Auftaumittel von übergeordneten Straßennetzen : Eintrag und Auswirkungen auf das Grundwasser

Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich in erster Linie mit Natriumchlorid (NaCl), da es aufgrund seiner Effektivität und seines Preises weltweit das am häufigsten verwendete Auftaumittel ist. Pro Jahr werden in Österreich bis zu 260.000 Tonnen Streusalz eingesetzt. Zu 96 % wird NaCl verwendet, 4 % entfallen auf Kalziumchlorid (CaCl2). NaCl ist nur bis zu einer Temperatur von ?8 C einsetzbar, bei tieferen Temperaturen (bis ?22 C) kommt CaCl2 zum Einsatz. Na+ und Cl- weisen unterschiedliche chemische Eigenschaften auf. Während Natrium vorwiegend in der ungesättigten Zone zurückgehalten wird, wird Chlorid zum größten Teil ausgewaschen und gelangt folglich ins Grundwasser. Chlorid zeigt Eigenschaften eines konservativen Tracers, d.h. die Konzentration wird nur durch Verdünnung verringert, nicht jedoch durch Sorption und/oder Abbau. Die Menge und Ausbreitung von Chlorid im Grundwasser hängen von Umweltfaktoren (z.B. Klima) und Infrastrukturfaktoren (z.B. Entwässerungssysteme) ab. Beim Transport von Chlorid im Grundwasser treten Advektion, molekulare Diffusion und mechanische Dispersion auf. Für eine erste Abschätzung des Chloridtransports können analytische Modelle herangezogen werden. Für genauere Untersuchungen reichen diese nicht mehr aus, es muss auf numerische Modelle zurückgegriffen werden. Die numerische Modellierung wurde mit der Software FEFLOW durchgeführt. Für die Darstellung der Flächen- und Tiefenverteilung der Chloridkonzentrationen wurden ein Horizontal- und ein Verikalmodell generiert, weiters wurde eine Sensitivitätsanalyse durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass in einem homogenen Aquifer die Dispersivität den größten Einfluss auf die Ausdehnung der Chloridfahne und die Höhe der Konzentration hat. Die Chloridkonzentration liegt in gewissen Bereichen über dem gesetzlichen Grenzwert von 200 mg/l.This work deals in the first place with sodium chloride (NaCl), which is because of its effectivity and its price the worldwide most used deicing medium.Up to 260.000 tons of road salts are being used in Austria per year. 96 % of it is NaCl, 4 % is calcium chloride (CaCl2). NaCl is applicable only down to a temperature of ?8 C. For lower temperatures (down to ?22 C) CaCl2 is used.Na+ and Cl- show different chemical characteristics. While sodium is retained primarly in the unsaturated zone, chloride is washed out for the most part and enters groundwater. Chloride shows attributes of a conservative tracer, this means the concentration is only reduced through dilution and not through sorption and/or decomposition. The quantity and spreading of chloride in groundwater depend on environmental factors and infrastructure factors. Chloride is transported within the aquifer by advection, molecular diffusion and mechanical dispersion. For an initial estimate a simplified conceptual model of Appelo and Postma is used in which the solution is analytical. Here, only purely advective transport is considered. For more detailed studies analytical solutions are no longer sufficient, numerical models are needed.The numerical modelling was performed with the software FEFLOW. To illustrate surface and depth distribution of chloride concentrations horizontal and vertical models were generated. Based on the results hazard areas can be identified. Furthermore, a sensitivity analysis was conducted to assess the influences of various parameters on the extent of the plume and the amount of chloride concentration. The results show, that in a homogeneous aquifer dispersivity is most important.vorgelegt von Astrid KogsederAbweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des VerfassersGraz, Univ., Dipl.-Arb., 2009(VLID)20784