbaus
Beide Anforderungen sind z.B. mit gut ausgeführten Methanoxidationsschichten zu
erreichen. Die Herausforderung ist jedoch, eine Lösung zu entwickeln, bei der der
Übergang zur endgültigen Abdeckung möglichst wirtschaftlich bei Einhaltung aller
ökologischen, fachlichen und gesetzlichen Anforderungen erfolgen kann.
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 59 von 90
Dazu wurden im Rahmen dieser Studie die folgenden Lösungsansätze diskutiert. Diese
Auflistung erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit, sondern soll primär als
Denkanstoß dienen, um für einzelne Deponiestandorte individuelle Lösung zu erarbeiten.
Auch Kombinationen der verschiedenen Varianten können sinnvoll sein, um z.B. bei
Haldenschüttungen den unterschiedlichen Anforderungen im Böschungsbereich und im
Plateaubereich gerecht zu werden.
5.2.1. Lösungsansatz 1
Die temporäre Oberflächenabdeckung erfolgt in Form einer ca. 1 m mächtigen
Wasserhaushaltsschicht mit Gasverteilungsschicht und Grasbewuchs, die ausreichend
Wasser infiltriert (z.B. 10 – 15 % NS) und in der Lage ist durch Methanoxidation den
Methangrenzwert von < 5 kg CH4/m2*a zu erreichen (siehe Abbildung 7).
Dazu müssen die Bodeneigenschaften den Anforderungen der Wasserhaushaltsschicht
(Wasserhaltekapazität, etc.) und jenen der Methanoxidation (Organikanteil,
Gaspermeabilität etc.) ausreichend entsprechen. Es kann z.B. ein Gemisch aus
feinkörnigem Bodenaushubmaterial (Feinsand-Schluff) und Kompost (und evt.
grobkörnigem anorganischem Strukturmaterial) verwendet werden.
Abbildung 7: Aufbau der temporären und endgültigen Oberflächenabdeckung für Lösungsansatz 1
Bewuchs (Gras)
Oberboden, 20 cm
Unterboden, 70 – 90 cm
Trennvlies
Gasdrainschicht, 30 – 50 cm
Ausgleichsschicht/Abfall
Bewuchs (Strauch-, Baumbewuchs)
Oberboden, 30 - 50 cm
Unterboden, 170 – 200 cm
Trennvlies
Gasdrainschicht, 30 – 50 cm
Ausgleichsschicht/Abfall
Endgültige AbdeckungTemporäre Abdeckung
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 60 von 90
Nach Abklingen der Hauptsetzungen bzw. nach max. 20 Jahren erfolgt die
Umfunktionierung der temporären zur endgültigen Abdeckung durch Erhöhung der
Mächtigkeit der Wasserhaushaltsschicht auf 2 bis 2,5 m. Dazu wird der Bewuchs und die
oberste Bodenschicht entfernt und eine zusätzliche Bodenschicht mit der erforderlichen
Mächtigkeit aufgebracht. An der Oberfläche wird ein Bewuchs mit hoher
Transpirationsleistung aufgebracht.
Die, für die endgültige Abdeckung erforderlichen In-Situ Meßeinrichtungen (Lysimeter,
Sensoren) werden schon in die temporäre Abdeckung integriert. Dies verhindert spätere
aufwändige Umbauarbeiten und ermöglicht es, die Wirksamkeit der temporären
Abdeckung hinsichtlich des Wasserhaushaltes zu überprüfen und daraus Erkenntnisse für
die später aufzubringende zweite Bodenschicht (erforderliche Mächtigkeit,
Bodeneigenschaften) zu gewinnen.
Voraussetzung für diese Lösung ist, dass die Materialien der temporären Abdeckung
(Boden und Gasverteilungsschicht) den Qualitätsanforderungen entsprechen, um als
endgültige Abdeckung auf der Deponie verbleiben zu dürfen (siehe Kapitel 5.3.2).
Hauptfaktoren für den sinnvollen Einsatz dieser Lösung sind ein relativ geringer
Niederschlag (bis zu ca. 700 mm/a) und die Verfügbarkeit eines geeigneten Bodens.
Die wesentlichen Vorteile sind:
Die temporäre Abdeckung (inkl. Gasverteilungsschicht) kann auf der Deponie
verbleiben und in die endgültige Abdeckung integriert werden
Einfaches und natürliches Gesamtsystem
Langfristige Funktionsfähigkeit
Langfristig wenig Betriebs- und Wartungsaufwand
Demgegenüber stehen folgende Nachteile bzw. Einschränkungen:
Gesetzliche Anforderung für die endgültige Abdeckung (Sickerwasser < 5 %) in
niederschlagsreichen Gebieten schwer oder gar nicht zu erreichen
In-Situ Messungen erforderlich
Nachnutzungseinschränkungen
Die Kosten für diese Variante lassen sich insgesamt mit 40,- bis 70,- €/m2 abschätzen,
die sich wie folgt aufteilen:
Temporäre Abdeckung:
Oberboden und Bewuchs: 5,- bis 10,- €/m2
Unterboden: 10,- bis 15,- €/m2
Trennvlies: 2,- bis 5,- €/m2
Ausgleichs- und Gasverteilungsschicht: 5,- bis 10,- €/m2
Zusätzlicher Aufwand für die endgültige Abdeckung:
Oberboden und Bewuchs: 5,- bis 10,- €/m2
Unterboden: 15,- bis 20,- €/m2
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 61 von 90
Die Verfügbarkeit der Materialien spielt dabei eine große Rolle, die Kosten lassen sich
daher nur schwer abschätzen. Diese Lösung liegt aber insgesamt mit temporärer und
endgültiger Abdeckung in derselben Größenordnung wie eine endgültige Abdeckung nach
Regelaufbau ohne temporäre Abdeckung.
5.2.2. Lösungsansatz 2
Die temporäre Oberflächenabdeckung erfolgt in Form einer 2 bis 2,5 m mächtigen
Wasserhaushaltsschicht mit Gasverteilungsschicht und Grasbewuchs, die wiederum in der
Lage ist, ausreichend Wasser zu infiltrieren und durch Methanoxidation den
Methangrenzwert zu erreichen (siehe Abbildung 8).
Der Übergang zur endgültigen Oberflächenabdeckung erfolgt durch Verbesserung der
Evapotranspirationsleistung der Wasserhaushaltsschicht. Bei geeigneter Bodenauswahl
und guter Ausführung geschieht dies einerseits mit der Zeit automatisch (durch
Verbesserung der Wasserhaltekapazität) und kann andererseits durch späteres
Aufbringen eines entsprechenden Bewuchses zusätzlich verstärkt werden (zur Erhöhung
der Transpiration).
Abbildung 8: Aufbau der temporären und endgültigen Oberflächenabdeckung für Lösungsansatz 2
Diese Vorgehensweise ist nur möglich, wenn die Sickerwasserneubildungsrate schon bei
der temporären Abdeckung relativ gering ist, da sonst bei der endgültigen Abdeckung die
Bewuchs (Strauch-, Baumbewuchs)
Oberboden, 30 - 50 cm
Unterboden, 170 – 200 cm
Trennvlies
Gasdrainschicht, 30 – 50 cm
Ausgleichsschicht/Abfall
Endgültige AbdeckungTemporäre Abdeckung
Bewuchs (Gras)
Oberboden, 30 - 50 cm
Unterboden, 170 – 200 cm
Trennvlies
Gasdrainschicht, 30 – 50 cm
Ausgleichsschicht/Abfall
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 62 von 90
erforderlichen 5 % nicht erreicht werden können. Dies bedeutet, dass bei der temporären
Abdeckung relativ wenig Wasser in den Deponiekörper gelangt. Daher ist es wichtig, den
Wassergehalt der abgelagerten Abfälle möglichst gut im Vorhinein zu ermitteln und im
Betrieb über die Entwicklung der Gassituation zu überwachen, um eine
Trockenstabilisierung der Abfälle zu vermeiden.
Voraussetzung ist auch für diesen Lösungsansatz, dass die Materialien der temporären
Abdeckung (Boden und Gasverteilungsschicht) den Qualitätsanforderungen entsprechen,
um auf der Deponie verbleiben zu dürfen (siehe Kapitel 5.3.2).
Hauptfaktoren für den sinnvollen Einsatz dieser Lösung sind wiederum ein relativ
geringer Niederschlag (bis zu ca. 700 mm/a) und die Verfügbarkeit eines geeigneten
Bodenmaterials. Weiters muss der Wassergehalt im Deponiekörper vor Aufbringen der
temporären Abdeckung hoch genug sein um den Abbau nicht zu hemmen, da in Relation
zu anderen Varianten weniger Wasser infiltriert wird.
Die wesentlichen Vorteile dieser Vorgehensweise sind:
Die temporäre Abdeckung (inkl. Gasverteilungsschicht) kann auf der Deponie
verbleiben und wird zur endgültigen Abdeckung
Der Aufwand für die Herstellung der endgültigen Abdeckung ist gering
Kostengünstig, da im Wesentlichen nur ein Bauschritt erforderlich ist
Einfaches und natürliches Gesamtsystem
Langfristige Funktionsfähigkeit
Langfristig wenig Betriebs- und Wartungsaufwand
Demgegenüber stehen folgende Nachteile bzw. Einschränkungen:
Gesetzliche Anforderung für die endgültige Abdeckung (Sickerwasser < 5 %) in
niederschlagsreichen Gebieten schwer oder gar nicht zu erreichen
Relativ geringer Wassereintrag bei der temporären Abdeckung
In-Situ Messungen erforderlich
Monitoringaufwand
Nachnutzungseinschränkungen
Die Kosten für diese Variante lassen sich mit 35,- bis 55.- €/m2 abschätzen, die sich wie
folgt aufteilen:
Temporäre Abdeckung:
Oberboden und Bewuchs: 5,- bis 15,- €/m2
Unterboden: 15,- bis 25,- €/m2
Trennvlies: 2,- bis 5,- €/m2
Ausgleichs- und Gasverteilungsschicht: 5,- bis 10,- €/m2
Zusätzlicher Aufwand für die endgültige Abdeckung:
Evt. neuer Bewuchs: 5,- €/m2
Da keine wesentlichen Bauschritte für die endgültige Abdeckung mehr erforderlich sind,
ist dies die kostengünstigste aller Varianten, wobei wiederum die Verfügbarkeit der
Materialien die Kosten maßgeblich beeinflusst.
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 63 von 90
5.2.3. Lösungsansatz 3
Die temporäre Oberflächenabdeckung erfolgt in Form einer ca. 1 m mächtigen
Rekultivierungsschicht mit Gasverteilungsschicht, die ausreichend Wasser infiltriert und
in der Lage ist durch Methanoxidation den Methangrenzwert zu erreichen.
Der Übergang zur endgültigen Abdeckung erfolgt durch Entfernung der
Rekultivierungsschicht und Aufbringung der endgültigen Oberflächenabdeckung in Form
einer herkömmlichen Abdeckung mit Oberflächendichtung und Entwässerung. Dabei kann
die Entwässerung als Flächenfilter oder mit Drainagebahnen ausgeführt werden und für
die Kombinationsdichtung können herkömmliche mineralische Dichtschichten oder
Bentonitmatten verwendet werden (siehe Abbildung 9).
Abbildung 9: Aufbau der temporären und endgültigen Oberflächenabdeckung für Lösungsansatz 3
Die Gasverteilungsschicht der temporären Abdeckung kann bei entsprechenden
Qualitätskriterien (siehe Kapitel 5.3.2) verbleiben und für die endgültige Abdeckung
verwendet werden.
Auch das Material der Rekultivierungsschicht kann bei entsprechenden Qualitätskriterien
für die endgültige Abdeckung verwendet werden. Dazu muss die Schicht entfernt und im
Deponiebereich zwischengelagert werden. Nach einer Untersuchung und ggf. einer
Aufbereitung des Materials (z.B. Homogenisieren, Sieben) kann das Material für die
abschließende Rekultivierungsschicht des Regelaufbaus verwendet werden.
Bewuchs (Gras)
Rekultivierungsschicht 100 cm
Trennvlies
Gasdrainschicht, 30 – 50 cm
Ausgleichsschicht/Abfall
Endgültige AbdeckungTemporäre Abdeckung
Bewuchs
Rekultivierungsschicht, mind. 50 cm
Entwässerungsschicht alsFlächenfilter (oder Drainagebahn)
Schutzschicht, VliesKunststoffdichtungsbahn
Mineralische Dichtschichtmehrlagig, 60 cm
Gasdrainschicht, 30 – 50 cm
Ausgleichsschicht/Abfall
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 64 von 90
Wird das Material nur für die temporäre Abdeckung verwendet, gibt es bzgl. der
Materialwahl gem. Deponieverordnung nur die Vorgabe, dass es zu keiner
Umweltbeeinträchtigung kommen darf und dass kein Restmüllkompost verwendet werden
darf.
Es sind keine In-Situ Messungen in der Abdeckschicht erforderlich, der Nachweis des 5 %
Grenzwertes erfolgt durch Erfassung aller Wasserbilanzgrößen.
Dieser Lösungsansatz wird sinnvollerweise in niederschlagsreichen Gebieten (ab ca.
700 mm/a) zum Einsatz kommen, in denen eine Wasserhaushaltsschicht die 5 % nicht
erreicht. Weiters können die starke Reduktion der Sickerwasserneubildung bei der
endgültigen Abdeckung und die damit verbundenen geringen Entsorgungskosten für das
Sickerwasser für diese Variante sprechen.
Auch wenn die geplante Nachnutzung eine Versiegelung oder eine Verdichtung notwendig
macht oder keinen Bewuchs erlaubt, kann diese Variante sinnvoll sein.
Die wesentlichen Vorteile sind:
Stand der Technik, viel Erfahrungswerte
Gesetzliche Anforderungen für die endgültige Abdeckung (Sickerwasser < 5 %)
auch in niederschlagsreichen Gebieten zu erreichen
Geringe Kosten für die Sickerwasserentsorgung in der Phase der endgültige
Abdeckung
Keine In-Situ Messungen erforderlich
Keine Nachnutzungseinschränkungen aufgrund der endgültigen Abdeckung
Demgegenüber stehen folgende Nachteile bzw. Einschränkungen:
Vollständiger „Umbau“ zur endgültigen Abdeckung erforderlich
Hohen Baukosten
Begrenzte Lebensdauer der Dichtelemente der endgültigen Abdeckung
Möglicherweise Entsorgung der temporären Abdeckung erforderlich
Die Kosten für diese Variante sind relativ hoch und lassen sich insgesamt mit 60,- bis
90,- €/m2 abschätzen, die sich wie folgt aufteilen:
Temporäre Abdeckung:
Rekultivierungsschicht und Bewuchs: 10,- bis 15,- €/m2
Trennvlies: 2,- bis 5,- €/m2
Ausgleichs- und Gasverteilungsschicht: 5,- bis 10,- €/m2
Zusätzlicher Aufwand für die endgültige Abdeckung:
Rekultivierungsschicht und Bewuchs: 5,- bis 10,- €/m2
Entwässerungsschicht: 3,- bis 10,- €/m2
Schutzvlies: 2,- bis 5,- €/m2
Kunststoffdichtungsbahn: 5,- bis 15,- €/m2
Mineralische Dichtschicht: 15,- bis 25,- €/m2
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 65 von 90
5.2.4. Lösungsansatz 4
Die temporäre Oberflächenabdeckung erfolgt wie bei Lösungsansatz 3 in Form einer ca.
1 m mächtigen Rekultivierungsschicht mit Gasverteilungsschicht.
Der Übergang zur endgültigen Oberflächenabdeckung erfolgt durch Entfernung der
Rekultivierungsschicht und Aufbringung der endgültigen Oberflächenabdeckung in Form
einer Kapillarsperre mit Rekultivierungsschicht. Dabei wird die Sickerwasserminimierung
durch die Kapillarsperre erreicht und das Restmethan wird in der Rekultivierungsschicht
oxidiert.
Abbildung 10: Aufbau der temporären und endgültigen Oberflächenabdeckung für Lösungsansatz 4
Die Gasverteilungsschicht der temporären Abdeckung kann bei entsprechenden
Eigenschaften als Kapillarblock für die endgültige Abdeckung verwendet werden. Das
Material der Rekultivierungsschicht kann wie bei Lösungsansatz 3 entweder für die
Rekultivierungsschicht der endgültigen Abdeckung verwendet werden, oder vollständig
entfernt werden.
Es sind keine In-Situ Messungen in der Abdeckschicht erforderlich, der Nachweis des 5 %
Grenzwertes erfolgt durch Erfassung aller Wasserbilanzgrößen.
Da für die Kapillarsperre eine Mindestneigung (1:7) erforderlich ist, ist diese Variante vor
allem in Hangbereichen von Deponien sinnvoll einsetzbar.
Die Sickerwasserminimierung funktioniert mit Kapillarsperren sehr gut, daher ist der
Einsatz in niederschlagsreichen Gebieten (ab ca. 700 mm/a) und bei relevanten
Entsorgungskosten für das Sickerwasser sinnvoll.
Bewuchs (Gras)
Rekultivierungsschicht 100 cm
Trennvlies
Gasdrainschicht, 30 – 50 cm
Ausgleichsschicht/Abfall
Endgültige AbdeckungTemporäre Abdeckung
Bewuchs
Rekultivierungsschicht,mind. 1 m
Kapillarschicht, mind. 30 cm
Trennvlies
Kapillarblock, mind. 20 cm
Ausgleichsschicht/Abfall
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 66 von 90
Die wesentlichen Vorteile sind:
Gesetzliche Anforderung für die endgültige Abdeckung (Sickerwasser < 5 %) auch
in niederschlagsreichen Gebieten zu erreichen
Geringe Kosten für die Sickerwasserentsorgung in der Phase der endgültige
Abdeckung
Keine In-Situ Messungen erforderlich
Unempfindlich gegen Austrocknung und gegen Setzungen
Kostengünstiger als der Regelaufbau
Demgegenüber stehen folgende Nachteile bzw. Einschränkungen:
Vollständiger „Umbau“ zur endgültigen Abdeckung erforderlich
Bei flachem Gelände (< 1:10) nur mit aufwändiger Profilierung einsetzbar
In Österreich noch wenig Erfahrungswerte
Möglicherweise Entsorgung der temporären Abdeckung erforderlich
Nachnutzungseinschränkungen
Die Kosten lassen sich insgesamt mit ca. 40,- bis 60,- €/m2 abschätzen, die sich wie folgt
aufteilen:
Temporäre Abdeckung:
Rekultivierungsschicht und Bewuchs: 10,- bis 15,- €/m2
Trennvlies: 2,- bis 5,- €/m2
Ausgleichs- und Gasverteilungsschicht (später Kapillarblock): 10,- bis 15,- €/m2
Zusätzlicher Aufwand für die endgültige Abdeckung:
Rekultivierungsschicht und Bewuchs: 10,- bis 15,- €/m2
Evt. Trennvlies: 2,- bis 5,- €/m2
Kapillarschicht: 5,- bis 10,- €/m2
5.2.5. Lösungsansatz 5
Die temporäre Oberflächenabdeckung erfolgt in Form einer herkömmlichen Abdeckung
mit Oberflächendichtung und Entwässerung oder einer Wasserhaushaltsschicht, mit der
die Sickerwasserneubildungsrate von 5 % schon von Beginn an erreicht wird.
Die erforderliche Wasserzufuhr in den Deponiekörper erfolgt durch technische
Bewässerungseinrichtungen (Rohre, Lanzen, etc.) unterhalb der Oberflächenabdeckung,
z.B. in der Gasverteilungsschicht oder direkt im Abfallkörper. Die Einhaltung des
Methangrenzwertes wird durch die aktive Gaserfassung und Behandlung erreicht.
Dadurch werden die gesetzlichen Anforderungen an die temporäre Abdeckung bzgl.
Wasserhaushalt und Methangrenzwert erfüllt.
Der Übergang zur endgültigen Abdeckung erfolgt durch Beendigung der
Bewässerungsmaßnahmen. Die Rohre o.Ä. verlieren ihre Funktion und verbleiben im
Deponiekörper.
Zu berücksichtigen ist dabei jedenfalls, dass es durch die frühe Aufbringung der
endgültigen Abdeckung zu Setzungsproblemen bei den Bewässerungseinrichtungen und
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 67 von 90
den Abdichtungselementen kommen kann. Wichtig ist, den Wassergehalt der
abgelagerten Abfälle möglichst gut im Vorhinein zu bestimmen und im Betrieb zu
überwachen, um eine Trockenstabilisierung der Abfälle zu vermeiden.
Die verwendeten Materialien müssen von Anfang an den Qualitätskriterien für die
endgültige Abdeckung entsprechen.
Auch dieser Lösungsansatz wird sinnvollerweise in niederschlagsreichen Gebieten (ab ca.
700 mm/a) zum Einsatz kommen, in denen eine Wasserhaushaltsschicht die 5 % nicht
erreicht. Auch wenn die geplante Nachnutzung eine Versiegelung oder eine Verdichtung
notwendig macht oder keinen Bewuchs erlaubt, kann diese Variante sinnvoll sein.
Die wesentlichen Vorteile sind:
Die temporäre Abdeckung entspricht schon der endgültige Abdeckung und kann
daher vollständig auf der Deponie verbleiben
Stand der Technik, viel Erfahrungswerte bzgl. der Abdeckung
Gesetzliche Anforderung für die endgültige Abdeckung (Sickerwasser < 5 %) auch
in niederschlagsreichen Gebieten zu erreichen
Keine In-Situ Messungen erforderlich
Keine Nachnutzungseinschränkungen aufgrund der endgültigen Abdeckung
Demgegenüber stehen folgende Nachteile bzw. Einschränkungen:
Hohe Baukosten
Gefahr von Setzungsschäden durch frühe Aufbringung der endgültigen Abdeckung
Es besteht die Gefahr, dass die Bewässerungseinrichtungen nicht lange genug
funktionsfähig sind
Begrenzte Lebensdauer der Dichtelemente der endgültigen Abdeckung
Die Kosten lassen sich insgesamt mit 50,- bis 80,- €/m2 abschätzen, die sich wie folgt
aufteilen:
Rekultivierungsschicht und Bewuchs: 5,- bis 10,- €/m2
Entwässerungsschicht: 3,- bis 10,- €/m2
Schutzvlies: 2,- bis 5,- €/m2
Kunststoffdichtungsbahn: 5,- bis 15,- €/m2
Mineralische Dichtschicht: 15,- bis 25,- €/m2
Bewässerungseinrichtungen: 5,- bis 15,- €/m2
Ausgleichs- und Gasverteilungsschicht: 5,- bis 10,- €/m2
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 68 von 90
5.3. Anforderungen
Die aufgezeigten Lösungsansätze werden im folgenden Kapitel auf die Einhaltung der
Anforderungen gemäß Deponieverordnung 2008, Anhang 3, Punkt 6.1 (a – h) hin
beleuchtet und diskutiert.
5.3.1. Vorversuche
Die Funktionsweise der temporären Oberflächenabdeckung hinsichtlich des Wasser- und
Deponiegashaushaltes ist mittels entsprechender Gutachten darzulegen,
erforderlichenfalls durch Lysimeterversuche.
Hinsichtlich des Wasserhaushaltes kann die Funktionsweise durch Vorversuche und/oder
durch Modellrechnungen nachgewiesen werden.
Das vorgesehene Material wird auf folgende Eigenschaften hin untersucht (vgl. Leitfaden
zu Wasserhaushaltsschichten, Wimmer et al., 2005):
Ermittlung der Wasserspeicherfähigkeit des Bodens durch Ermittlung der
Saugspannungs-/Wassergehaltsbeziehung mittels Druckmembran (ÖNORM L
1063) und Berechnung der nutzbaren Feldkapazität. Alternativ kann die
Ermittlung der Wasserkapazität, und daraus eine Abschätzung der
Wasserspeicherfähigkeit erfolgen.
Ermittlung der Wasserleitfähigkeit des Bodens im Stechzylinder ÖNORM L 1065
oder einer gleichwertigen Methode.
Bestimmung allgemeiner Bodencharakteristika wie Korngrößenverteilung (ÖNORM
L 1061), Humusanteil (ÖNORM L 1080), Gesamtstickstoff (ÖNORM L 1095), pH-
Wert (ÖNORM L 1083), Carbonat (ÖNORM L 1084), pflanzenverfügbares Kalium
und Phosphor (ÖNORM L 1087 und ÖNORM L 1088) sowie
Kationenaustauschkapazität (ÖNORM L 1086).
Der Nachweis erfolgt mittels Bestimmung der Wasserhaushaltsgleichung oder durch
Modellrechnungen mittels spezieller Software, wie z.B. HELP oder BOWAHALD.
Die Funktionsweise hinsichtlich Deponiegashaushalt kann erfolgen durch:
Direkte Ermittlung der Methanoxidationskapazität des vorgesehenen Materials im
Labor in Säulenversuchen (vgl. Huber-Humer et al., 2008).
Indirekte Ermittlung der Methanoxidationskapazität des vorgesehenen Materials
durch Bestimmung der wichtigen Bodeneigenschaften, wie Luftporenvolumen,
Korngrößenverteilung, Wasserhaltekapazität, Atmungsaktivität, organischer
Kohlenstoff, Gesamtstickstoff, Ammonium, Nitrat und Nitrit. Sind alle Parameter in
einem für die Methanoxidation geeigneten Bereich, kann von einer bestimmten
Methanoxidationskapazität ausgegangen werden (vgl. Huber-Humer et al., 2008).
Durch zusätzliche Ermittlung der aktuellen Gasbildung und des
Gasbildungspotentials (Probenahme und Laborversuche oder Abschätzung anhand
der Deponie-Input-Daten) kann der gesamte Deponiegashaushalt dargestellt
werden.
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 69 von 90
5.3.2. Qualität des Materials
Die Qualität des Materials der temporären Oberflächenabdeckung muss jedenfalls so
beschaffen sein, dass es unter Berücksichtigung der oberflächlichen Lage zu keinen
Umweltbeeinträchtigungen kommt. Restmüllkompost darf nicht verwendet werden.
Für die temporäre Abdeckung gibt es prinzipiell nur diese Regelung, dass es zu keiner
Umweltbeeinträchtigung kommen darf und dass kein Restmüllkompost verwendet werden
darf. Entspricht das Material diesen Vorgaben gem. Deponieverordnung 2008 gilt auch
eine Beitragsbefreiung gem. Altlastensanierungsgesetz 2008.
Sollen die Materialien der temporären Oberflächenabdeckung nicht entfernt, sondern für
die endgültige Oberflächenabdeckung weiter verwendet werden, ist dies nur erlaubt,
wenn gem. Deponieverordnung 2008 folgende Kriterien eingehalten werden:
Bodenaushubmaterial muss den Spezifizierungen 29 bis 32 der SN 31411 der
ÖNORM S2100 : 2005 entsprechen (Grenzwerte gem. BAWP 2006)
Künstlich hergestellte Erden unter Verwendung von bodenfremden Bestandteilen
müssen dem Typ E2 oder E3 entsprechen (Grenzwerte gem. BAWP 2006)
Für Bodenaushubmaterial sind die im Kapitel 2.1.1, Tabelle 1 dargestellten
Grenzwerte einzuhalten (TOC, Stickstoff, Phosphor, etc.).
Bei Erden sind zusätzlich zu diesen Grenzwerten noch die im Kapitel 2.1.1,
Tabelle 2 dargestellten Werte einzuhalten (Tongehalt, Wassergehalt bei
Feldkapazität, etc.).
Für eine Wasserhaushaltsschicht (wie in Lösungsansatz 1 und 2) sind
Abweichungen für den Parameter TOC und Gesamtphosphor zulässig, wofür ein
Nachweis durch ein Gutachten zu erbringen ist. Dabei darf der TOC 5 % und der
Phosphor 0,18 % über die gesamte Schicht betragen.
Bei der Verwendung von Kompost ist den Qualitätsanforderungen der
Kompostverordnung 2001 zu entsprechen. Dies bedeutet im Wesentlichen, dass
kein Hausmüll oder hausmüllähnliche Abfälle (einschließlich Abfälle aus der MBA)
als Ausgangsmaterial verwendet werden dürfen, und dass bei einer
Aufbringungsmenge von > 400 t/ha innerhalb von 10 Jahren den
Qualitätsanforderungen der Qualitätsklasse A+ zu entsprechen hat.
Diese Mengenbegrenzung gilt jedoch nicht für Kompost, der als Mischkomponente
zur Erdenherstellung verwendet wird. Dabei hat der Kompost der Qualität A (bei
landwirtschaftlicher Nutzung) oder der Qualität B (bei nicht landwirtschaftlicher
Nutzung) und die daraus resultierende Erde den Anforderungen des
Bundesabfallwirtschaftsplans 2006 zu entsprechen.
5.3.3. Methangrenzwert
Eine temporäre Oberflächenabdeckung muss in Verbindung mit sonstigen
Entgasungsmaßnahmen geeignet sein, gasförmige Emissionen aus dem Deponiekörper
auf maximal 5 kg CH4/(m2*a) zu begrenzen. Dieser Wert ist als Mittelwert über alle
Messpunkte des Methanmassenstroms einzuhalten, wobei Einzelwerte nicht mehr als
10 kg CH4/(m2*a) betragen dürfen (hot spots, Linienquellen etc.).
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 70 von 90
In den beschriebenen Lösungsansätzen 1 bis 4 sind temporäre Abdeckungen vorgesehen,
die bei fachgerechter Ausführung (mit den in Kapitel 4.5 dargestellten
Methanoxidationskapazitäten) den geforderten Grenzwert von 5 kg CH4/(m2*a)
erreichen. Beim Lösungsansatz 5 wird die Begrenzung der Methanemissionen durch die
abdichtende Wirkung der Abdeckung bei gleichzeitiger aktiver Gaserfassung und
Entsorgung erreicht.
Die Einhaltung dieses Methangrenzwertes ist spätestens im zweiten Jahr nach
Aufbringung der temporären Oberflächenabdeckung und in weiterer Folge jährlich bis
zum Aufbringen der endgültigen Oberflächenabdichtung nachzuweisen; als geeignete
Messmethode für diesen Nachweis ist insbesondere folgende Vorgehensweise anzusehen:
Durchführung von vierteljährlichen FID-Rasterbegehungen und gleichzeitig Messungen
des Methanmassenstroms mit validierten Methoden.
Für diesen Nachweis können FID-Messungen für die Methankonzentration und
Haubenmessungen oder Tunnelmessungen für den Methanmassenstrom, wie sie im
Leitfaden zur Methanoxidation (Huber-Humer et al, 2008) beschrieben sind, Verwendung
finden. Zeitpunkt und Intervall der Messungen des Massenstroms kann in Abhängigkeit
der Ergebnisse der FID-Messungen erfolgen.
Die Ausführung einer Gasverteilungsschicht ist zwingend.
Sowohl die gleichmäßige Beaufschlagung der Abdeckung durch Deponiegas zur
Methanoxidation als auch die homogene Verteilung von infiltriertem Niederschlagswasser
auf den Deponiekörper (für den anaeroben bzw. aeroben Abbau) ist von großer
Bedeutung. Daher ist diese Forderung sehr sinnvoll.
Da die Gasverteilungsschicht zwingend Bestandteil der temporären Abdeckung ist, gilt
auch hier die Beitragsbefreiung. Wird die Gasverteilungsschicht jedoch auch in die
endgültige Oberflächenabdeckung integriert, gilt die Beitragsbefreiung nicht mehr.
5.3.4. Wasserhaushaltsdaten
Die Ermittlung der Daten gemäß den §38 und 39 der Deponieverordnung ist während des
Bestandes der temporären Oberflächenabdeckung an die Erfordernisse des Einzelfalles
anzupassen, sodass insbesondere aussagekräftige Daten zur Beschreibung des
Wasserhaushaltes des betreffenden Deponieabschnittes erhalten werden.
In diesem Zusammenhang stellt sich zunächst die Frage, wie der Wasserhaushalt
gesteuert werden soll, d.h. wie hoch der Wassergehalt im Deponiekörper ist und welche
Wassermenge zusätzlich infiltriert werden soll.
Das Wasserangebot ist ein limitierender Faktor des biologischen Abbaus. Wassergehalte
im Abfall unter 20 % FM sind problematisch, unter 10 % FM steht in den meisten Fällen
der Abbau völlig still. Die Obergrenze stellt die Wassersättigung dar, bei der der
Gastransport gehemmt wird.
Der optimale Wassergehalt wird von der maximalen Wasserhaltekapazität (wkmax)
beeinflusst und liegt in der Regel zwischen 25 und 40 % FM bzw. zwischen 60 und
90 % wkmax. Die Untergrenze liegt bei ca. 15 % FM (30 bis 35 % von wkmax), die
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 71 von 90
Obergrenze stellt die maximale Wasserhaltekapazität dar (100 % wkmax), welche bei
Abfallfeststoffen Werte zwischen 35 und 50 % FM erreicht.
Sind die Abfälle deutlich zu trocken, ist eine große Menge Niederschlagswasser
erforderlich, um den Wassergehalt entscheidend anzuheben. So bringt z.B. ein
Wassereintrag von 15 % des Niederschlages eine jährliche Erhöhung des Wassergehaltes
um ca. 2 % (Modelldeponie: Fläche = 20.000 m2, Mächtigkeit = 10 m,
Feuchtdichte = 1,5 t/m3, Wassergehalt = 30 % FM, Niederschlag = 700 mm/a).
Entscheidend ist eine möglichst homogene Verteilung des infiltrierten Wassers auf den
Deponiekörper. Besonders problematisch sind horizontale Schichten im Deponiekörper
mit geringerer Durchlässigkeit aufgrund des lagenweisen Einbaus der Abfälle. Die
vorhandenen Sickerwasserdaten (Menge und Zusammensetzung) können auf die
Ausbildung von bevorzugten Wegigkeiten hinweisen.
Auch im Böschungsbereich kann das Einbringen des Wassers schwierig sein, da der
Abfallkörper zumeist eine geringere Durchlässigkeit aufweist als die darüber liegende
Gasverteilungsschicht und das Wasser daher in dieser Gasverteilungsschicht oberflächlich
abrinnen kann.
Die genaue Messung aller Wasserhaushaltsgrößen ist in diesem Zusammenhang sehr
wichtig und hilft in Kombination mit den Erhebungen zum Deponiegashaushalt, die
Funktionsweise der temporären Abdeckung zu beobachten und auch den Übergang zur
endgültigen Abdeckung zeitlich festzulegen.
Durch In-Situ Bewässerungsversuche kann das Potential der Bewässerungsmaßnahmen
hinsichtlich der Gasbildung untersucht werden. Dies kann relativ einfach durchgeführt
werden, indem z.B. bei bestehenden Gasbrunnen Wasser infiltriert wird und die
Auswirkung dieser Wassergehaltserhöhung auf die Gasbildung an demselben Gasbrunnen
beobachtet wird.
5.3.5. Projektierung der endgültige Oberflächenabdeckung
Die Ausführung der endgültigen, den Anforderungen des Kapitels 4. entsprechenden
Oberflächenabdeckung einschließlich -abdichtung ist projektmäßig darzulegen.
Die vorgesehene Entfernung oder allfällige weitere Verwendung der temporären
Oberflächenabdeckung zu beschreiben.
Die angeführten Lösungsansätze beinhalten bereits Überlegungen, wie die endgültige
Oberflächenabdeckung ausgeführt wird. Diese Überlegungen sind im Einreichprojekt zu
konkretisieren und zu quantifizieren.
Werden die im Punkt 5.3.2 angeführten Anforderungen berücksichtigt, ist ein Verbleib
der temporären Abdeckung möglich und gem. Altlastensanierungsgesetz 2008 für die
Rekultivierungsschicht auch beitragsbefreit. Dies ist v.a. beim Einsatz großer Kubaturen
an Material (Böden, Erden, Kies, etc.) sinnvoll um eine unwirtschaftliche und
unökologische Entsorgung der Materialien zu vermeiden. Die Einhaltung der gesetzlichen
Rahmenbedingungen (Qualitätsanforderungen, Sickerwasserneubildungsrate) ist dabei
natürlich zu berücksichtigen.
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 72 von 90
Der richtige Zeitpunkt zur Aufbringung der endgültigen Oberflächenabdeckung ist von
großer Bedeutung und im Wesentlichen abhängig von:
Biologischen Abbauprozessen (aktuell und potentiell), inkl. Setzungen
Aktiven Stabilisierungsmaßnahmen (Bewässerung, Belüftung)
Gasbildung (aktuell und potentiell), inkl. Wasserhaushalt
Überlegungen zum Grundwasserschutz (bei fehlender Sickerwassererfassung)
Rechtlichen Rahmenbedingungen (nach max. 20 Jahren)
5.3.6. Setzungen des Deponiekörpers
Die Funktionen der temporären Oberflächenabdeckung müssen auch im Falle von
Setzungen des Deponiekörpers erhalten bleiben (erforderliche Reparaturen sind
unverzüglich vorzunehmen).
Die Lösungsansätze 1 bis 4 erfüllen die Phase der temporären Abdeckung mit reinen
Rekultivierungsschichten bzw. Wasserhaushaltsschichten ohne technische Einbauten oder
Dichtelemente. Daher besteht keine besondere Gefahr einer Funktionsminderung durch
Setzungsschäden.
Beim Ansatz 5 kommen schon in der Phase der temporären Abdeckung Dichtelemente
zum Einsatz. Vor allem bei mineralischen Dichtschichten und Kunststoffdichtungsbahnen,
aber auch bei den Bewässerungseinrichtungen ist das Setzungsverhalten des
Deponiekörpers zu berücksichtigen und schließt unter Umständen diese Variante aus.
5.3.7. Kombination mit In-Situ Aerobisierung
Wird in der Anfangsphase der Stilllegung eine aktive In-Situ Aerobisierung durchgeführt,
werden an die temporäre Abdeckung in dieser Phase besondere Ansprüche gestellt:
Zum einen soll die Abdeckung ausreichend gas- und wasserdurchlässig sein, um
genügend Wasserinfiltration zur Steigerung des Abbaus zu erreichen, und
um die Restmethanemission in der Abdeckung zu oxidieren.
Zum anderen muss die Abdeckung aber ausreichend dicht sein, um zu verhindern, dass
die eingebrachte Luft direkt über die Oberfläche entweicht und so eine möglichst
vollständige Aerobisierung des Deponiekörpers unmöglich machen würde.
Zu dieser Fragestellung gibt es bisher noch wenig Erfahrung. Die Aerobisierungsversuche
im Projekt INTERLAND (Reichenauer et al., 2006) zeigen, dass mit einer Abdeckung von
30 bis 50 cm schluffig-lehmigem Material diesen Anforderungen entsprochen werden
konnte. Die Aerobisierung verlief zufriedenstellend, es wurden keine Austrocknung der
Abfälle und auch keine Methanemissionen über die Oberfläche festgestellt. Es handelte
sich dabei jedoch um eine ältere Deponie mit relativ geringer Gasbildung.
Im Forschungsprojekt NUTZRAUM laufen derzeit Untersuchungen am Austria Institute for
Technology, bei denen 4 verschiedene Materialien (Kompost, Mineralische Dichtschicht,
Sand, Lösboden) als Oberflächenabdeckung in Kombination mit In-Situ Aerobisierung
getestet werden. Ergebnisse dieser Versuche werden für 2010 bis 2011 erwartet.
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 73 von 90
6. Zusammenfassung
Nach Deponieverordnung 2008 ist bei allen Deponien nach Ende der Ablagerungsphase
eine endgültige Abdeckung herzustellen. Bei Inertabfall-, Baurestmassen-, Reststoff- und
Massenabfalldeponien hat die Abdeckung über eine Oberflächendichtung und eine
Oberflächenentwässerung oder eine Wasserhaushaltsschicht zu verfügen.
Bei Kompartimenten, in denen Abfälle mit hohen biologisch abbaubaren Anteilen
abgelagert wurden, insbesondere Siedlungsabfälle, ist eine temporäre
Oberflächenabdeckung auf maximal 20 Jahre zu errichten. Danach ist eine endgültige
Abdeckung einschließlich Abdichtung herzustellen.
Eine Oberflächenabdeckung muss folgende Funktionen erfüllen:
Dauerhafte Minimierung des Eintrages von Niederschlagswasser
Dauerhafte Minimierung des Austrages von Restgasen
Gewährleistung einer standortgerechten Nachnutzung
Rekultivierbarkeit, Erosionsschutz, etc.
Um diese Ziele zu erreichen, kann ein Aufbau mit Ausgleichsschicht, Gasdrainschicht,
Oberflächendichtung, Oberflächenentwässerung und Rekultivierungsschicht Verwendung
finden. Dabei können als Dichtelemente je nach Deponieklasse mineralische
Dichtschichten oder eine Kombinationsdichtung aus mineralischen Dichtschichten plus
Kunststoffdichtungsbahn zum Einsatz kommen.
Alternativ dazu können aber auch andere Abdeckungssysteme verwendet werden, um die
oben genannten Funktionen zu erfüllen. Dabei werden einzelne Komponenten des
Regelaufbaues durch alternative Materialien, bzw. gleiche Materialien mit geänderten
Eigenschaften und Ausführungsweisen ersetzt.
Im Wesentlichen sind dies alternative Ausführungen des Dichtungselementes (z.B. in
Form von Bentonitmatten oder Kapillarsperren) sowie alternative Ausführungen der
Rekultivierungsschicht (z.B. als Wasserhaushaltsschicht).
Im Rahmen vorliegender Studie wurden unterschiedliche Abdecksysteme hinsichtlich
ihrer Funktionsweise, ihrer Einsatzbereiche und Standortfaktoren, ihrer Vor- und
Nachteile und Kosten, etc. beleuchtet. In den Tabellen 12 und 13 finden sich
zusammenfassend die wichtigsten Punkte.
Der Regelaufbau kam bisher häufig zum Einsatz, ist Stand der Technik und mittelfristig
sehr dicht gegenüber Gas und Wasser. Er ist jedoch teuer und die Dichtelemente können
durch verschiedene äußere Einflüsse mit der Zeit viel von ihrer Funktionsfähigkeit
einbüßen.
Bentonitmatten kommen aufgrund ihrer einfachen Verlegbarkeit und ihrer geringen
Schichtstärke häufig als Ersatz herkömmlicher mineralischer Dichtschichte zum Einsatz.
Die Kapillarsperre stellt ein vielversprechendes System dar, das international schon
öfters auf Deponien eingesetzt wurde. Sie ist kostengünstiger als der Regelaufbau und
unempfindlicher gegenüber Austrocknung. Kapillarsperren sind praktisch wasserdicht,
jedoch nicht gasdicht.
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 74 von 90
Ein weiteres innovatives System ist die Wasserhaushaltsschicht, bei der das
Niederschlagswasser zwischengespeichert und über Evapotranspiration wieder
abgegeben wird. Sie stellt ein einfaches, natürliches System dar, das bei richtiger
Materialwahl und Ausführung mit der Zeit immer wirkungsvoller wird.
Die Methanoxidationsschicht stellt ebenfalls ein natürliches System dar, bei dem die
Methanemissionen des Restgases mikrobiell abgebaut werden. Sie kann sehr sinnvoll als
temporäre Abdeckung unmittelbar nach Stilllegung eingesetzt werden, wenn die
Gasproduktion noch relevant ist und ein gewisser Wassereintrag noch erwünscht ist.
Tabelle 12: Oberflächenabdeckungssysteme und deren Aufbau, Einsatzbereich und Dichtwirkung
System Aufbau Einsatzbereich Dichtwirkung
Regel-
aufbau
| Bewuchs
| Rekultivierung (> 50 cm)
| Entwässerungsschicht
| evt. Kunststoffdichtungsbahn
| Mineralische Dichtschicht
(> 40 cm bzw. 60 cm)
| Gasdrainschicht (> 30 cm)
| Ausgleichsschicht (> 50 cm)
| Generell häufig im Einsatz, da
Stand der Technik
| Sinnvoll in niederschlagsreichen
Gebieten
| Sinnvoll bei einem hohen
Schadstoffpotential der Abfälle
Sehr dicht gegenüber
Gas und Wasser
Bentonit-
matte
Alternative zu herkömmlichen
mineralischen Dichtschichten
beim Regelaufbau
| Generell häufig im Einsatz, da
kostengünstiger als
mineralische Dichtschicht
| Sinnvoll bei geringmächtigen
Deponien (um Deponievolumen
zu gewinnen)
| Geeignet im Böschungsbereich
(einfache Verlegbarkeit und
Flexibilität)
Sehr dicht gegenüber
Gas und Wasser
Kapillar-
sperre
| Bewuchs
| Rekultivierung (> 100 cm)
| Kapillarschicht (> 30 cm)
| Kapillarblock (> 20 cm)
| Ausgleichsschicht (> 50 cm)
| In Österreich bisher nicht im
Einsatz
| Sinnvoll in Hangbereichen von
Deponien
Dicht gegenüber
Wasser, nicht aber
gegenüber Gas
Wasser-
haushalts-
schicht
| Bewuchs
| Oberboden (30 – 50 cm)
| Unterboden (150 – 170 cm)
| Vlies
| Gasdrainschicht (> 50 cm)
| In Österreich bisher vereinzelt
im Einsatz
| Sehr sinnvoll in
niederschlagsarmen Gebieten
Ausreichend dicht
gegenüber Wasser,
bei entsprechender
Ausführung auch
gegenüber Gas
Methan-
oxidations-
schicht
| Bewuchs
| Oxidationsschicht (> 120 cm)
| Gasdrainschicht (> 50 cm)
| In Österreich schon öfter im
Einsatz
| Sehr sinnvoll als temporäre
Abdeckung in der erste Phase
nach Stilllegung
Ausreichend dicht
gegenüber Gas,
bei entsprechender
Ausführung auch
gegenüber Wasser
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 75 von 90
Tabelle 13: Oberflächenabdeckungssysteme und deren Vor- und Nachteile sowie Kosten
System Vorteile Nachteile Kosten
Regel-
aufbau
| Stand der Technik, Rechtssicherheit
| Rasche und starke Reduktion der
Sickerwasserbildung
| Geringe Kosten für die
Sickerwasserentsorgung
| Sofortige Unterbindung des
Schadstoffaustrages
| Gefahr von Trockenrissen bei der
tonmineralischen Dichtung
| Setzungsempfindlich
| Hohen Baukosten
| Trockenstabilisierung des Abfalls
| Standfestigkeitsproblem bei
steileren Böschungen
50,- bis 70,-
[€/m2]
Bentonit-
matte
| Schnelle und einfache Verlegung
| Kostengünstiger als mineralische
Dichtschicht
| Geringe Schichtstärke
| Schonung von Erdmaterialressourcen
| Hohe Dichtwirkung, Konvektionsdicht
| Setzungsresistenter als mineralische
Dichtschicht
| Hohe Restistenz gegen chemische
Beanspruchungen
| Mechanische Verletzbarkeit
| Austrockungsempfindlich
| Altersbedingte
Materialverschlechterung
| Reduktion der Dichtwirkung durch
Umwandlung von Natrium- in
Kalziumbentonit
| Standsicherheitsgefahr bei steileren
Böschungen
40,- bis 65,-
[€/m2]
(Regelauf-
bau mit
Bentonit-
matte)
Kapillar-
sperre
| Starke Sickerwasserminimierung
| Unempfindlich gegen Austrocknung
| Kostengünstiger als der Regelaufbau
| Standsicherheit auch bei steileren
Deponieböschungen
| Bei umweltrelevanter
Deponiegasproduktion nur in
Kombination mit anderen
Elementen einsetzbar
| Bei flachem Gelände nur mit
aufwändiger Profilierung einsetzbar
30,- bis 40,-
[€/m2]
Wasser-
haushalts-
schicht
| Einfaches und natürliches System
| Langfristig funktionsfähig
| Wenig Wartungsaufwand
| Kostengünstig
| Keine Trockenstabilisierung
| Kombination von Methanreduktion
und Wasserhaushaltsoptimierung
| Sickerwasserneubildungsrate von
< 5 % in niederschlagsreichen
Gebieten schwer zu erreichen
| Mehrere Jahre bis zur vollen
Wirksamkeit erforderlich
| Monitoringaufwand
| Einschränkungen bei der
Nachnutzung
35,- bis 55.-
[€/m2]
Methan-
oxidations-
schicht
| Einfaches und natürliches System
| Langfristig funktionsfähig
| Wenig Wartungsaufwand
| Kostengünstig
| Keine Trockenstabilisierung
| Sickerwasserneubildungsrate von
< 5% ohne zusätzliches
Dichtelement nur schwer zu
erreichen
| Monitoringaufwand
| Einschränkungen bei der
Nachnutzung
20,- bis 30.-
[€/m2]
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 76 von 90
Bei Deponien mit hohen Anteilen an biologisch abbaubaren Abfällen ist gemäß
Deponieverordnung 2008 eine temporäre Deponieoberflächenabdeckung zu errichten.
Dadurch soll verhindert werden, dass es durch eine sofortige, vollständige Abdichtung zu
einer Trockenstabilisierung der Abfälle kommt. Dadurch würde das Emissionspotential
langfristig erhalten bleiben und die Problematik auf nachfolgende Generationen verlagert
werden.
Die temporäre Abdeckung soll daher einen gewissen Wassereintrag ermöglichen, damit
es zu einer Steigerung des anaeroben Abbaus und der Deponiegasbildung kommt.
Durch das spätere Aufbringen der endgültigen Abdeckung sollen Setzungsschäden der
Dichtelemente vermieden werden.
Die Ausführung der temporären Abdeckung verlangt primär eine Optimierung bzgl. des
Wasserhaushaltes und der Methanoxidation.
Die Anforderungen denen die Abdeckung gerecht werden muss, sind:
Methanemission über die Oberfläche < 5 kg CH4/m2*a
Genügend Wasserinfiltration zur Aufrechterhaltung bzw. Steigerung des
anaeroben (evt. aeroben) Abbaus
Beide Anforderungen sind z.B. mit gut ausgeführten Methanoxidationsschichten zu
erreichen. Die Herausforderung ist jedoch, eine Lösung zu entwickeln, bei der der
Übergang zur endgültigen Abdeckung möglichst wirtschaftlich bei Einhaltung aller
ökologischen, fachlichen und gesetzlichen Anforderungen erfolgen kann.
Dazu wurden im Rahmen dieser Studie einige Lösungsansätze diskutiert, die in der
Tabelle 14, mitsamt ihrer Vor- und Nachteilen aufgelistet sind. Diese Auflistung erhebt
keinen Anspruch auf Vollständigkeit, sondern soll primär als Denkanstoß dienen, um für
die jeweiligen Deponiestandorte individuelle Lösung zu erarbeiten.
Die Lösungsansätze 1 und 2 arbeiten mit Wasserhaushaltsschichten, die sinnvolle
natürliche Systeme darstellen und einerseits als temporäre Abdeckung genügend Wasser
in den Deponiekörper lassen und andererseits als endgültige Abdeckung zumindest in
niederschlagsärmeren Gebieten ausreichend dicht sind (5%-Grenzwert).
Bei den Ansätzen 3 und 4 kommt es zu einem vollständigen Umbau von temporärer zur
endgültigen Abdeckung. Dies hat den Vorteil, dass alle Anforderungen optimal erfüllt
werden können, ist aber aufwändig und teuer. Beim Ansatz 3 findet der Regelaufbau,
beim Ansatz 4 eine Kapillarsperre Verwendung.
Beim Ansatz 5 erfolgt die Wasserzufuhr durch künstliche Bewässerung unterhalb der
Abdichtung. Dadurch ist nur ein Bauschritt erforderlich. Es besteht jedoch die Gefahr,
dass es zu Setzungsschäden für Bewässerungseinrichtungen und Dichtelemente kommt.
Es können auch Kombinationen der verschiedenen Varianten sinnvoll sein, um z.B. bei
Haldenschüttungen den unterschiedlichen Anforderungen im Böschungsbereich und im
Plateaubereich gerecht zu werden.
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 77 von 90
Tabelle 14: Lösungsansätze für temporäre Abdeckungen inkl. Übergang zur endgültigen Abdeckung
# Aufbau Vorteile Nachteile Anwendbarkeit
1
| Temporär: 1 m
Wasserhaushaltsschicht
mit Gasdrainschicht und
Grasbewuchs
| Endgültig: 2 – 2,5 m
Wasserhaushaltsschicht
mit Gasdrainschicht und
Strauch- oder
Baumbewuchs
| Temporäre Abdeckung wird
vollständig in die
endgültige integriert
| Relativ kostengünstig
| Einfaches und natürliches
System
| Langfristig funktionsfähig
| Wenig Wartungsaufwand
| 5%-Grenzwert in
niederschlagsreichen
Gebieten nur schwer
zu erreichen
| In-Situ Messungen
und Vorversuche
erforderlich
Einfaches,
natürliches
System und
relativ
kostengünstig,
aber 5%-
Grenzwert evt.
problematisch
2
| Temporär: 2 – 2,5 m
Wasserhaushaltsschicht
mit Gasdrainschicht und
Grasbewuchs
| Endgültig: 2 – 2,5 m
Wasserhaushaltsschicht
mit Gasdrainschicht und
Strauch- oder
Baumbewuchs
| Temporäre Abdeckung
wird zur endgültigen
| Im Wesentlichen nur ein
Bauschritt erforderlich
| Relativ kostengünstig
| Einfaches und natürliches
System
| Langfristig funktionsfähig
| Wenig Wartungsaufwand
| 5%-Grenzwert in
niederschlagsreichen
Gebieten nur schwer
zu erreichen
| In-Situ Messungen
und Vorversuche
erforderlich
| Gefahr, dass die
temporäre
Abdeckung zu wenig
Wasser infiltriert
Einfaches,
natürliches
System und noch
kostengünstiger
als #1, aber auch
5%-Grenzwert
evt.
problematisch
3
| Temporär: 1 m
Rekultivierungsschicht
mit Gasdrainschicht und
Grasbewuchs
| Endgültig: Regelaufbau
mit mineralischer
Dichtschicht (oder
Bentonitmatten), KDB
und Flächenfilter (oder
Dränagebahn)
| Regelaufbau ist Stand der
Technik mit viel
Erfahrungswerten
| 5%-Grenzwert
sichergestellt
| Keine In-Situ Messungen
erforderlich
| Bentonitmatte einfach und
rasch verlegbar
| Vollständiger
„Umbau“ zur
endgültigen
Abdeckung
| Hohe Baukosten
| Begrenzte
Lebensdauer der
Dichtelemente
Entspricht dem
Stand der
Technik, erfüllt
alle
Anforderungen
sehr gut, aber
aufwändig und
relativ teuer
4
| Temporär: 1 m
Rekultivierungsschicht
mit Gasdrainschicht und
Grasbewuchs
| Endgültig: Kapillarsperre
u. Rekultivierungsschicht
| 5%-Grenzwert
sichergestellt
| Kapillarsperre
kostengünstiger als
Regelaufbau
| Keine In-Situ Messungen
| Vollständiger
„Umbau“ zur
endgültigen
| Nur in Hang-
bereichen einsetzbar
| In Österreich noch
wenig Erfahrung
Erfüllt alle
Anforderungen
und liegt preislich
im Mittelfeld,
jedoch gibt es in
Österreich noch
keine Erfahrungen
5
| Temporär: Regelaufbau
und technische
Bewässerung
| Endgültig: Regelaufbau
| Temporäre Abdeckung
wird zur endgültigen
| Nur ein Bauschritt
erforderlich
| 5%-Grenzwert
sichergestellt
| Keine In-Situ Messungen
| Gefahr von
Setzungsschäden für
Bewässerungs-
einrichtungen und
Dichtelemente
| Gefahr, dass nicht
genug Wasser in den
Deponiekörper
Erfüllt alle
Anforderungen,
jedoch besteht die
Gefahr, dass es
zu Setzungs-
schäden kommt
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 78 von 90
Literatur
Aitchinson E. (2003): Not Your Ordinary Cap – Tree landfill covers growing in numbers,
April 2003, Waste Age, 50-51.
Albright W., et al. (2004): Field Water Balance of Landfill Final Covers. Journal of
Environmental Quality. 33(6), 2317-2332.
Amann A. (2006): Gasemissionen aus Deponien bei technischer Abdeckung und
Methanoxidation. Tagungsband DepoTech 2006. pp. 433-438. Leoben.
Bahadir M., et al. (1999): Umweltlexikon, Springer Verlag.
BAM (1999): Richtlinie für die Zulassung von Kunststoffdichtungsbahnen für die
Abdichtung von Deponien und Altlasten. Richtlinie der deutschen Bundesanstalt für
Materialforschung und –Prüfung (BAM).
http://www.bam.de/de/service/amtl_mitteilungen/abfallrecht/index.htm
BAM (1995): Anforderungen an die Schutzschicht für die Dichtungsbahnen in der
Kombinationsdichtung, Zulassungsrichtlinie für Schutzschichten. Richtlinie der
deutschen Bundesanstalt für Materialforschung und –Prüfung (BAM).
BAM (2000): Anforderungen an Dichtungskontrollsysteme in Oberflächenabdichtungen
von Deponien. Richtlinie der deutschen Bundesanstalt für Materialforschung und –
Prüfung (BAM).
BAM (2003): Eignungsnachweis für Kunststoff-Drainelemente in
Oberflächenabdichtungen von Deponien und Altlasten. Richtlinie der deutschen
Bundesanstalt für Materialforschung und –Prüfung (BAM).
Barlaz M.A., et al. (2004): Evaluation of a biologically active cover for mitigation of
landfill gas emissions. Environmental Science and Technology, 38, 18, 4865-4877.
Bauer E., et al. (1997): Anwendung von Recyclingmaterialien in Kapillarsperren für
Oberflächenabdichtungen von Deponien, - Auswahlverfahren und Gütekriterien von
Baustoffen für Kapillarsperren am Beispiel von Recyclingmaterialien -. Bay-
FORREST-Forschungsvorhaben F54(F), München.
BAWP (2006): Bundesabfallwirtschaftsplan. Herausgegeben vom Bundesministerium für
Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft. Wien
Behling D. (2007): Wie wirksam sind Deponie-Oberflächenabdichtungen? Ergebnisse
bundesweiter Testfelduntersuchungen. ICP Eigenverlag, Band 13, Hrsg. Egloffstein,
Burkhardt. Karlsruhe.
Benson C., et al. (2002): Evaluation of Final Cover Performance: Field Data from the
Alternative Cover Assessment Program (ACAP). Proceedings Waste Management
2002.
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 79 von 90
Berger K. (1998): Validierung und Anpassung des Simulationsmodells HELP zur
Berechnung des Wasserhaushalts von Deponien für deutsche Verhältnisse
Schlussbericht, Umweltbundesamt, Fachgebiet III 3.6, Berlin.
Berger K. (2002): Das Hydrologic Evaluation of Landfill Performance (HELP) Modell.
Deutsche Version HELP 3.55 D. Institut für Bodenkunde, Universität Hamburg.
Berger J. (2008): Biologische Methanoxidation in Deponieabdeckschichten. Dissertation
an der TU Darmstadt.
Bogner J., et al. (2005): Modeling landfill Methane Emissions from Biocovers: A combined
theoretical-empirical Approach. Proceedings Sardinia 05, Cagliari, Italy.
Bönecke G. (2001): Verzicht auf Oberflächenabdichtungen durch forstliche Rekultivierung
von Deponien – Deponiewald statt Oberflächenabdichtungen? In: Abfallwirtschaft in
Forschung und Praxis, Band 122, ESV.
Braun R. (2001): Stand der Technik der Bioabfallvergärung, Wien.
Bothmann P. (2002): Stellungnahme zu Bentonitmatten als Dichtungselemente in
Oberflächenabdichtungssystemen von Deponien. LfU Baden-Württemberg.
Karlsruhe. http://www.deponie-stief.de/abdichtung/gtd.htm
Deutsche Verordnung zur Vereinfachung des Deponierechts (2009): Bundesgesetzblatt
Jahrgang 2009 Teil I Nr. 22, ausgegeben zu Bonn am 29. April 2009.
Dwyer S.F., et al. (2000): Alternative landfill cover Demonstration, FY2000 Annual Data
Report, Sandia National Laboratories, Albuquerque, New Mexico.
Dwyer S.F., (2003): Water Balance Measurements and Computer Simulations of Landfill
Covers. Dissertation, University of Albuquerque, New Mexico.
Egloffstein T. & Burkhardt G. (2007): Abkehr von der Regel-Oberflächenabdichtung hin
zur Systemwirksamkeit? ICP Eigenverlag, Band 13, Karlsruhe.
Egloffstein T. (2008): Erfahrungen beim Bau von Wasserhaushalts-
/Rekultivierungsschichten, Bodenqualität und –verfügbarkeit, unverdichteter
Einbau, Erosions- und Setzungsverhalten, erste Langzeiterfahrungen. ICP
Eigenverlag, Band 15, Hrsg. Egloffstein, Burkhardt. Karlsruhe.
Ehrig H.-J. (1980): Beitrag zum quantitativen und qualitativen Wasserhaushalt von
Mülldeponien, Veröffentlichungen des Instituts für Stadtbauwesen, TU
Braunschweig, Heft 26.
Ehrig H.-J. (1986): Untersuchung zur Gasproduktion aus Hausmüll, Müll & Abfall, 5/1986
Europäische Deponierichtlinie (1999): Richtlinie über Abfalldeponien (1999/31/EG des
Rates vom 26. April 1999).
Farquhar G.H., Rovers F.A. (1973). Gas production during refuse decomposition; Water,
air an soil pollution, 2-1973.
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 80 von 90
Felske C. (2003): Minimierung von Restgasemissionen aus Siedlungsabfalldeponien durch
Methanoxidation in Deponieabdeckschichten, Doktorarbeit an der Universität
Duisburg-Essen.
GDA (1997): E2-04 Kombiniertes Oberflächenabdichtungssystem. Empfehlung der
Deutschen Gesellschaft für Geotechnik e.V. DGGT, Fachsektion 6 –
Umweltgeotechnik. http://www.gdaempfehlungen.de/empfehl.php#e2
GDA (1997): E2-13 Verformungsnachweis für mineralische Abdichtungsschichten.
Empfehlung der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik e.V. DGGT.
GDA (1997): E2-15 Systemdurchlässigkeit von mineralischen Abdichtungen. Empfehlung
der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik e.V. DGGT.
GDA (1997): E3-01 Eignungsprüfung mineralischer Oberflächen- und Basisabdichtungen.
Empfehlung der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik e.V. DGGT.
http://www.gdaempfehlungen.de/empfehl.php#e3
GDA (1997): E3-05 Versuchsfelder für mineralische Basis- und
Oberflächenabdichtungsschichten. Empfehlung der Deutschen Gesellschaft für
Geotechnik e.V. DGGT.
GDA (1997): E4-02 Herstellung von mineralischen Entwässerungs- und Schutzschichten.
Empfehlung der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik e.V. DGGT.
http://www.gdaempfehlungen.de/empfehl.php#e4
GDA (1997): E5-07 Lysimeter-Meßeinrichtung für mineralische Oberflächenabdichtungen.
Empfehlung der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik e.V. DGGT.
http://www.gdaempfehlungen.de/empfehl.php#e5
GDA (1998): E 2-7 Gleitsicherheit der Abdichtungssysteme. Empfehlung der Deutschen
Gesellschaft für Geotechnik e.V. DGGT.
GDA (1999): E5-09 Bestimmung der Wasserdurchlässigkeit von mineralischen
Flächendichtungen im Feld. Empfehlung der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik
e.V. DGGT.
GDA (2000): E2-32 Gestaltung des Bewuchses auf Abfalldeponien. Empfehlung der
Deutschen Gesellschaft für Geotechnik e.V. DGGT.
GDA (2000): E2-33 Kapillarsperren als Oberflächenabdichtungssystem. Empfehlung der
Deutschen Gesellschaft für Geotechnik e.V. DGGT.
GDA (2003): E2-20 Entwässerungsschichten in Oberflächenabdichtungssystemen.
Empfehlung der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik e.V. DGGT.
GDA (2003): E2-30 Modellierung des Wasserhaushalts der
Oberflächenabdichtungssysteme von Deponien. Empfehlung der Deutschen
Gesellschaft für Geotechnik e.V. DGGT.
GDA (2006): E2-31 Rekultivierungsschichten. Empfehlung der Deutschen Gesellschaft
für Geotechnik e.V. DGGT.
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 81 von 90
GDA (2007): E2-36 Oberflächenabdichtungssysteme mit GTD Tondichtungsbahnen.
Empfehlung der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik e.V. DGGT.
GDA (2008): E2-37 Zwischenabdichtungen. Empfehlung der Deutschen Gesellschaft für
Geotechnik e.V. DGGT. http://www.gdaempfehlungen.de/empfehl.php#e2
Gebert J., Gröngröft A. (2006): Performance of a passively vented field-scale biofilter for
the microbial oxidation of landfill methane. Waste Management 26, 399-407.
Gomiscek T. (1999): Rekultivierung von Deponien mit abfallbürtigen Substraten und
Energiepflanzen in Hinblick auf Wasserhaushalt und Biomasseertrag. Dissertation
an der Universität für Bodenkultur, Wien.
Heerten G. & Koerner, R.M. (2008): “Oberflachenabdichtungen von Deponien und
Altlasten,” Proc. Of Symposium on the Secure Landfill, SKZ, Wurzburg.
Huber-Humer M. (2004): Abatement of landfill methane emissions by microbial oxidation
in biocovers made of compost. Dissertation an der Universität für Bodenkultur.
Huber-Humer M., et al. (2008): Methanoxidationsschichten. Technischer Leitfaden,
erstellt im Rahmen der ÖVA-Arbeitsgruppe Methanoxidationsschichten.
www.altlastenmanagement.at
ITVA (1998): Oberflächensicherung. Arbeitshilfe H1-8/98 des Ingenieurtechnischen
Verbandes Altlasten e.V. (ITVA). Deutschland.
Kämpf M., et al (1998): Bemessungskonzept für Kapillarsperrensysteme. In: Egloffstein,
Burkhardt, Czurda: Oberflächenabdichtungen von Deponien und Altlasten 1998, S.
131-145, Erich Schmidt Verlag, Berlin.
Kjeldsen P., et al. (2007): Engineered biocovers – passive mitigation systems for landfill
gas: status of the demonstration project BIOCOVER. Proceedings 2nd BOKU Waste
Conference 2007, pp. 133-142. Vienna.
Koerner R.M. (2008): A Worldwide Perspective on the Impermeabilization of Solid Waste
Landfills: Past-Present-Future”, Intl. Congress on Protection, Construction, and
Impermeabilization of Hydraulic Structures, CEDEX, Palma de Mallorca.
Krümpelbeck I. (2000): Untersuchungen zum langfristigen Verhalten von
Siedlungsabfällen. Dissertation an der Gesamthochschule Wuppertal.
LAGA (1999): Asphaltabdichtung. Arbeitspapier der Arbeitsgruppe „Infiltration von
Wasser in den Deponiekörper und Oberflächenabdichtungen und –abdeckungen“
der deutschen Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Abfall (LAGA).
LAGA (1999): Bentokiesabdichtung. Arbeitspapier der Arbeitsgruppe „Infiltration von
Wasser in den Deponiekörper und Oberflächenabdichtungen und –abdeckungen“
der deutschen Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Abfall (LAGA).
LAGA (1999): Einführung zu Oberflächenabdichtungen und –abdeckungen. Arbeitspapier
der Arbeitsgruppe „Infiltration von Wasser in den Deponiekörper und
Oberflächenabdichtungen und –abdeckungen“ der deutschen Bund/Länder-
Arbeitsgemeinschaft Abfall (LAGA).
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 82 von 90
LAGA (1999): Einsatz von Bentonitmatten. Arbeitspapier der Arbeitsgruppe „Infiltration
von Wasser in den Deponiekörper und Oberflächenabdichtungen und –
abdeckungen“ der deutschen Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Abfall (LAGA).
LAGA (1999): Geotextile Entwässerungsschichten. Arbeitspapier der Arbeitsgruppe
„Infiltration von Wasser in den Deponiekörper und Oberflächenabdichtungen und –
abdeckungen“ der deutschen Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Abfall (LAGA).
LAGA (1999): Infiltration von Wasser in den Deponiekörper. Arbeitspapier der
Arbeitsgruppe „Infiltration von Wasser in den Deponiekörper und
Oberflächenabdichtungen und –abdeckungen“ der deutschen Bund/Länder-
Arbeitsgemeinschaft Abfall (LAGA).
LAGA (1999): Kapillarsperre. Arbeitspapier der Arbeitsgruppe „Infiltration von Wasser in
den Deponiekörper und Oberflächenabdichtungen und –abdeckungen“ der
deutschen Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Abfall (LAGA).
LAGA (1999): Kunststoffdichtungsbahn. Arbeitspapier der Arbeitsgruppe „Infiltration von
Wasser in den Deponiekörper und Oberflächenabdichtungen und –abdeckungen“
der deutschen Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Abfall (LAGA).
LAGA (1999): Rekultivierung. Arbeitspapier der Arbeitsgruppe „Infiltration von Wasser in
den Deponiekörper und Oberflächenabdichtungen und –abdeckungen“ der
deutschen Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Abfall (LAGA).
LAGA (1999): Temporäre Oberflächenabdeckungen. Arbeitspapier der Arbeitsgruppe
„Infiltration von Wasser in den Deponiekörper und Oberflächenabdichtungen und –
abdeckungen“ der deutschen Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Abfall (LAGA).
LAGA (1999): Wasserglasvergütete Abdichtung. Arbeitspapier der Arbeitsgruppe
„Infiltration von Wasser in den Deponiekörper und Oberflächenabdichtungen und –
abdeckungen“ der deutschen Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Abfall (LAGA).
Lechner P. (2004): Kommunale Abfallentsorgung. Facultas Verlag, Wien.
Melchior S. (2005): Aufbereitung und Einsatz von Bodenaushub und bodenähnlichen
Recycling-Baustoffen in Rekultivierungsschichten - Fallbeispiele aus Rheinland-Pfalz.
In: 5. Deponieseminar des Landesamtes für Geologie und Bergbau Rheinland-Pfalz
am 20.09.2005, 179-194. http://www.mplusw.de/publikation.html
Österreichisches Abfallwirtschaftsgesetz (2002): Bundesgesetz über eine nachhaltige
Abfallwirtschaft (BGBl. I Nr. 102/2002).
Österreichisches Altlastensanierungsgesetz (1989): Bundesgesetz zur Finanzierung und
Durchführung der Altlastensanierung (BGBl. Nr. 299/1989 idF BGBl. I Nr. 40/2008).
Österreichische Deponieverordnung (2008): Verordnung des Bundesministers für Land-
und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft über Deponien (BGBl. II Nr.
39/2008).
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 83 von 90
Österreichische Kompostverordnung (2001): Verordnung des Bundesministers für Land-
und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft über Qualitätsanforderungen an
Komposte aus Abfällen (BGBl. II Nr. 292/2001).
Prantl (2007): Entwicklung der organischen Substanz im Zuge der In-Situ Belüftung von
Deponien. Dissertation an der Universität für Bodenkultur, Wien.
Ramke H-G., et al. (2006): Ergebnisse des Status-Workshops „Anforderungen an
Deponie-Oberflächenabdichtungssysteme“. Höxteraner Berichte zu angewandter
Umweltwissenschaften, Band 6. Höxter.
Reichenauer T.G. (2001): Deponiebegrünung - Entwicklung einer Pflanzendecke zur
Optimierung der biologischen Methanoxidation und Minimierung der
Sickerwassermengen, Endbericht OEFZS-UL-0162.
Reichenauer T. et al (2006): Endbericht INTERLAND. Innovative Technologies for
Remediation of Landfills and Contaminated Soils
http://interland.arcs.ac.at/extranet/interland/publikat.htm
Reuter E. (2006): Bentonitmatten als Abdichtungselemente in
Oberflächenabdichtungssystemen. In: Ergebnisse des Status-Workshops
„Anforderungen an Deponie-Oberflächenabdichtungssysteme“. Höxteraner Berichte
zu angewandter Umweltwissenschaften, Band 6. Höxter.
Rettenberger G., Metzger H. (1992): Der Deponiegashaushalt in Altablagerungen –
Leitfaden Deponiegas. Materialien zur Altlastenbearbeitung. Band 10. Landesanstalt
für Umweltschutz Baden-Württemberg.
Rettenberger, G. (2005): Landfill gas characterization over time – the 9-phase-model.
Proceedings: Sardinia 2005, 10th International Waste Management and Landfill
Symposium, S.Margherita di Pula, Cagliari, Italy.
Rettig R,. et al. (2006): Zwischenergebnisse der Versuchsfelder der MEAB zu alternativen
Oberflächenabdichtungssystemen auf der Deponie Deetz/Brandenburg. 2. Leipziger
Deponiefachtagung.
Scheutz C., et al. (2004): Attenuation of Methane and Volatile Compounds in Landfill Soil
Covers. Journal of Environmental Quality, 33, 1, 61-71.
Schmid G. (2006): Deponie Langes Feld – Klimatische Wasserbilanz einer Abdeckschicht
mit 2 m Mächtigkeit. Gutachten 447-382/115/06 Zi. Petzenkirchen.
Tabasaran O. (1976) Überlegungen zum Problem Deponiegas. Müll und Abfall, 7/1976.
Tschackert A. (2004): Oberflächenabdichtung mit Dichtungsbahnen, Kapillarsperre und
Kapillarblockbahnen – Bauausführung auf der Deponie "Am Lemberg". 20.
Fachtagung "Die sichere Deponie", Würzburg.
Sehrbrock U. (2003): Kombi-Kapillardichtung, ein alternatives, TA Si konformes Deponie-
Oberflächenabdichtungssystem, Abschluss und Rekultivierung von Deponien und
Altlasten 2003, Abfallwirtschaft in Forschung und Praxis, Bd. 128, ESV.
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 84 von 90
Sehrbrock U. (2005). Wirksamkeit von Kapillarsperren zur Deponieabdichtung. CDM
Braunschweig.
Umweltbundesamt Wien (2009): Austria`s Annual Greenhouse Gas Inventory, 1990 -
2007, Submission under Decision 280/2004/EC, Report 0187, Wien.
Von der Hude N. (1999): Kapillarsperren als Oberflächenabdichtungen auf Deponien und
Altlasten – Laborversuche und Bemessungsregeln. Dissertation an der TH
Darmstadt.
Wattendorf P. & Sokollek V. (2000): Gestaltung und Entwicklung von standortgerechtem
Bewuchs auf Rekultivierungsschichten. In: Hamburger Bodenkundliche Arbeiten,
47, 225-234. Hamburg.
Watzinger A., et al. (2005): The effect of landfill leachate irrigation on soil gas
composition: methane oxidation and nitrous oxide formation. Water, Air and Soil
Pollution, 164, 295-313.
Weber B. (1990): Minimierung von Emissionen der Deponie. Veröffentlichung des
Instituts für Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik der Universität Hannover,
Heft 76.
Wimmer B. & Reichenauer T. (2006): Evapotranspirationsschichten zur
Sicherung/Sanierung von Altablagerungen. Technischer Leitfaden erstellt im
Forschungsprojekt INTERLAND. www.altlastenmanagement.at
Witt K.J., (2006): Tonmineralische Abdichtungselemente in
Oberflächenabdichtungssystemen. In: Höxteraner Berichte zu angewandter
Umweltwissenschaften, Band 6. Höxter.
Wolfsfeld N., Arlt K.J. (2005): Messung der realen Wasserhaushaltsentwicklung in
verschiedenen Oberflächenabdichtungssystemen. In: Abschluss und Rekultivierung
von Deponien und Altlasten 2005. Abfallwirtschaft in Forschung und Praxis, Band
135. Erich Schmidt Verlag, Berlin.
Wolfsfeld N. (2005): Bodenphysikalische Eignung mineralischer
Oberflächenabdichtungssysteme für Monodeponien der Stahlindustrie. Freiburger
Bodenkundliche Abhandlungen, Institut für Bodenkunde und Waldernährungslehre
der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg i.Br., Heft 43.
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 85 von 90
Zitierte Normen
DIN EN 13492 (2005): Geosynthetische Dichtungsbahnen - Eigenschaften, die für die
Anwendung beim Bau von Deponien für flüssige Abfälle, Zwischenlagern und
Auffangbecken für flüssige Abfallstoffe erforderlich sind.
DIN EN 13493 (2005): Geosynthetische Dichtungsbahnen - Eigenschaften, die für die
Anwendung beim Bau von Deponien und Zwischenlagern für feste Abfallstoffe
erforderlich sind.
DIN EN 14414 (2004): Geokunststoffe - Auswahlprüfverfahren zur Bestimmung der
chemischen Beständigkeit bei der Anwendung in Deponien.
ÖNORM B 4400 (1978): Erd- und Grundbau; Bodenklassifikation für bautechnische
Zwecke und Methoden zum Erkennen von Bodengruppen.
ÖNORM L 1061 (1988): Physikalische Bodenuntersuchungen; Bestimmung der
Korngrößenverteilung des mineralischen Feinbodens.
ÖNORM L 1063 (1988): Physikalische Bodenuntersuchungen; Bestimmung der
Druckpotential-Wasseranteilsbeziehung von ungestörten Bodenproben.
ÖNORM L 1065 (2006): Physikalische Bodenuntersuchungen - Bestimmung der
hydraulischen Leitfähigkeit in gesättigten Stechzylinderproben.
ÖNORM L 1080 (1999): Chemische Bodenuntersuchungen – Bestimmung des
organischen Kohlenstoffs durch trockene Verbrennung.
ÖNORM L 1083 (1999): Chemische Bodenuntersuchungen – Bestimmung der Acidität.
ÖNORM L 1084 (199): Chemische Bodenuntersuchungen – Bestimmung von Carbonat.
ÖNORM L 1086-1 (2001): Chemische Bodenuntersuchungen – Bestimmung der
austauschbaren Kationen und der effektiven Kationen-Austauschkapazität (KAKeff)
durch Extraktion mit Bariumchlorid-Lösung.
ÖNORM L 1086-2 (2001): Chemische Bodenuntersuchungen – Bestimmung der
austauschbaren Kationen und der potentiellen Kationen-Austauschkapazität
(KAKpot) durch Extraktion mit gepufferter Bariumchlorid-Lösung.
ÖNORM L 1087 (2005): Chemische Bodenuntersuchungen – Bestimmung von
“pflanzenverfügbarem” Phosphor und Kalium nach der Calcium-Acetat-Lactat
(CAL)-Methode.
ÖNORM L 1088 (2005): Chemische Bodenuntersuchungen – Bestimmung von
“pflanzenverfügbarem” Phosphor und Kalium nach der Doppel-Lactat-Methode (DL-
Methode).
ÖNORM L 1095 (2002): Chemische Bodenuntersuchungen – Bestimmung des
Gesamtstickstoffgehaltes durch trockene Verbrennung.
ÖNORM S 2073 (2006): Deponien - Dichtungsbahnen aus Kunststoff - Anforderungen
und Prüfungen.
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 86 von 90
ÖNORM S 2074-1 (2004): Geotechnik im Deponiebau - Teil 1: Standorterkundung.
ÖNORM S 2074-2 (2004): Geotechnik im Deponiebau - Teil 2: Erdarbeiten.
ÖNORM S 2076-1 (2008): Deponien - Dichtungsbahnen aus Kunststoff – Verlegung.
ÖNORM S 2076-2 (2006): Deponien - Geotextile Schutzlagen - Teil 2:
Systemanforderungen und Einbaubedingungen.
ÖNORM S 2078 (2008): Deponien - Anforderungen an Fachverlegebetriebe für den
Einbau von Kunststoffkomponenten in Abdichtungssystemen“
ÖNORM S 2081-1 (2006): Deponien - Geosynthetische Tondichtungsbahnen - Teil 1:
Anforderungen und Prüfungen.
ÖNORM S 2081-2 (2004): Deponien - Geosynthetische Tondichtungsbahnen - Teil 2:
Verlegung.
ÖNORM S 2082 (2005): Deponien - Oberflächenabdeckungen – Systemanforderungen.
ÖNORM S 2100 (2005): Abfallverzeichnis.
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 87 von 90
Tabellenverzeichnis
Tabelle 1: Werte für Bodenaushubmaterial gem. Deponieverordnung 2008..................10
Tabelle 2: Zusätzliche Werte für Erden, die unter Verwendung bodenfremder Bestandteile
hergestellt wurden gem. Deponieverordnung 2008 ............................................11
Tabelle 3: Grenzwerte gem. BAWP 2006 (S 246, Tabelle 1) anorganischer Inhaltsstoffe
für eine weitestgehend uneingeschränkte, d.h. auch landwirtschaftliche Verwendung
(Klasse A1) ...................................................................................................13
Tabelle 4: Grenzwerte gem. BAWP 2006 (S 246, Tabelle 2) für Gesamtgehalte
organischer Inhaltsstoffen und AOX im Eluat für eine weitestgehend
uneingeschränkte Verwendung (Klasse A1) .......................................................14
Tabelle 5: Grenzwerte gem. BAWP 2006 (S 247, Tabelle 3) organischer Inhaltsstoffe und
ihrer eluierbaren Anteile für eine eingeschränkte Verwendung (Klasse A2) ............14
Tabelle 6: Grenzwerte gem. BAWP 2006 (S 247, Tabelle 4) anorganischer Inhaltsstoffe
und ihrer eluierbaren Anteile für eine eingeschränkte Verwendung (Klasse A2)......14
Tabelle 7: Zusätzliche Grenzwerte gem. BAWP 2006 (S 250, Tabelle 5) der eluierbaren
Anteile anorganischer Inhaltstoffe für die eingeschränkte Verwendung, jedoch auch
im Grundwasserschwankungsbereich (Klasse A2-G) ...........................................15
Tabelle 8: Grenzwerte gem. BAWP 2006 (S 248, Tabelle 6) anorganischer Inhaltsstoffe
und ihrer eluierbaren Anteile für den begrenzten Einsatz von Bodenaushub mit
erhöhter Hintergrundbelastung (Klasse A2) .......................................................16
Tabelle 9: Grenzwerte gem. BAWP 2006 (S 248, Tabelle 7) organischer Inhaltsstoffe und
ihrer eluierbaren Anteile für den begrenzten Einsatz von Bodenaushub mit erhöhter
Hintergrundbelastung (Klasse A2)....................................................................16
Tabelle 10: Aufbau des Oberflächenabdichtungssystems gem. deutscher Verordnung zur
Vereinfachung des Deponierechts 2009 ............................................................17
Tabelle 11: Mittelwerte ausgewählter Sickerwasserparameter von 76 Deponien aus
Deutschland (Krümpelbeck, 1999) ...................................................................26
Tabelle 12: Oberflächenabdeckungssysteme und deren Aufbau, Einsatzbereich und
Dichtwirkung.................................................................................................74
Tabelle 13: Oberflächenabdeckungssysteme und deren Vor- und Nachteile sowie
Kosten..........................................................................................................75
Tabelle 14: Lösungsansätze für temporäre Abdeckungen inkl. Übergang zur endgültigen
Abdeckung....................................................................................................76
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 88 von 90
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Zeitlicher Verlauf der Deponiegaszusammensetzung und Produktion
(Rettenberger, 2005) .....................................................................................24
Abbildung 2: Hauptabbauwege der organischen Abfälle unter anaeroben Bedingungen
(vgl. Bahadir et.al., 1999)...............................................................................27
Abbildung 3: Regelaufbau einer Oberflächenabdeckung mit Kombinationsdichtung .......31
Abbildung 4: Aufbau einer Kapillarsperre .................................................................40
Abbildung 5: Aufbau einer Wasserhaushaltsschicht ...................................................45
Abbildung 6: Aufbau einer Methanoxidationsschicht ..................................................52
Abbildung 7: Aufbau der temporären und endgültigen Oberflächenabdeckung für
Lösungsansatz 1 ............................................................................................59
Abbildung 8: Aufbau der temporären und endgültigen Oberflächenabdeckung für
Lösungsansatz 2 ............................................................................................61
Abbildung 9: Aufbau der temporären und endgültigen Oberflächenabdeckung für
Lösungsansatz 3 ............................................................................................63
Abbildung 10: Aufbau der temporären und endgültigen Oberflächenabdeckung für
Lösungsansatz 4 ............................................................................................65
Handlungsempfehlungen zu Oberflächenabdeckungen von Deponien
blp GeoServices gmbh Dezember 2009 Seite 89 von 90
Abkürzungsverzeichnis
a Jahr
AT4 Atmungsaktivität in 4 Tagen [mg O2/g TM]
BSB5 Biologischer Sauerstoffbedarf in 5 Tagen [mg O2/l] bzw. [mg O2/kg TM]
CH4 Methan
CO2 Kohlenstoffdioxid
CSB Chemischer Sauerstoffbedarf [mg O2/l] bzw. [mg O2/kg TM]
DK Deponieklasse
FID Flame Ionisations Detektor
FK Feldkapazität
FM Feuchtmasse [kg]
GV Glühverlust (% TM)
kf Durchlässigkeitsbeiwert [m/s]
KDB Kunststoffdichtungsbahn
LF Leitfähigkeit [µS/cm]
NH4-N Ammonium-Stickstoff [mg O2/l] bzw. [mg O2/kg TM]
NO3-N Nitrat-Stickstoff [mg O2/l] bzw. [mg O2/kg TM]
NS Niederschlag [mm/a]
O2 Sauerstoff
SW Sickerwasser
pH pH-Wert
TOC gesamter organsicher Kohlenstoff (Total Organic Carbon)
TM Trockenmasse [kg]
U Ungleichkörnigkeitszahl
WG Wassergehalt [% FM]
Wkmax maximale Wasserhaltekapazität [% TM]